音場模擬是什麼?從「臺北車站_消防緊急廣播案例」了解音場模擬重要性!

『音場』就詞意上可以想像成『聲音表演的場域』。當音響透過在空間擺放的位置、聲音的指向性、排列方式等因素,創造擁有空間感的聽覺體驗。而『音場模擬』就是透過專業技術、系統,模擬計算音響在空間當中的表現。   

佳實將透過「台北車站_緊急廣播案例」分享說明,讓讀者了解音場模擬的重要性,及當前法規對於緊急廣播的要求。

▍為什麼需要音場模擬?

想要在場域中,規劃出最適洽的音響喇叭品質、數量及位置,讓聲音呈現最佳狀態,就有賴前期的音場模擬技術,而在音場模擬計算過程中,除了考量音響本身的參數之外,也會將空間的建材材質吸音係數納入計算,讓模擬數據更貼近空間的實際效果。

劇場空間圖 (非我司案例)
劇場空間圖 (非我司案例)

    而大多會使用到專業音場模擬的空間,如劇場、百人以上會議廳、活動中心、禮堂、表演場地、大型挑高空間、視聽空間等,這類型的場域除了因為寬闊,聲音傳遞及殘響問題;再者就是空間使用特性需求,如視聽空間要保持空間內各位置都能清楚聽到聲音;最後則是消防法規要求,要確保消防緊急廣播在急難發生時,能在空間內有效發揮警示作用,因此便需要透過音場模擬,來協助規劃音響的最佳配置。

臺北車站售票中庭 - Photo by CEphoto, Uwe Aranas
臺北車站售票中庭 – Photo by CEphoto, Uwe Aranas

▍臺北車站為何需要音場模擬? 

佳實在規劃臺北車站的消防緊急廣播系統時,在中庭售票區為挑高30米的空間,因此喇叭無法單純依照消防法規規定的10米涵蓋範圍做設置,廣播聲音無法清晰傳達,為確保該區消防緊急廣播能符合法規要求,因此佳實在前期規劃時,依據喇叭設置的性能基準,以及空間的建材材質特性,進行3D音場模擬測試。

臺北車站售票中庭 (裁切放大)- Photo by CEphoto, Uwe Aranas
臺北車站售票中庭(裁切放大) – Photo by CEphoto, Uwe Aranas

▍如何進行音場模擬?需要準備什麼?  

        在專案進行前,業主多半會依據建築物的美觀性、線路配置的位置、施工維護考量等,而提出建置規範,因此佳實在設計規劃初期,會與業主溝通,了解空間實際需求,接著將所得資料(包含空間平面圖、剖面圖、建置規範、建材材質及吸音係數、等其他要求)提供給系統提案部門。

系統提案設計部門會依據所得資料,依照建築法規及業主要求,先行配置喇叭設備,接著開始音場模擬,佳實使用的為德國AFMG公司開發之專業EASE(Enhanced Acoustic Simulator for Engineers)聲學模擬軟體,進行空間的音場模擬,並根據最後產出的數據及圖像資料,進行優化調整至符合法規及業主需求的最佳成果,目前該軟體最新版本為EASE 5。

EASE 音場模擬軟體
EASE 音場模擬軟體
EASE 音場模擬軟體
EASE 音場模擬軟體
EASE 音場模擬軟體
EASE 音場模擬軟體
EASE 音場模擬軟體

▍臺北車站最後透過音場模擬,音響設備怎麼規劃?

佳實在與業主前期討論中,因考量現場為30挑高空間,加上臺北車站中庭售票區為高人流場域,希望平均音壓能達到85dB,在彙整資料及需求後,依據原舊有設備位置及線路配置8組音響設備,加上建材材質及空間數據進行音場模擬,得出數據顯示在15米的表現符合法規要求,後與業主反饋及討論過程中,業主提出因考量後續維護保養的便利性,因此希望我司能協助調整降低喇叭設置高度。

臺北車站 EASE音壓分部圖
臺北車站 EASE音壓分部圖

經過系統提案設計部門反覆調正測試,過程中包含不同的設置高度、喇叭數量、喇叭的角度,進行測試模擬,最終音場模擬的成效在5米高度,搭配8組音響設備的表現,達到法規要求及符合業主需求。

臺北車站 EASE音壓分部圖(俯視)
臺北車站 EASE音壓分部圖(俯視)

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資料彙整來源:YAMAHA(台灣山葉音樂股份有限公司)、AMFG

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