<談空間> 商業空間的音響配置藝術(商業空間)

撰文/阿賣

商用空間通常比家用的空間大,在解決低頻問題時的切入點也因此不同。為了兼顧空間利用率、人員動線及美感,設計師會用什麼方法解決問題?此篇將詳細介紹。

 

     最後這一篇〈配空間〉,要來談談商用空間。

     餐廳、展演空間、會議室這些商用空間,由於空間比較大,容納的人數通常也比較多,因此在安裝、挑選、空間的處理上,要注意的事情都會變得與家用音響的空間不同。例如揚聲器的擺放:在家用的音響空間裡,通常將揚聲器擺在聆聽者的耳朵高度附近,讓聲音水平打向聆聽者的耳朵;在餐廳、會議室、展演空間這些地方,因為考量到空間的利用率與人員的動線,通常就會將喇叭「隱藏」起來,採用懸吊、壁掛,或是嵌入的方式安裝。因為商用的空間大小通常比家用的空間大很多,因此在考量低頻問題的時候,思考的切入點也會不同。

 

喇叭的安裝方式

     在商用空間裡,喇叭的安裝方式,通常有以下三種:

  • 懸吊式
  • 壁掛式
  • 嵌入式

     這三種安裝方式,各有各的優缺點。壁掛式或是嵌入式喇叭,一定得貼著牆或天花板,所以在喇叭的安裝上,就少了與牆面、天花板之間的距離, 而這段距離空間的調整,也是調整音場的關鍵。因此,懸吊式喇叭的聲音表現,通常能比另外兩種好。

    但要讓空間內各處都能聽到清楚的聲音,反而使用嵌入式喇叭最能在有限預算內達到。例如像下頁圖的講堂空間,在前方的講台兩側安裝懸吊式喇叭,讓聲音打向聽眾,這種方式會讓前方的聽眾,聽得清楚又大聲,但坐在越後方的聽眾,聲音就變得越小聲、越不清楚。

    若採用安裝在天花板的嵌入式喇叭,兩對喇叭就可以涵蓋整個講堂所有聽眾的範圍。

     如果你還是喜歡將喇叭安裝在人耳的高度,讓喇叭維持在橫向打來的聲音呈現,但又不想要喇叭佔據太多空 間,那壁掛式喇叭就是最好的選擇。

 

懸吊式喇叭

     懸吊式的安裝方式,比較接近理想中的音響擺放原則:喇叭不會貼著牆或是天花板。也因此比較少因為空間的限制而有低頻淤積的問題,在喇叭本身的設計上,頻率響應通常是比較平坦的。因此比較在意聲音品質的場所,例如音樂餐廳、展演空間、著重視聽投影設備的會議室,會傾向使用懸吊式喇叭。

     懸吊式喇叭的安裝,是用支架將喇叭吊掛在天花板上。在安裝時最重要的就是安全問題。天花板結構本身承受重量的能力,安裝所使用的支架的選擇,都要有專業的施工,才能確保喇叭能安穩的懸吊在天花板上,萬一掉下來那可不是鬧著玩的。

     懸吊式喇叭的方向,會讓喇叭往斜下方打,喇叭的指向軸與水平線之間的夾角大約在 15°到 30°之間。當然,喇叭指向的人耳高度位置,就是最佳的聆聽位置,由此原則大概可以抓出喇叭應該擺在哪裡,指向哪一個方向,才能滿足大多數客人來到這個商用空間最佳的聆聽體驗。

     因為喇叭本身所打出來的聲音,會隨著距離越遠,而聲音的能量越來越小,所以在大型的空間裡,通常不會只有一對喇叭,而是會有第二對、第三對、第四對⋯⋯等等。這也是為什麼在大會議室、大講堂、大型展演空間, 通常都會看到四顆、六顆甚至八顆喇叭的原因。

     至於距離要多遠,需要再多安裝一對喇叭,這要視喇叭的選擇以及空間本身的需求而定,最基本的要求,當然是要讓每個地方,都能聽到清楚的聲音。

 

