霸拓会员群研讨-谢新提：《木材与钢琴》（五） 201130
霸拓会员群研讨
木材与钢琴（五）
文/ 谢新提（湖南艺术职业学院）
【编者按】
为抗击新冠肺炎，自（2020年）2月4日起，疫情期间，每晚7：30，霸拓会员共同进行分享研讨，积蓄力量，积极备战疫后工作。
3月20研讨题目：《木材与钢琴》（五）
分享老师：谢新提
共同分享老师：
黄永更 吴汉洲 韩瑞涛 耿勇志
主持老师：崔银凤
百花齐放、百家争鸣是学术的基本态度。作为学术平台，霸拓推送（并不代表认同）能引发思索的文章。
崔银凤：老师们都开始忙了吧？看各地区差不多都开工啦，真是好消息，但也需要多注意，各位都多保重！
我不知道大家有没有体会，每天听谢老师的课，当时不怎么懂，过后回头再仔细看，再联想一下实际情况，又会懂一些，好像豁然开朗了一样，对之前的操作更清晰工作起来更踏实了，真是感谢谢老师，每天的辛苦和汗水，我们都得好好学呀！
再次感谢谢老师！感谢各位老师们百忙之中还挤出时间来和大家分享专业知识！
谢新提：老师们好！
昨天我们讨论了木材的振动特性和木材的声辐射性能与内摩擦衰减。
木材在受瞬时冲击力产生横向振动，或在受迫振动过程中突然中止外部激振力，那么，随着时间的变化，木材振动能量会逐渐减小、消失，而振幅会逐渐降低，直至处于静止状态。原因在于能量在振动过程中被消耗而衰减。
通过对上面概念的理解，我们发现木材密度与木材的传声速度都会影响木材的振动状态。这是内因。
同时，影响木材的振动性能的还有外在因素。
就着些话题，我们讨论一下，根据木材的声辐射性能和内摩擦衰减理论，请谈谈音板开裂，合板开层或肋木开裂对音板的振动性能的影响。
崔银凤：是不是只要肋木不开，音板开的不严重，影响不大呢谢老师。@谢新提
耿勇志：音板裂的我感觉影响稍微小点。
谢新提：我们听听其他老师的讨论吧。
耿勇志：后两者影响很大。
黄永更：影响到传声的效果了。
耿勇志：肋木开胶直接就不能传导声音吧？
吴汉洲：不一定。@耿勇志
韩瑞涛：应该是不能很好的把音板合成一个整体了。
谢新提：肋木开胶除了影响声音传播的均匀性，关键还有什么其它不良影响？@耿勇志
耿勇志：引起共振吧，谢老师？
韩瑞涛：杂音。
谢新提：是的。@耿勇志
关键是引起共振是否需要消耗能量？
耿勇志：应该是消耗能量。
谢新提：产生杂音是否需要消耗能量？@韩瑞涛
韩瑞涛：应该会。
谢新提：那是不是变相地增加了摩擦损耗？
耿勇志：是。
韩瑞涛：对。
谢新提：既然摩擦损耗增加，那其振动的延续性就会大打折扣。
崔银凤：是这样。
耿勇志：是。
谢新提：其中最为明显的就是琴马开裂，特别是低音马桥开裂。
黄永更：我在想，如果音板开裂对声音不影响，不如将音板分别有多块组合，不用拼成大块，不是开裂一样吗？
不影响是安慰自己。@黄永更
多少会有的，力学关系摆在那里啦。
耿勇志：是。
崔银凤：懂了。
黄永更：所以说，音板开裂肯定会对发音 有影响。
韩瑞涛：应该是声音的传导途径断了。
谢新提：孙猴子舞金箍棒可以，舞个扇子看？
韩瑞涛：哈哈，经典。
谢新提：以柔克刚。@韩瑞涛
缓冲作用对于音反的弹性模量会有影响的。
韩瑞涛：把劲卸掉了。
谢新提：所以，关于木材的摩擦与衰减，不只是材性问题，还有很多的外在因素，包括，音板，琴马，肋木的完整性，还有马压等，都会影响。
感谢老师们的讨论。
孙德卿：对。
谢新提：我们继续往下走。
崔银凤：所以环境温度湿度能保持一定要保持好，要不音板裂掉了不好恢复了。
