建築聲學(Architectural Acoustics)

在維基百科亂逛的時候，偶然發現一個名詞─建築聲學。不過只有簡短的資訊如下。

建築聲學主要研究以下幾個方面：

• 如何在室內獲得良好的聲學效果，即室內音質
• 在建築環境中避免噪音的干擾和危害，即建築環境噪聲控制
• 提高聲學效果、控制噪聲過程中所需要考慮的各種建築材料、構造、空間特性

為了滿足求知慾，就稍微google了一下相關的資訊跟大家分享一下。

建築聲學為聲學的一分支。聲學一詞源自希臘文akoustikos，意指「有關聽覺的」。其他分支包括音樂聲響學、工程聲響學、超聲波聲響學、環境聲響學。其歷史根源可追溯至古希臘等文化，希臘人及羅馬人所設計的露天圓形劇場，即是古代建造者及科學家具有聲學素養的明證。

建築聲學是研究建築中聲學環境問題的科學。它的基本任務是研究室內聲波傳輸的物理條件和聲學處理方法，以保證室內具有良好聽聞條件以及研究在何種因素下，可產生最理想的音響狀態。建築聲學最熟知的應用為音樂聽及大會堂的設計和建築。並且涵蓋多種特殊技術與設備，例如利用音響強化設備作適當的配置。除此之外，建築聲學的研究範圍還涵蓋研究控制建築物內部和外部一定空間內的雜訊干擾和危害。

講到這裡，基本上SoundMicro主要處理的部份在於建築環境噪聲的控制，藉由不同頻段聲音的吸收率去處理室內的音質。當然我們也需要考慮不同環境下會有不同的需求，如音樂廳及會議室的要求就相去甚遠。

隔音？吸音？ 兩者大不同

近期常接到客戶打電話來，說想要了解SoundMicro的吸音效果及安裝方式，不過仔細了解需求才發現，有許多人實際上需求是「隔音」，我想有興趣的人可以參閱之前的文章，聲學小常識-隔音，就簡單以下圖說明一下聲音接觸到物體的時候會產生的三種反應，即「反射」、「穿透」、「轉換熱能」

隔音的主要目的在於把「穿透」的聲能減少，而吸音則是在把「反射」的聲能減少。
也因此一般而言，大多隔音材的作用都是讓聲音全反射而不進行能量轉換，而吸音材則是想辦法讓聲能轉換成熱能。
所以說，當你希望外界不要聽到房間裡的聲音，或不希望在房間裡聽到外界的聲音時，要考量使用的就是隔音材，但當你希望控制房間裡的聲音聽起來的感覺，就要透過各種類型的吸音材去進行調整了！

聲學環境控制計算範例(四)─機房

這個案例比較特殊，因為環境中只有一種噪音源，不過也滿常見的，請各位看倌先不要看答案自己練習一下，先看到這一篇的人，也請回到第一篇去看一下計算原理!!

一樣是測試數據

1.偷懶一下，一樣假設溫度為25℃，計算出音速如下

    V=331+0.6T   ;T=25℃

       =331+0.6*25 =346 m/s    

2. 計算該頻率的波長
    V=346m/s=315Hz * 波長
    所以波長=1.098m =109.8cm
3.由2.可知，最佳空腔為109.8cm/4≒27.45cm


相信有這四個計算範例，應該每個人對SoundMicro的應用都有一定程度的了解了，
歡迎任何相關疑問均可來信提出，謝謝^^

聲學環境控制計算範例(三)─工廠製造現場

接下來的計算範例，是許多老闆及廣大的勞工朋友們最關心的，因為噪音，也是工安必須嚴格管控的一個區域，賺錢是一時的，員工的聽力是無價的!!

我們這次以青鋼的廠房為例

以下是測得的數據

由圖可知，主要是630Hz的噪音較大
所以一樣三步算出來最適空腔。

1.假設溫度為25℃，計算出當時的音速

    V=331+0.6T   ;T=25℃

       =331+0.6*25 =346 m/s    

2. 計算該頻率的波長
    V=346m/s=630Hz * 波長
    所以波長=0.549m =54.9cm
3.由2.可知，最佳空腔為54.9cm/4≒13.7cm

聲學環境控制計算範例(二)─ 道路旁吸隔音

有了上一篇的計算說明，我們在把場景轉換到省道台一線旁

我們測得的數據如下：

由圖可以看出，最高的頻率落在1.25kHz

1.這次假設溫度為30℃，則計算出當時的因素如下

    V=331+0.6T   ;T=30℃

       =331+0.6*30 =349 m/s    

2. 計算該頻率的波長
    V=349m/s=1250Hz * 波長
    所以波長=0.279m=27.9cm
3.由2.可知，最佳空腔為27.9cm/4≒6.975cm


大部分的吸隔音牆基本上均為10cm左右，青鋼金屬建材為了讓人了解SoundMicro吸隔音牆的性能，特地設計了一組SoundMicro吸音體驗隧道，有興趣可以來信預約^^

聲學環境控制計算範例(一)─冷卻塔

在日常生活中，當我們感覺熱的時候，可以看一下溫度計去決定冷氣調到多少度，而冷氣控制器上通常也有溫度可以顯示，可以讓你判斷調降多少比較剛好，相當的方便。

但若換成噪音呢？控制噪音的方式複雜了一點，但也是相同的道理，首先就是要了解環境噪音主要是低頻、中頻還是高頻，在你不了解該環境的聲學條件時，很容易就會弄錯控制噪音的方式，例如主要是高頻音的環境卻用中頻音的吸音材，這樣整體的效果就會大打折扣，更別提去設計一個如家庭視聽室之類需要較為精準控制聲音的聲學空間。

SoundMicro有個特殊的地方，也就是可以透過空腔的調整去控制音頻，而最佳的空腔為1/4的波長，我們舉上一篇文章中提到的冷卻塔作為計算範例：

這是在青鋼辦公大樓的cooling tower，我們測得的聲學環境條件如下：

由圖面上的紅色框框部分可以知道，主要的噪音頻率落在200Hz，所以我們就從這個地方開始下手。

1.假設溫度為25℃，則計算出當時的因素如下

    V=331+0.6T   ;T=25℃

       =331+0.6*25 =346 m/s    

2. 計算該頻率的波長
    V=346m/s=200Hz * 波長
    所以波長=1.73m
3.由2.可知，最佳空腔為1.73/4≒0.43m

背襯吸音材與微孔吸音率比較

市售吸音材比較

吸音材種類	代表性材料	吸聲特性	吸音率
多孔性	玻璃棉、岩棉、泡棉、礦棉、 麻織與棉纖維等吸音材	具不錯的中高頻吸音能，背後預留空氣層有助低頻吸音能力提升。（多孔性材料多依材料厚度決定材料之NRC，亦即材料厚度越厚，吸音係數則越高）	0.4 - 0.9
板狀	合板、石膏板、塑膠板、金屬板、水泥板	吸收低頻較有效。（此種材料對低頻效果佳，但中高頻以上效果較不佳，目前噪音控制較少使用此種材料。）	0.2 - 0.4
穿孔板	穿孔石膏板、穿孔合板、穿孔鋁板、穿孔鋼板、細孔板	一般使用狀態吸收中頻，與多孔性材料配合使用時吸收中高頻，背後預留空氣層還能吸收低頻。（穿孔率建議盡量不超過20％）	0.5 - 0.7
超微孔板 SoundMicro	超微孔吸音鋁板 超微孔綠建材吸音鋁板	屬於吸收全頻特性，可藉由控制背後空氣層厚度，削減低、中、高頻音能	0.7 - 0.9

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