壁掛式喇叭

     壁掛式喇叭本身就是設計成掛在牆壁上的,它一定會靠著牆,所以喇叭後方的低頻會被牆壁反射回來,形成空間裡聽起來容易多出轟轟的低頻。也有故意設計成本身就要掛在兩面牆形成的牆角上的「角落喇叭」(corner speaker),這種設計對於低頻的增強效果會更強。

     一般來說,喇叭靠著一面牆,低頻會多出 6dB 的音量;如果靠著兩面牆之間的直角,低頻就會多出 12dB;靠著兩面牆跟樓板之間的「三面直角」,低頻會多出 18dB。

    也因此,購買與安裝壁掛式喇叭時,要注意這喇叭本身的設計,如果本身就是要安裝在直角處的「角落喇叭」,沒有真的靠在兩面牆之間的 直角,低頻的量感就會很不夠,聽覺上就會明顯的不對勁。

     另一種常見的問題,常常出在 「牆」的身上!當壁掛式喇叭安裝的 牆面不是在磚牆或水泥牆這類「硬質」的牆,而是裡面中空或塞吸音棉 的輕隔間牆時,壁掛式喇叭安裝在上 面,就會低頻不足。

     因為壁掛式喇叭本身設計時,就已經假設喇叭後方是「牆」,而且 是紮紮實實的磚牆或水泥牆,這個 牆應該會補足 6dB 的低頻量。結果 現在後方的牆不夠硬,低頻在碰到 中空或是塞棉的輕隔間牆時,都穿透過去、或是被吸收掉了。這樣沒有達到反射補足低頻的效果,就會跟原本設計時的預期有落差!如果是掛在兩面牆間直角處的「角落喇叭」,被安裝在兩面輕隔間牆上,就會有更嚴重低頻不足的缺陷(少了預期中的 12dB)。

    壁掛式喇叭也不一定都是水平貼著牆面安裝的,也有很多商業空間用的壁掛式喇叭,本身就設計成要安裝在高處,讓聲音往斜下方打的。例如右圖這兩款喇叭:

     這兩款喇叭後殼的角度,都是已經設計好與牆面之間固定的角度了。這個與牆之間的角度、喇叭後殼與牆之間各處的距離,都是在設計時已經考慮進去,經過計算與實測,能達到最平衡的低頻量感而設。 一樣要如實的安裝在「硬質」的牆面上,如果牆面中空,都會有低頻不足的問題。

     這種往斜下方打的壁掛式喇叭,因為後殼與牆面的夾角在設計上已經是固定的,在安裝時想要將喇叭打到空間內大多數聆聽者的耳朵位置,就不像懸吊式喇叭可以任意旋轉喇叭的指向,它只能依靠調整壁掛的高度,來讓喇叭指向空間內最多數聆聽者的耳朵位置。

 

嵌入式喇叭

     嵌入式喇叭,大概分成三種安裝方式。

     第一種是將嵌入式喇叭安裝在天花板上:在天花板上挖一個方形的洞,將喇叭嵌入在這個洞裡面。

     要注意的是,「天花板」跟「樓板」是不一樣的,天花板通常是薄的木板、石膏板或是矽酸鈣板,而樓板當然是厚達 10 公分以上紮實的鋼筋水泥結構。一般室內裝修工程在搭天花板時,通常會讓天花板跟樓板之間距離 30 公分左右。

     當我們將天花板挖了一個洞,把喇叭嵌入進去以後,喇叭的後殼到上方的樓板之間,應該會有 15 到 20 公分的距離。於是,我們可以知道,這個嵌入式喇叭的「後牆」,其實就是樓板本身。而這個喇叭距離「後牆」的距離, 就是 15 到 20 公分左右。

