賦格

國城建設‧賦格音響廰設計概念與過程

作者：黃崑煌 建築聲學/噪音控制 專家(上友營造負責人)

緣由

    經由黃明威建築師及沈政宏技師推薦，接下國城建設賦格大樓公共空間音響室聲學設計。當初談論這個空間時，我相當好奇，畢竟，這是第一次房地產建設案大手筆花費千萬打造一間三十多坪音響室供大樓住戶使用。後來了解國城建設特助追求完美的決心，也就欣然面對挑戰。

空間特性

    賦格音響室空間容積相當大，長18米、寬7.1米、高3.7米。空間截止頻率可達人耳可聽最低頻率20Hz；室內高度達3.7米，可避免扁平空間音質過於銳利的特性。容積及高度所提供的聲學優勢是一般住宅很難達到的。

    建築師提出不對稱的視覺設計在聲學處理上難度非常高（圖ㄧ）。牆面部分，左邊前半部喇叭位置為落地玻璃窗加窗簾，左邊中後半部全部高反射的洞石（圖二）；右邊整片牆全部綳布，綳布後面約70公分寬的空間由我做聲學處理（圖三）；喇叭後面牆面除中央一片細落地窗外，也全部高反射的洞石（同圖一）；後牆ㄧ座洞石吧台及高櫃（圖四）。地板中央鋪雞翅實木，周邊鑲洞石。天花板全部綳布。

圖一

圖二

圖三

圖四

聲學設計重點

    整個聲學設計分背景噪音控制及室內聲學處理。背景噪音希望能控制在40分貝(NC 30)以下，天花板上有幾支排水管，先進行水管衝擊音隔離處理。台灣的大樓水管衝擊音ㄧ直是被忽視的問題，要認真處理還滿繁複的。空調方面原設計吊隱式室內送風機，這對設定背景噪音40分貝是一大挑戰，因此天花板就用雙層矽酸鈣板為隔音層，出回風口處設FNA低頻吸音構造。

    配合視覺設計，首先計算共振頻率，尋求最少共振尺寸，最後設定尺寸為16.1m*8.12m*3.7m。

    室容積決定後，依德國DIN建議值推估中頻餘響時間為0.9秒，再依據德國Fraunhofer聲學研究所研究基督教堂的頻率響應特性決定音響室的頻率響應曲線。在這個案要控制頻率響應是非常困難的，大面積的綳布在高頻有非常大的吸音量，因此我請國城建設必須選用皮面沙發，且不要鋪地毯，畢竟以高級家具所用的雞翅實木作地板已經非常奢華了，鋪地毯對高頻餘響控制更不利。整個頻率響應控制，設計上先控制中頻及低頻吸音力，高頻段就由建築師選的綳布來吸音。

    施工過程分階段量測各頻率餘響時間。首先安裝FNA低頻吸音構造，將低頻段餘響時間降低；接著安裝QRD構造，QRD會吸窄頻段低頻；然後利用右牆不同深度的凹凸面設置超微穿孔板，提供各頻率較均勻的吸音。

    針對不對稱視覺設計，在右邊綳布牆面後面配合右牆不同深度的凹凸面，設置了QRD、FNA低頻吸音構造及超微穿孔板（圖五）。FNA及超微穿孔板用來吸音，QRD用來擴散處理。設計QRD的擴散頻率為550Hz至1700Hz。QRD對不同聲波入射角的擴散效果都非常好，但會對低頻的某一窄頻段產生薄板吸音效應。其他三面牆面安裝最近相當流行的洞石，洞石表面有許多不均質的小孔洞，基本上是一個不吸音材料，但牆面採用乾式工法安裝洞石，也就是說用不銹鋼構件安裝，接縫處留空隙，這種工法會有赫姆霍茲效應。影響頻率將於近期實驗確認。