您继续。
谢新提：五、木材对声的反射、吸收和透射
江国柱：音板开裂会不会释放内应力呢？
谢新提：任何材料对入射到其表面上的空气声波，都能产生反射，吸收和透射三种作用．
我们在讨论这一话题时，一定要把声音当做一种看得见的能量来对待。
黄永更：因为我们没有一台钢琴音板开裂前的音响资料和开裂后的音响资料，我们无从有对比资料，所以，不能对开裂前后的优劣进行定义！
韩瑞涛：
谢新提：我们还记得看《功夫》里面的狮吼功吗？
声波是一种能量。
声波能量在流程过程中，碰到物体就有以上三种结果。
江国柱：
【视频】
韩瑞涛：嗯 任何材料都会有反射吸收。
谢新提：声波作用在木材表面，一部分被反射回来，一部分被木材本身的震动吸收，还有一部分被透过。
黄永更：因为曾经听到权威人士讲过，音板开裂，对声音没有影响，所以，对于这道题的很难回答。
罗文：音板跟鼓皮的功能一样，破了鼓皮的声音，肯定不一样。@黄永更
谢新提：看为谁代言。@黄永更
黄永更：我也是这样想的。
谢新提：试想孙猴子的棒子一头完好，一头破损开叉了，棒子一头已经存在内摩擦了，也失去平衡了。@黄永更
谢新提：
1.木材对声的反射
木材的声阻抗比空气约高出104的数量级，入射的声能可大部分反射回来。木材是利用声反射造成最佳音质的室内材料。
罗文：肋木的主要功能就是让音板绷紧，肋木与音板的胶合处弯的，贴合时要很大的力量。
谢新提：保持适量的音板刚度，才确保弹性模量，音板才能很好振动。@罗文
韩瑞涛：这种反射和反射面的的粗糙程度也应该有关吧？
江国柱：反射方向呢？
谢新提：木材表面越光滑，被反射回来的声能就越多、
江国柱：是不是像光？
韩瑞涛：但是方向性就窄。
江国柱：镜面是垂直反射。
韩瑞涛：如果表面是漫反射会不会就比较扩散呢？
谢新提：另外，和反射面的形状也相关。
凸面散射，使声音发散。
吴汉洲：音板一般是呈弧形的。
江国柱：这就是为什么吸引要用不规整墙面材料。
谢新提：凹面聚能，使声音聚焦，如音箱的喇叭口。
江国柱：吸音。
感觉跟光反射原理很像。
韩瑞涛：如果把三角琴的盖子做成里面是凸面的 会不会更好呢？@谢新提
谢新提：会传不远哦。只会给近处观众有好一点的感觉，远处就听不到了。
吴汉洲：而且声音会汇聚成一点。
谢新提：就象车子的近光灯一样。
江国柱：发散了。
谢新提：他说的是凸面。@吴汉洲
吴汉洲：我以为是凹面，看错了。
谢新提：在要求声学质量的大厅，音乐厅和录音室等处所，其内壁大都用木材和木质材料装饰以改善室内的音响条件。
大厅中，声学条件可应用声学板来增强，如北京音乐厅，不仅内壁采用木材，并在大厅后方还悬吊一些木板，即声学板。
黄永更：音板的凹凸面，我想主要是用来抵御琴弦对音板形成的张力压力吧？@吴汉洲
吴汉洲：只是一方面。是的，同时也增加音板的刚性。@黄永更
江国柱：木板布置有讲究吗？@谢新提
谢新提：主要还是增强音板的和弹性模量。
当然有讲究啦。@江国柱
黄永更：我感觉音板的肋木，是给音板储备了一定的预应力。
韩瑞涛：嗯，反音板还很贵的。
谢新提：我们小时候都玩过用小镜子反射太阳光的游戏吧？
韩瑞涛：玩过。
崔银凤：玩。
江国柱：玩儿过放大镜烧蚂蚁。
谢新提：我们可以用镜子相互反射太阳光，进行阳光的传递，那么声音也是一样的。
黄永更：折射照人眼。
崔银凤：声音也会这样啊？
谢新提：声音从音源出发，直射出去后，如果没有碰到任何反射物体，就会一直延续下去。
江国柱：光有波粒二象性。
