<空间概论> 音响空间的建置

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如果你还没有花大钱购入昂贵的音响设备，那先别急着买！你需要好好的读完这篇文章！读完这篇文章会发现，即使是你有的平价音响，只要动动手，改变一下室内空间的格局跟家具摆设，就可以在听觉质量上获得大幅度的改善。
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( t. n7 T6 k$ Z7 V) {! r5 k如果你已经花了不少钱在昂贵的音响设备上，那更要好好读完这篇文章! 在搞懂本篇的内容以后，你会发现原来手上的音响设备，原来有这么棒的声音质量，以前竟然没有让它们发挥该有的实力。
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声音是很现实的，也是很科学的。
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从发出声音的源头，到声音在空气中传递，一路进到我们的耳朵里面，这中间的路径上发生的所有事情，都会影响到我们最终的聆听质量。
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本篇我们不提扩大机，不提扬声器，只讲「空间」。
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空间的大小、几何形状、墙面的材质、室内家具对象的摆设，对于从喇叭发出声音以后，到传递进入到我们耳朵的过程，有着重大的决定权！
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吸音与隔音
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要在居家空间里做声音的处理，大多数人会先提出的问题通常都是：「我怕听音乐太大声吵到家人、吵到邻居，要怎么帮空间做隔音？」
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( S: T% O7 U  P! }接着，有超过一半的人，脑海中会直接联想到乐团练团室墙壁上贴满了黑色吸音棉的画面！
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& }& j' v5 n% w6 K再来，就会很自然的脱口而出：「那种练团室的黑色隔音棉，是不是买来贴在墙壁上就有隔音的效果？」
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这是个经典到不行的问题！尽管每个人的个性很不相同，但大脑的结构却异常地相似，在刚从门外汉踏进音响空间这个领域的那一刻，每个人脑中会想到的问题几乎都一模一样。

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6 F4 c2 T+ X+ q/ `首先，世界上没有隔音棉这种东西。

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练团室墙上贴的那种黑色海绵，它就是最普通、最一般的海绵、二十世纪以后人类最常使用的化工产品之一。不是什么特殊隔音吸音材质，只是刚好被制成黑色而已。

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$ o: d7 T1 S/ f& M, \$ r, `吸音，只是一个随处可见的物理现象，并不是什么了不起的事情。基本上，不需要什么特殊材料或高端技术，所有的棉类，都具有吸音的效果。
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$ J4 h: h. X0 b: ]8 E6 g更正确的说，所有的「软物质」都具有吸音的效果。衣服、棉被、窗帘都可以吸音，实在未必非得要棉类不可。
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6 V4 |, J8 C% T+ Z" Z而隔音呢？它真的是一件非常困难、造价昂贵的大工程!吸音和隔音，其实是完全两码子事情。

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. S5 P& S7 w; w) e! @2 b真正的隔音，重点在于「隔绝固体传音」与「隔绝空气」。因为在建筑物里面，声音传递的介质，一种是墙壁、楼板这些固体在传音，另一种就是空气了。隔绝固体传音是浩大的工程，你可能会听说过高端的录音室是盖成「房中房」─在房间里再打造一个新的房间，用钢丝悬吊起来，让这个里面的房间的上、下、左、右、前、后六个面都不会接触到大楼的建筑本体，这就是为了隔绝固体传音而设。房中房的造价很高昂，而且盖完房间会变小，一般预算不高的隔音工程，通常不会做这件事情。
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# o3 R; Y/ k& `" ?& d0 n" b+ s预算比较有限的隔音工程，能做到隔绝空气，就已经算是相当优秀了，大多数施工的重点，都是在处理门缝、窗缝、空调管线漏音的问题。最终目的就是要把整个房间做到「密不通风」。
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+ e0 Z9 t3 M9 N# m看到这里，我们应该会终于理解，世界上没有完美的隔音，只能追求「好 一点的隔音」。



  g% n+ d6 S' p( M好一点的隔音，以一般建筑空间来说，如果能做到刚刚所说到的门缝、窗 缝尽可能的密不通风，剩下要注意的就是墙、隔音门、隔音窗的材质与等级了。
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一般房间的隔间墙，大多是砖墙或是轻隔间。要隔音效果好，就得是红砖墙，而且砌砖的时候，砖缝的处理必须非常紧密。更专业的做法会用双层红砖墙，中间塞入岩棉或玻璃纤维棉，来达到最佳的隔音效果。施工比较简便的白砖，因为砖体比较轻，密度比较低，隔音效果就明显不如红砖。至于轻隔间墙，那是两面的木板或是硅酸钙板钉成，中间是中空的，隔音效果自然又更差了。