     一般來說,樓板因為是鋼筋水泥結構,它會是一個很棒的「硬質」反射 面,作為嵌入式喇叭的「後牆」,其實會有相當不錯的效果。     

     第二種是,在原本的結構牆(磚牆或水泥牆)之外,另外打上一層矽酸鈣板、石膏板或木板之類的板材(類似輕隔間的工法),讓板材與結構牆之間留一層 10 到 15 公分的空隙。這種在結構牆外面打一面板材的做法,就會形 成可以將書架、櫃子、喇叭等等⋯⋯,任何你想要的物件都可以嵌入在牆上的一面「假牆」。然後,把喇叭嵌入安裝在這一面「假牆」上。

     這種牆,一般來說板材跟結構牆之間距離只有 10 到 15 公分,不像天花板跟樓板之間有超過 30 公分以上的距離,因此當嵌入式喇叭安裝在這樣的牆上,通常喇叭的後方是直接貼著「後牆」的,中間的距離很短、甚至沒有距離。所以將同一款喇叭嵌入安裝在天花板,與嵌入在這種「假牆」上比較, 嵌入在這種「假牆」上的喇叭,在聽覺上會比安裝在天花板還要轟,比較多低頻的淤積。

 

   

     第三種是安裝在輕隔間牆上:在輕隔間牆上挖一個方形的洞,將喇叭嵌入安裝在這個洞裡面。這屬於比較不好的安裝方式,首先碰到的問題就是,輕隔間牆是由兩片板材所構成,兩片板材之間不是密實的,而是中空的(或是塞入棉類),當我們把一面板材挖了一個洞嵌入喇叭後,等於喇叭的「後牆」就是另一片薄薄的板材而已!

     不管是矽酸鈣板、石膏板或是木板,一般來說厚度大約只有 0.6 公分,根本沒辦法擋住聲音,也沒辦法有效的反射聲音。因此,喇叭後方的聲音會很容 易穿過輕隔間牆,傳到輕隔間牆隔壁的房間裡去!而這個嵌入式喇叭,也幾 乎等於沒有後牆的反射能量效果,比起安裝在天花板或是假牆上的嵌入式喇叭,這種安裝方式會比較呈現虛弱無力的狀態。

     大致上來說,嵌入式喇叭還是安裝在天花板,是最佳的選擇。對於面積較大的商用空間,多安裝幾顆嵌入式喇叭在天花板,也是最能讓空間內每一處的人們都聽到差不多的音量的方法。更講究的安裝,也可以在喇叭後方塞吸音棉調整低頻的量感。

 

不同用途商業空間的音響建議

     介紹完商業空間常用的三種不同的音響設計與安裝方式後,我們要開始考量到更實際的層面:這個空間是做什麼用的?用什麼方式來播放音樂?抑或是不以播放音樂為主,而是以遊戲或電影這類影音重播為主?

     以音樂展演的 livehouse、音樂餐廳或是夜店來說,這是最重視音響表現的空間,一般來說會使用整套的 PA 系統,喇叭是直接架在腳架上的!如果不想要腳架佔據空間,那就會使用懸吊式喇叭。一般來說這類空間的音響播放音量都是比較大聲的,室內一樣會需要角落低頻陷阱、吊頂的吸音板、牆面的擴散等裝置來調整音場,要避免吵到外頭其他的店家或住戶,空間的隔音也很重要。

     大多數的餐廳,音樂播放的音量通常不大聲,只是作為一個情境的陪襯。這情況就不太需要吸音裝置,以安裝在天花板的嵌入式喇叭或是掛在空間四角的懸吊式喇叭最為適合。比較大面積的餐廳,天花板的嵌入式喇叭較能讓空間內的客人都聽得到,中小型空間走溫馨氛圍的餐廳,找個聲音表現不錯、外觀造型符合餐廳風格,掛在四角的懸吊式喇叭,應該是最為適合。

     如果是服飾店,因為已經有很多衣服了,到處都是吸音的材質。因此通常高頻會被吸收的比較多,這就比較建議空間裝潢時,牆面盡量使用硬的材料,例如水泥牆、文化石、木頭等容易反射的材料,來讓音場達到「乾濕適中」的呈現。