韩瑞涛：让声音传得更开更远。
黄永更：光滑的硬质面，具有较好的反射音作用。
谢新提：这叫直射声或直达声。
崔银凤：啥？@江国柱
江国柱：百度的，光的性质。@崔银凤
韩瑞涛：新名词学习了。@谢新提
黄永更：声波应该也是直线传播吧？
耿勇志：声波应该会拐弯儿吧？
黄永更：直射才会形成较强的折射吧？
谢新提：这个直射声会比那个几经折射的声音先到达人的耳朵后，那个或多个被几经反射的声音，会随后到达人的耳朵。
于是，你就会听到回声，山谷回音。
你想要有多长的回声，你就让声音多经过几道折射而不衰减。
黄永更：也是走过的距离不同所为吧？
谢新提：如果，你不想要那么长的回声，那么你就控制这些折射板子，少拐弯，少折射，或在折射过程中增加声音的衰减，使其早些消失。
韩瑞涛：音乐厅估计是因为面积小不会有回声。
谢新提：于是，回声就短了。
江国柱：可以设计。
谢新提：我们的公众洗澡堂就是硬反射，因此，回声很足，没有衰减，或衰减很慢。
黄永更：是不是有了吸音的材料所致？
谢新提：有要求的哦。@韩瑞涛
韩瑞涛：很有力的反驳。@谢新提
谢新提：国家对于音乐厅，琴房，都有相关声音延迟标准，老师们可以去找国标文件查阅。
韩瑞涛：说的很对。
谢新提：声延迟的多少还是取决于厅堂的功能。如果是语言类就要求清晰。@韩瑞涛
崔银凤：上哪能查到啊谢老师？@谢新提
谢新提：如果是音乐演奏（唱）类，就要求有适度的混响，或干脆做成可调混响结构。
超星，百度也能找到。
以上是关于声音的反射。
其实钢琴的顶盖板，国外是有人做过很多的试验的。
韩瑞涛：那就是说 演奏交响乐的厅和演唱歌剧的厅是不一样的。
谢新提：包括音乐会钢琴，他们会把顶盖掀掉，重新罩一个特制的多重反射板，目的是想让声音有目的的传播。
交响乐也要有清晰度。@韩瑞涛
关键是要适度。
这要一双音乐的耳朵去调控。
韩瑞涛：顶盖做过什么实验 您那有内容吗？@谢新提
孙德卿：为什么叫音乐厅，歌剧厅了，就可以理解了。
谢新提：我记得以前看过一个专题片，也是讲调音师的，他给一位钢琴家调音，为了达到良好的录音效果，他除也把音调好，还想办法去改变钢琴的声反射。
崔银凤：有一个国外很有名的调律师视频中介绍过好像。@韩瑞涛
是的谢老师。@谢新提
樊海宽：琴盖全开，半开，拆除，关闭效果都会有很大差别。
谢新提：我们再展开一下。
我们有没有碰到过有些钢琴上门板有放音孔的钢琴？
是的。@樊海宽~长沙~湖南
崔银凤：有。
黄永更：有。
谢新提：那老师们有没有考虑过音色有什么不同？
@崔银凤@黄永更
樊海宽：还有厅堂设计与建材等。
孙德卿：有的厂家还特别拿这个说事。
谢新提：有什么区别？@孙德卿
崔银凤：
是这样的么？没有考虑过。
谢新提：老师们说一说二者的区别。
这也是关于直达声和反射身的话题。
孙德卿：小号加弱音器，和不加的区别，意思就是让音更柔美。
谢新提：是的。
黄永更：我感觉就是弹琴的人听着声音大些！
谢新提：为什么会美？@孙德卿
崔银凤：是耿老师发给我的图@江国柱 @耿勇志
孙德卿：没有声音的反射。
韩瑞涛：直接传播的声音会多一些。
何海冰：听到的实际是直达声是吗，而不开口的是多次反射之后的声音。
耿勇志：有发音孔的听到直接传声。
崔银凤：声音没有完全被阻挡。
孙德卿：应该是不加更好，但是，国人喜欢亮，直来直去。@谢新提
谢新提：我们先研究钢琴的声音从哪里来。
黄永更：音板。
耿勇志：对，音板后面。
黄永更：我总认为这些做法有点多此一举。
谢新提：如果不开孔，大部分声音都从音板来。