" j0 C2 g% M2 c* T0 n. r2 p! M有一种比较便宜的做法是，在轻隔间墙的两面硅酸钙板中间，塞入岩棉或 玻璃纤维棉，让这些棉类软材质在墙内达到一定吸音效果。这种工法，也经常在坊间被称为「隔音墙」，但这其实不是真的达到隔音的效果，只能说是降低音量而已，大多数的 KTV 就是用这种方式来施作隔间。


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. ?3 v$ I  V/ ?, o7 r; m0 c" w了解隔音的基本知识后，我们要开始追求听觉上的「好声音」了。
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2 b. K) n1 {& X5 ^软材质与硬材质

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7 N& j/ P/ S% ?: j! b7 ]要理解好的声音是怎么来的，要先提一下声音的物理。声音的本质就是波。波的行为，在物理上来区分，其实根本上就是「吸收」与「反射」。
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软的材质，举凡布类、丝绒、海绵，这些都是容易吸收声音的材质；硬的材质，例如玻璃、金属、木头，这些都是容易反射声音的材质。



9 f+ B0 O0 o& v! |所以如果一个房间里满满的都是沙发、床、抱枕、皮件这类软物，甚至还有地毯的话，这个空间就是吸音较多的空间。如果摆放的是书架、电视、柜子等硬物，那这就是反射较多的空间。
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7 V# @! M) T$ Y) @6 G1 E* g$ X吸音较多的空间，在我们的听觉上会呈现比较清晰干净，所谓「干」的声响；反射较多的空间，会有比较多的「残响」，一般会形容这样的声响比较「湿」。
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一个听觉上平衡的音响空间，通常是干湿适中的，空间里有些地方反射，也会有些地方吸音。
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扩散

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! `& v- X! D  G! U$ E2 C8 y可能有些稍微接触过音响空间的朋友，都会听过「扩散」这回事。到底扩散是什么呢?其 实扩散的本质就是反射，但是把反射这件事情 做得更好，甚至追求反射的优化。



有一种声学装置叫做「扩散板」，它通常由 许多块不同深浅、凹凸起伏的木头制成，其中每一根木头的高度，都是经由声学物理计算得来的。在录音室里经常可以看到它。


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一般光滑平板的墙面造成的反射音，也就是回音，会与喇叭发出的原音之间互相交迭干 扰，影响音像的定位清晰度;光滑平板的墙面换成扩散板的凹凸面之后就不一样了，声波在碰到这些不同深浅的木块反射之后，相位会错开来， 产生波程差，变成不会与原音之间互相交迭干扰的残响。用吸音的方式来处理回音，常常造成房间内太干，而且有高频不足的问题，扩散板可以反射中高频，补足空间内中高频的量。也让整个音场听起来比较湿， 加深音场的深度。

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在展演空间、音乐餐厅里经常可以看到凹凸起伏的墙面，那可不是装置艺术唷！那其实就是为了扩散而设的，除了看起来好看，也是让声音听起来好听的秘密。


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3 [- o: `4 x& a下次你看到扩散板的时候，试着找一道平板的墙面，对着墙面喊叫，听听看来自墙面的反射音；再对着扩散板喊叫，感受一下来自扩散板的反射音，就可以体验两者在听觉上的差异了。


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0 E: D" k. L. E; P- Y% r3 \7 b低频的方向性
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以一般大众会接触到的声学知识来说，应该有不少人都听过「低频没有方向性」这个说法。