     像講堂或是會議室,音響播放多半是用來將演說者的話擴音,如果要達到讓空間內每個人都聽得清楚的基本要求,其實天花板上的嵌入式喇叭是最適當的,預算也相對節省的做法。但如果經常用到投影機、影音的播放,那就會需要懸吊式喇叭。天花板跟兩面牆之間的「三面直角」處,可以放吸音裝置作為低頻陷阱;天花板盡量不要是平板的面,有一些凹凸的管線,或是懸吊擴散吸音裝置,可以再增強聲音的表現。

     如果是電影院或是遊戲體驗空間,因為電影跟遊戲在製作時本身就是環繞 的混音,所以需要 5.1、7.1、7.1.2 這類的環繞音響,安裝時多半是懸吊式或嵌入式的,這類型空間在室內裝潢時,也一樣會需要在牆裡面塞入吸音材料作為低頻陷阱、吸音板、天花板上會懸吊吸音板或擴散裝置。像電影院、劇院這些本身屬於大空間,對於低頻駐波的處理想法會跟一般家用空間有些不同,而且他們在蓋的時候就已經盡量讓牆面之間不會有直角跟平行面。

 

大型空間與低頻的關係

     比起家用空間來說,商用空間一般都比較大,在比較大的空間裡,其實關 於低頻駐波的干擾,也會有些不一樣的思維。回到聲速的物理公式來看:

聲速 = 頻率 x 波長

     以低頻來考量,我們簡單的抓 100Hz、50Hz、25Hz 這三個頻率計算一下:

340 = 100 x 3.4 半波長為 1.7m

340 = 50 x 6.8   半波長為 3.4m

340 = 25 x 13.2 半波長為 6.8m

     會發現當一個聲波的半波長在 6.8 公尺時,已經是 25 赫茲的超低頻了!

     一般家用空間的長、寬、高通常都不會很長,天花板到地板之間的樓層高度也不過就 3 公尺,因此平行面的低頻駐波問題都發生在 50Hz 到 60Hz 之間 (這就是來自天花板與地板之間的低頻駐波)。但很多大型的商用空間是樓層挑高的空間,這就會讓低頻駐波的問題,出現在更低的頻率。

     例如,挑高到 4.2 米高的一樓大廳,天花板與地板之間的平行面駐波,就會在 40Hz 附近註 1。而長寬兩邊,通常都比天地之間的高還要來得長,發生駐波的頻率就更低了。而越低的頻率,對於人耳就越察覺不到,也就是說低頻駐波惱人的感受就比較不嚴重了。從以上的討論,可以大概知道個結論:越大的空間,低頻駐波就會發生在越低的頻率。

 

商業空間的音場處理建議

     從剛剛上一段的結論,我們就看懂了:越大的空間,低頻駐波的問題會越少。如果真要處理的話,通常也只要處理長、寬、高這三者之間最短的那一樣就好了,而這一樣通常是「高」,也就是天花板與地板之間的平行面駐波。因此,比較講究聲音表現的商業空間,空間內優先處理的地方都是天花板。

     對於音樂播放會比較大聲、注重音響效果的展演空間、音樂餐廳、餐酒館、夜店來說,要真的講究聲音表現,當然最好還是使用懸吊式喇叭。再來,在天花板懸吊吸音或擴散裝置,處理天地間的低頻駐波問題。懸吊式喇叭的後方如果有碰到天花板和兩面牆的「三面直角」處容易低頻淤積,可以設置低頻陷阱。

     但對於音樂播放音量比較小的餐廳、服飾店來說,空間處理就不用做到那麼複雜。主要考量的地方,還是要依照空間大小跟需求,選擇聲音與外型設計符合店內風格的懸吊式喇叭、壁掛式喇叭或是嵌入式喇叭,正確的安裝在音場最佳的位置。

註 1:4.2 公尺為半波長可以形成天花板與地板間的低頻駐波,就代表這個低頻的波長是 8.4 公尺,套入聲速的公式(340 = 頻率 x 8.4)可以算出這個頻率大約是 40.5Hz。