在视听空间设计中，房间大小与比例属于建造视听空间前必须考虑的前提要素，以避免出现因房间的先天不足而造成声染问题。对于已建成的视听室，要获取优秀的声音特性，还需要进行后期的声音处理。当中，混响时间控制是首要环节。混响时间这个由现代建筑声学之父塞宾在100多年前所提出的声学名词，第一次将声学控制从只能模糊预测的状态带进了数字量化的阶段，让声学专家、设计人员与影音爱好者们能够利用数学计算的方式进行更加精准的室内声学处理。随后，声学专家们开创出最佳混响时间推荐范围，将视听室混响时间控制规范化与标准化。
本期，我们将会对混响时间概念的诞生，最佳混响时间的推荐标准，如何才能更有效地进行混响时间的控制进行深入浅出的探究，让各位读者能够获悉更加全面的视听室混响时间控制，而非冰山一角。
混响时间(Reverberation time)概念的诞生
在视听空间设计之中，混响时间与上期所讨论的共振频率属于同样重要的参数，对房间的声音质量起到关键的作用。适当的混响时间能让声音表现更为饱满自然，细节更加丰富。过短的混响时间会令声音变得呆板与单调，而过长的混响时间则会让人觉得声音冗长，低音轰鸣。混响时间(Reverberation time)概念的出现是现代建筑声学系统诞生的重要标志。在现代建筑声学系统创立之前，建筑声学已经引起了古代有识之士的关注。
公元前1世纪，罗马建筑师维特鲁威(Vitruvius)在《建筑十书》中记载了古希腊露天剧场用共鸣缸调节音响的方法，辨识到无响区、回响区、余响区、和响区四种不同音响区域。到了16～17世纪，混响时间对室内声音质量的影响受到了人们的重视。在欧洲各国建造大型剧场与教堂的时候，由于空间达数万立方米，而观众与礼拜者却为少数，再加上内部采用大理石等光滑的内墙面，让整个空间的混响时间达到数秒之长，前方讲话的声音传到后方已经一片模糊，如此恶劣的声音状况已经成为亟待解决的问题。19世纪初，德国人弗里德利克•察拉迪(E.F. Freidrich Chlaudi)的著作《声学》对混响现象作出了解释。到了19世纪中期，英国物理学家威廉•瑞利(Lord John William Rayleigh)发表巨著《声学原理》，声学发展成为物理学中的独立分支，从此拉开了现代声学的序幕。小强家庭影院导购网欢迎您！
19世纪后期到20世纪初，美国哈佛大学的华莱士•克莱蒙•塞宾(Wallace Clement Sabine)物理学教授开创了现代建筑声学系统，同时也带来了混响时间的概念。1895年新建成的哈佛大学弗格艺术博物馆中的讲演厅因为声学特性恶劣，让台下的学生无法听清楚老师的讲话。于是，当年还是助教身份的塞宾受命并试图从科学的角度为这个困扰多年的声学难题寻求一种可以用数学进行解释的答案。塞宾与两位实验室助理分别选取了三个具有不同声学特性的剧院作为真实的物理模型，包括声音表现极佳的桑德尔斯剧院、声音表现一般的杰弗逊大厅讲演室与声音表现极差的弗格讲演厅。同时将杰弗逊大厅地下室装备成混响测试室，利用桑德尔斯剧院数百个软椅垫进行实验。借助管风琴作为声源，在房间中产生约512Hz的中频段声音，然后将声源切断，再测量声音从切断到衰减至听不到所花的时间，仪器仅为秒表和试验者的耳朵。通过详尽的研究与测试后，得出了当声源停止发声后室内声场逐渐减弱至听不到所延续的时间，即混响时间，这是衡量室内音质的重要参量。
此图纵坐标为房间声压值，横坐标为时间，混响时间就是值室内声源停止发声后声压级衰减60dB所经历的时间。途中的混响时间为1.8s
房间体积越大混响时间越长，国际上的机构与组织对于最佳混响时间的推荐值通常是一个范围，包括最小值与最大值
后来将混响时间定义为室内声源停止发声后声压级衰减60dB所经历的时间，单位是秒。混响时间与房间体积成正比，与房间平均吸声系数成反比。因此，房间体积越大混响时间越长；平均吸声系数越大，混响时间越短。这就是著名的塞宾混响公式：RT60=0.161V/(S×a) ，其中T是混响时间，V是房间体积，S是房间墙面的总表面积，a是房间表面的平均吸声系数。
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1900年底落成的波士顿音乐厅完全按照塞宾混响时间理论原理来设计，出色的声音效果证明了其正确性。自此之后，塞宾混响时间计算公式成为了现代建筑声学系统的重要基础。
涉及声学知识简介——吸声系数α与降噪系数NRC
由塞宾混响公式可知，控制混响时间RT60有两种主要的方法：改变房间的尺寸或者改变房间表面吸声量。对家庭影院视听环境而言，通过改变房间尺寸来控制混响时间难度过大，并不适合普通用户。因此对于家庭用户而言改变房间的表面吸声量成为主要的实现方法。
吸声系数α是与房间表面吸声量息息相关的声学指标。吸声实际上是将声能转变为热能，每一种材料都会通过和声波相互作用来吸收部分声音。吸声通常以被吸收声能与入射声能之比来计量，也就是吸声系数α。假设某种材料不能吸收任何入射声能，那么这种材料的吸声系数α=0，也就是说所有作用在这种材料上的声音都会被反射。但事实上，不存在α=0的材料，任何材料都会吸收一部分的声音，吸声系数为0仅仅属于理论上的极限值。换言之，如果某种材料能够完全吸收作用在它上面的声音，那么这种材料的吸声系数α=1。当然也不存在这种完全吸收声音的材料，吸声系数为1也属于理论上的极限值。吸声系数的范围在0和1之间。材料上的吸声量在数学上定义为吸收系数与材料表面面积的乘积，为了纪念塞宾，英制吸声量的单位为“塞宾”。小强家庭影院导购网欢迎您！www.av269.com
任何材料的吸声系数均在0到1之间
不同频率会有不同的吸声系数。吸声材料对于低频声，特别是对250Hz以下低频的吸收更是有限的，而吸声系数会随着频率的提高而增加。因此，吸声系数会结合不同频率的形式共同出现，如α125代表125Hz频率下的吸声系数，α250代表250Hz频率下的吸声系数等等。在通常情况下，对于某一材料的吸声能力会采用降噪系数NRC来表达。NRC是由美国材料试验协会(ASTM)制定的标准。NRC是指某材料在125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz等频率的吸声系数的算术平均值，四舍五入取整到0.05。
来自美国相关组织与机构所提供的普通材料吸声系数α及降噪系数NRC
在通常状况下 ，NRC低于0.2的材料属于反射材料，NRC大于0.4的材料为吸声材料。大部分的专业材料厂商给出的某种材料的降噪系数NRC或吸声系数在数值上都超过了1.0。这是因为在测量这种材料的过程中出现了其他杂声而引起人为误差，因而造成吸声系数变大甚至大于1.0的情况出现。任何大于1.0的数值都是错误的，它意味着材料吸收的声能比入射在材料表面上的能量还多，不符合能量守恒定理。此外，大部分的材料高频吸收能力要比低频出色，也表明了它们的吸声系数随着频率的增加而增大。换言之，要对房间低频(特别是250Hz以下的低频)进行控制，就需要采用特殊的低频吸收体，如亥姆霍兹共振器、薄板共振吸声材料等。
房间的低频部分吸声需要采用特殊的吸声材料