这件事是怎么来的呢?其实跟「绕射」这个物理现象有关。
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/ x. p" |* j9 S2 L4 k7 @4 H当水波经过一道「宽门」的时候，它会直直地往前行进；但是当它经过的是一道「窄门」的时候，宅门会变成一个新的「源头」，让整个水波呈圆形往四面八方扩散开来（如下图）。这种波动经过狭缝而扩散开来的物理现象，称为「绕射」。当狭缝窄到会让波动绕射的时候，原本直线前进的波就不会再是直线前进了，它会往四面八方散开。
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这个「宽」跟「窄」的差别，大致上以水波的「波长」为基准。如果门窄到跟水波的波长差不多，那这道门就可以说它是窄的，在物理上称为「狭缝」。如果门很宽，远远比水波的波长还要宽，那这道门就是宽的，就不是物理上所谓的「狭缝」。
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了解了这个概念，我们就把刚刚的水波换成声波吧!来换算一下低频的波长，会发现频率 100Hz 的声波，波长算出来竟然是 3.4 公尺！（注一）是的，3.4 公尺，比大多数人家里的一层楼还要高，这么长的长度，声音才来回振动了一次。如果是50 Hz 的声波，波长就是刚刚的两倍，长达 6.8 公尺了。

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注一：根据物理公式，声速 = 频率 x 波长，声音在空气中的速度是 340 公尺 / 秒，频率是 100Hz，可以得出波长 = 3.4 公尺
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% F! P4 n; }; t* H到这里，你是不是已经发现了什么呢？
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是的，对于一般的建筑，大多数居家室内空间的墙面之间，对于 100Hz 以下的低频来说，都是狭缝！（如下图）居家空间里的任两道墙，对于低频声波来说，都是相当窄的窄门，就算是很大的客厅，天花板和地板之间，对低频来说依然都是狭缝。因此当喇叭发出低频的时候，在室内空间几乎都会往四面八方散开。即使在室外的大型演唱会，喇叭距离地面也很难高达数十公尺，因此低频永远都会有绕射的现象。

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直角与平行面的低频困扰
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低频就是这么没有方向性的四处乱窜，根本上无可避免。特别在两面墙或三面墙之间的直角处，是最容易形成低频淤积的地方。而两面互相平行的墙面、或是天花板和地板之间，我们永远都可以找到某个低频的频率，正好会形成驻波。（注二）
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' b9 H1 p# N& z  U2 T8 g1 o而大多数的建筑空间内，都有许多的直角与平行面。这也是为什么大多数未经声学处理的空间，在听音乐的时候，都会有某个低频，特别的恼人，这个低频会干扰音乐里面低音乐器的表现，例如大鼓、贝斯的形状跟线条会都失准，变得跟混音师当初在制作这张专辑时，想要呈现的低音的样子，长得完全不一样。
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因此方正的房间本身，对于聆听音乐来说是不好的。万一房间的长、宽、高之间还恰巧呈现「简单整数比」，那就更糟糕了!


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- V9 U1 b- }! q& M) q2 a7 }( v例如房间宽刚好等于楼高的狭长房间（长:宽:高 = 2:1:1），或是长宽刚好是楼高两倍的方型大客厅（2:2:1），都很难让这个空间有好的声音表现。其中最惨的，应该是是完全正方形（1:1:1）的小房间。
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( u$ c' e) S8 @5 N* A" q注二：空间的大小本身，其实跟低频会不会发生驻波、在哪个频率发生驻波有相当大的关系。在 大多数唱片的混音中，低于 100Hz 的频率，都被认知为属于低频的范围。例如大鼓，最主要的频 率在 60Hz 附近，贝斯最主要的频率在 80Hz 附近。我们以 100Hz 来计算，套用最基本的物理公 式:声速 = 频率 x 波长，可以算出 100Hz 的声波，波长为 3.4 公尺。也就是说，在半波长 1.7 公 尺的整数倍，例如 1.7、3.4、5.1、6.8、8.5 公尺&#8943;&#8943;这些都是会让 100Hz 的声波发生驻波的尺 寸。这也就是说，两面平行墙面之间，只要距离是 1.7、3.4、5.1、6.8 公尺，这些宽度就会造成 100Hz 的驻波。两面墙间不同的距离，会造成不同频率的低频驻波。只要有平行面，一定会有某个特别麻烦的低频驻波存在。
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低频陷阱
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2 G# |  l8 @1 I1 g9 l2 q; H, k5 T) ^为了解决低频淤积跟驻波问题，于是有了低频陷阱这个东西。
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低频陷阱到底是什么呢？它其实就是一块又大又厚重的吸音板，为了让吸音的范围必须要能达到低频，因此尺寸必须要够大够厚，才能真的吸到够低频段的声音。专业的低频陷阱，对于内部棉类材料的选择以及大小尺寸，安装位置的设计，都有许多讲究。