音板的声音先撞到墙壁上，再撞到天花板上，或其它物体，传到人耳。
孙德卿：和唱歌的说，声音从胸腔里来一样吧？
谢新提：那是气息提示。@孙德卿
和声音传递没关系。
黄永更：更有气人的，将钢琴个子加高，然后，在顶部加厚板材，再开个窗口，美其名曰，透音孔。
耿勇志：还有下门板跟中盘缝隙也能透出来一点。
孙德卿：声音从头顶上来，和有些人把话筒放在钢琴的上面。
谢新提：下门板的声音，不容易拐弯再传到耳朵，。@耿勇志
是的，音板后面的墙壁。@孙德卿
孙德卿：胸腔共鸣。@谢新提
谢新提：为什么要钢琴后背离墙壁有距离，一方面是防潮，一方面是有利于声音传播。
孙德卿：和钢琴的下门板出来一样。
谢新提：声音还有一个特点，高频直着走，低频可以绕着走。
如果声音都从后背出来，高频会相对打折扣，所以听起来会没那么亮丽。
崔银凤：神奇，为什么呢？
孙德卿：家庭里很少留距离的，恨不能的紧紧的靠墙。@谢新提
樊海宽：低频更容易穿透吧。
谢新提：如果，我们打开顶盖，让声音直接入耳，高频没有损失，听起来就会明亮多了。
崔银凤：是的。@孙德卿
谢新提：低频波长比高频长，就象个大个子，一般人抱不住他，无法捕获他。@崔银凤
崔银凤：明白了，太影响了。
黄永更：低频会绕着走，长知识了！
孙德卿：家长说，怎么安装上琴盖以后，没有原来响好听了。
谢新提：而高频个子小很多很多，很容易被墙壁，衣物，家俱缝隙给捕获而消亡。
崔银凤：形象。
谢新提：是的，因为高频绕了弯儿以后，损失了。@孙德卿
崔银凤：能量也小是吧？
谢新提：我们隔墙听到的声音通常很低沉，不是那个说话的人声音低，而是，高频穿不这来，只有低频有足够的能量穿透。
个小，力量就小。@崔银凤
所以，老师们应该明白了，钢琴开音孔，上门板开音孔是有好处的，可以给人耳提供更多的声音层次感。
孙德卿：还有个现象，就是我们走到有声控灯的地方，用高频不容易亮，而用低频的声音就容易亮。
谢新提：当然，顶盖上最好不放任何物件，可以稍打开顶盖，接收一些直达声。
那声音会不会从键盘缝隙出来呢？
樊海宽：可能有的立式顶盖从右边支起应该也是这样想法。
崔银凤：模仿三角吧？
谢新提：请问老师们，钢琴声音会不会从键盘缝隙出来呢？
樊海宽：为了高音区。
崔银凤：会的应该。
耿勇志：应该会。
黄永更：我想会的。
孙德卿：只要有缝隙的地方都可以传过来吧，我认为。
谢新提：其实不会。
我们往下看一看。
崔银凤：咋回事呢？
黄永更：难道因为拐弯的原因吗？
谢新提：2.木材对声的吸收和透射
木材的吸音性能可用吸声系数表示，它是吸收入射能的百分率，亦即吸收和透射的能量之比值的百分率。
韩瑞涛：木材缝隙比较密集 起到了吸音的效果。
谢新提：2cm厚的冷杉板材，其平均吸声系数约为0.1，说明其木材有90%左右的入射声能被反射。
声波通常是复合波。
韩瑞涛：是反射 不是被吸收。
谢新提：低中高频的身才大小不一样，如果想要把一个声音捕捉住，不让他传播，就要设计很多的不同大小的孔。
这些声波在穿越这些孔的时候就会象鱼网一样，大网网大鱼，小网网小鱼。
不同的声波穿过这些孔隙，就会与孔壁摩擦生热，实现能量转换，从而变成热能消散。
韩瑞涛：热能。
崔银凤：居然能生热。
谢新提：我们看到高速公路上的隔音墙，是不是有很我的小孔，密密麻麻？能量守恒哦。
@崔银凤@韩瑞涛
孙德卿：是的，为什么大的音响上面有很大的散热器了。
韩瑞涛：嗯，消音的。
谢新提：这叫做小孔吸音。