圖五

    窄頻的吸音會影響音色，但在生活中有許多建材會吸窄頻的低頻。我們在綳布天花板後面的矽酸鈣板採用不同厚度，避免過度集中的窄頻吸音。

    整個聲學設計花費最多時間思考的是定位問題。左右不對稱的視覺設計對應到聲學設計時，定位問題很難控制在幾何中心線位置。傳統音響室追求皇帝位，如果這間音響室供多人一起欣賞音樂，那皇帝位以外的聆聽區將會有音像(sound image)偏移問題。最後就決定用QRD提高音場擴散度，也就是讓音響室音場像音樂廳的音場。音樂廳舞台常用音響反射罩提供足夠的反射音能量；反射罩容積越大，直接音及反射音的行程時間(聲音到達時間)差就越大，音像就越不集中，因此音色就較柔和。但音樂廳舞台容積太大時，前排觀眾席位的音質會有直接音與反射音融合問題。或許有些發燒友會覺得這個音響室的定位不好，音像不銳利，國城建設特助也常覺得怎麼聽起來力道不夠？魚與熊掌不可兼得，在這個音響室我就選擇耐聽的音色。烈酒與醇釀，我喜歡慢慢細嘗醇釀的韻遠。

    喇叭擺位除了影響定位外；還影響頻率響應曲線。賦格音響室喇叭背牆裝修完全是高反射的洞石材料，左側喇叭邊有大面積落地窗及厚窗簾(音響系統安裝時窗簾尚未安裝)；右側喇叭邊有大面積的綳布，綳布後面是木製QRD及ㄧ些似乎不太會吸音的東西。音響店老闆來安裝音響時，看到裡面到處都是石材，尤其喇叭背牆全是石材，他好像碰到大災難似地問我這樣可以嗎？我告訴他音響裝起來聽聽看就知道了。我想我的語調就像吳念真在維大力廣告中的那一句－－哩呤跨麥豆摘－－ㄧ樣瀟灑。

音響系統

    國城建設花相當多的時間選音響系統，喇叭選用Focal喇叭。當不同前後級推動Focal喇叭時，差異相當明顯。基本上Focal是ㄧ對非常耐聽的好喇叭，雖然體積不小，表現出來的音色卻非常優美，不會有一般喇叭粗獷勇猛而流於剛硬的音色，期望國城建設能為它選用合適的系統。

   音響發燒友都知道喇叭擺位非常花工夫。Focal喇叭非常敏感，調校及擺位須花非常多的功夫。在賦格音響室聽了幾次不同的擺位，總覺得並沒有得到最好的喇叭位置，因為不對稱設計，調校及擺位的困難度更高。我想這需要國城建設花更多的心力去細調喇叭了，我也建議高雄地區發燒友一起來參與這個大工程。

設計成果

    像音樂廳ㄧ樣；音響室的評價除了用看的以外，還要用聽的。賦格音響室在施工過程，我們採用ISO 3382室內音響量測規範的儀器及方法進行室內餘響量測。各頻率的餘響時間成果見圖六。

圖六

    我想讀過建築物理或室內音響學的朋友會對賦格音響室低頻段的餘響時間有意見。傳統聲學書籍所提低頻段的餘響時間可以比中頻段長15%至50%，高頻段比中頻段短15%以上。十餘年前我去德國，Fraunhofer聲學研究所所長Fuchs博士告訴我這個觀念是錯的；對我震撼之大，讓我一夜難眠。近年來，驗證我接觸過的工程案以及Fuchs博士發表的論文及著作，我支持他的論點。二次大戰後，福特萬格勒發現基督教堂的聲學特性非常好，介紹給卡拉揚，卡拉揚也覺得很好，於是歐洲很多樂團都來這間教堂錄音。Fuchs博士研究這間教堂聲學特性後發現各頻率的餘響時間(圖七)與傳統主張不ㄧ樣(圖八)。近年來我設計的案例也依這種特性設計。

圖七 摘自Helmut Fuchs博士 噪音控制與聲舒適

圖八 摘自 王錦堂 建築物理學

    建築工程要做到十全十美是不容易的，尤其建築聲學工程。賦格音響室聲學品質也不是十全十美，只是尚可接受。一門科學要成熟常需要相當長的時間，當這門科學又需要與藝術相結合時，要達到成熟期所花的時間恐怕要用世代為單位。成熟期前不免有許多不同的觀點。我建議國城建設辦一系列音樂欣賞會，賦格音響室非常歡迎音樂愛好者來聆聽並提供建言。