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喇叭背后的墙面，是低频陷阱安装第一关键的地方。
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大致上的观念很简单，因为喇叭会将声音往前打，但低频因为没有方向性，所以越低的频率在喇叭的背后会越累积越多，如果喇叭背后刚好是呈直角的墙角的话，状况则会更严重，也因此喇叭的后墙是需要将低频做吸音的，不吸音会让整个音场显得太轰而失去清晰度。
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. O; {* U# y  [, T$ `, x" K在后墙和左右侧墙之间的两处直角，摆上大型的低频陷阱，这两个巨大的 吸音装置可以解决掉这间房间里最多恼人的低频。

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8 ^: x& V) ~! v) }; U" M4 p也可以将低频陷阱摆在后墙两个直角处的人耳高度附近，但上面碰到天花板的两个「三面直角」处，另外吊挂较小的低频陷阱。

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这两个最基本的角处理完以后，如果想要更好，就依样画葫芦，再处理房间后方的另外两个角吧！
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# |9 F) a& C+ V! I% l' l音响空间的建置
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: V9 M1 p8 q* U% }最理想的音响空间，必须是清晰的干，但同时又有适量的残响湿。最好的就是软硬适中，不能完全吸收、也不能完全反射。
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) A. s( x4 v. T7 O% @! k$ ]* n# A调整音场的装置，常见的不外乎这三样：

吸音板
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扩散板

低频陷阱

3 x: r( A' @. y$ K4 m当我们让吸音吸在最需要吸音的地方，低频陷阱要摆在最多低频困扰的地方，扩散板要摆在最需要扩散的地方，那就可以达到音场的优化。
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接下来，就来看看这三样装置应该摆在哪里吧！
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一、喇叭的摆位
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1 `. x) Y3 e1 T( Y9 f7 c& |首先，先决定好这个空间里面，人主要是坐在椅子上，还是沙发上吧！

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$ R+ m# n  c8 _4 L  ?( G* H, u坐椅子跟沙发的高度会略有不同，决定好坐下的高度以后，让喇叭摆在跟 人耳一样的高度上，确保声音是水平打向聆听者的耳朵。以此类推，不管是吸音板或是扩散板的安装，也应该以坐着聆听时的人耳高度为主。
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- O, ?) y2 U; k0 p一般人通常会将喇叭靠墙摆放，但这不是一个最好的方式。真正讲究的方 式，喇叭的背面应该和墙面保持一段距离，通常在 1 到 2 公尺之间，视不同 的喇叭设计而有不同的摆放距离。以一般大小的房间来说，喇叭和后墙的距离，聆听位置和喇叭之间，各为房间长度的 1/3，是一般认为最理想的比例。



二、喇叭后墙的处理
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再回到我们刚刚说「低频陷阱」的那一段看一下，喇叭的后墙，最需要的 就是先把两个墙角，摆上有效的低频陷阱。这两个角的低频如果吸干净了，会很明显听到音场整个清晰了起来，太轰的、雾雾的蒙上一层的那个低频不见了!
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然而，我们也很需要让喇叭后墙具有反射能力，将声 音的能量往前反弹到聆听者的耳朵，这样喇叭听起来才 不会软趴趴。所以处理完左右两个角之后，扩散板就派上用场了，在两个喇叭中间的那一块墙面，摆上一面扩 散板来扩散声音吧!这个扩散板会让中高频的能量提升 上来，变得结实有力，而且声音湿润而清晰，音场的深度也会整个显现出来。
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三、第一反射点的处理  
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第一反射点是什么呢？第一反射点就是喇叭到墙面、墙面到聆听者的耳朵之间，画出声音的反射路径后，声 波在墙上反射的那附近区域。
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  s0 Q: d6 A2 O! j一般来说，第一反射点都会建议做吸音，在左右侧墙面的第一反射点装置吸音板，让喇叭发出来的声音不受到来自两侧墙的反射音干扰，音像定位就会清晰。
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同样的道理，喇叭发出的声音也会打到天花板，再从天花板反射回到我们的耳朵里，这个天花板上的第一反射点，也是必须要吊挂吸音板的区域。事实上，如空间允许的话，第一反射点的吸音板，也可以换成低频陷阱，声音的表现会更好。因为低频陷阱本身其实就是吸音板，而且能吸音的频率到达更低的频率。也有人用扩散板来处理第一反射点，这种做法会让音场更湿润、高频更明亮。