老师们有没有注意过肯德基的天花板。
崔银凤：没注意过啊。
谢新提：我听说，全国的肯德基天花板都要求用同样的材料，他们的天花板就是采用多孔岩棉板，就是利用小孔吸音的原理。
而我们的琴键，就是一条条的长长的，还带弯折的缝隙。
韩瑞涛：嗯，琴房的墙面上是多孔壁。
崔银凤：真好，学习。
韩瑞涛：嗯 很形象。
樊海宽：一般办公区域的石棉板也是。
谢新提：大部分声能都会在传播过程中与键壁摩擦而生热，都无法完整通过。
所以，键盘这边，不会有明显的琴声出现。
隔声
声隔离与声吸收是完全不同的问题，声隔离要求实密质重的材料。材料的声隔离性能可用透射的声强度损失分贝数(D)来表示。单层壁隔声效果不如二层或多层组成密封墙壁的隔声效果好。
（1）如要求单层壁中声压有较大降低，壁层就须重强。
（2）对频率高的声波隔离效果比对频率低的要好。这是由于惯性的作用，频率越高的声音在壁层中的声压变化越小，声隔离效果也就愈好。
有的录音棚入口处设有声闸，即两门扇中间有一个过渡空间。
还有的录音棚会做很多的格子。
吴汉洲：与隔音玻璃一样。
谢新提：这些格子也好，门扇中间的空洞也好，都是用来捕捉声波的。
韩瑞涛：鸡蛋棉很讲究。
谢新提：我们把它叫做声音陷阱。
就像猎人捉野猪 一样的。
崔银凤：很讲究。
设陷阱。
谢新提：你想捕获什么样的频率就得设置什么样大小的密闭空间。
所以， 录音棚都不规整，有的很多拐角，其实，这些拐角里面都是声音陷阱。
目的是让声音听起来更均匀，减少声污染。
别外，隔声和板的密度质量有关。
崔银凤：这真有学问了。
韩瑞涛：反射少。
谢新提：我们钢琴的外壳板材通过都是用中密度板，或高密度板做的。
何海冰：这个知识点太神奇了。
谢新提：其吸声指数很高。
声能很难透过他们。
所以，在未开盖的前提下，钢琴的侧面，正面都不会有明显的直达声。这样也可以保证钢琴声传播方向性。
好的，关于木材声学性能，今天只讲了一个内容——
即：木材对声的反射、吸收和透射
任何材料对入射到其表面上的空气声波，都能产生反射，吸收和透射三种作用．声波作用在木材表面，一部分被反射回来，一部分被木材本身的震动吸收，还有一部分被透过。
1.木材对声的反射
木材的声阻抗比空气约高出104的数量级，入射的声能可大部分反射回来。木材是利用声反射造成最佳音质的室内材料。
在要求声学质量的大厅，音乐厅和录音室等处所，其内壁大都用木材和木质材料装饰以改善室内的音响条件。
大厅中，声学条件可应用声学板来增强，如北京音乐厅，不仅内壁采用木材，并在大厅后方还悬吊一些木板，即声学板。
2.木材对声的吸收和透射
木材的吸音性能可用吸声系数表示，它是吸收入射能的百分率，亦即吸收和透射的能量之比值的百分率。2cm厚的冷杉板材，其平均吸声系数约为0.1，说明其木材有90%左右的入射声能被反射。
3.隔声
声隔离与声吸收是完全不同的问题，声隔离要求实密质重的材料。材料的声隔离性能可用透射的声强度损失分贝数(D)来表示。单层壁隔声效果不如二层或多层组成密封墙壁的隔声效果好。
透过单层壁的声透射损失，取决于两个因素：
（1）如要求单层壁中声压有较大降低，壁层就须重强。
（2）对频率高的声波隔离效果比对频率低的要好。这是由于惯性的作用，频率越高的声音在壁层中的声压变化越小，声隔离效果也就愈好。
明天我们继续讲：木材振动声学特性的应用
这也是木材声学特性的最后一个话题了
今天，即兴的内容很多，我都是直接打字的。
有错别也难免，请老师们及时指正。