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四、左右墙面要对称



一对喇叭的摆放位置，最好距离房间的左右侧墙是一样的距离，而且两边的墙面最好是尽 量对称的形状和接近的材质，如果左右墙面不对称，来自两侧墙的反射音，很容易造成聆听音乐的干扰，会让听到的声音变得跟原本唱片里要传达的不一样，最明显的就是乐器的摆位很容易歪掉，原本应该在中间的乐器变得偏左或偏右。


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但因为房间的格局，喇叭的左右侧确实经常 有无法对称的情况，例如有一边就刚好是一道门，或者半开放空间，音像定位就很容易混淆不清。这时候在两侧相同距离的第一反射点，摆上一模一样的吸音板做吸音，会比较改善。



+ R; j- Y/ ~" u五、天地之间的处理
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天花板和地板，如果不处理，房间的六个面，就会有两面是硬的材质，这样会让整个空间内反射的比例占得太高。而且别忘了，天花板与地板之间是巨大的平行面，会造成某个低频的驻波，没有处理好就很容易有一处低频过多，室内会变得很轰。



1 A6 @; A0 Y  W8 U0 V+ |0 }因此必须在天地之间摆上一些吸音或扩散装置，一般来说最简单的想法是铺地毯，至少在地面会有吸音的效果。但要注意的是，地毯的吸音频率通常都在中高频，无法延伸到低频，这样依然不能解决平行面之间的驻波造成低频过多的问题（注三）。最好的解决方式，还是要将大型的低频陷阱吊挂在天花板上，一方面破坏原本平板的形状，一方面吸收低频，吊挂的位置要视室内的音场分布而定，原则上以低频聚集最多的地方为主。
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6 {6 ~0 i- |: A. ?0 j" h2 v% a另外，也有在天花板吊挂扩散板的做法，但要注意的是扩散板一般是木头制成，重量都很重，吊挂在天花板如果不够牢固，是相当危险的，有人会因此使用保丽龙制的扩散板代替，但保丽龙制品不管是外观或声音上，都不如木制扩散板的质感看起来赏心悦目，因此也有人设计出重量较轻的木制扩散板，通常是格子状的，但依然有一定的重量，在施工时一定要请专业的工程人员，才能确保安全性。
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注三：一般天花板到地板之间的楼层高度大约在 3 公尺，以声速的物理公式换算：声速 = 频率 x 波长，340 = f x6，f = 50-60Hz 之间。也就是说天花板与地板之间的平行面驻波大约发生在 50Hz 到 60Hz 之间的低频。



- o# b. f$ V( {5 t# E. _六、沙发后墙的处理
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2 t; r! e" a3 e2 Z一般来说，让喇叭打向聆听位置，这位置通常都是沙发区，最理想的摆设是，沙发不要完全靠着后面的墙放置，中间要留 1 到 2 公尺的空间出来。在聆听位置后面的墙上人耳高度附近，可以装置扩散板，让喇叭过来的声音被后墙反射时，是经过扩散以后的声音，这个做法可以加深音场的深度，让整个听感上产生房间变大的错觉。
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# |/ b; T4 @% [综合以上六个法则，大概可以把理想的音响聆听空间，整理出如下示意图。看完这篇，或许我们未必真要开始动手进行住宅大改造，但有了这些观念，不时的做些调整，让空间的音场越来越好，绝对是一个生活中的乐趣！