學(xué)術(shù)報告廳擴聲系統(tǒng)設(shè)計構(gòu)想

1、學(xué)術(shù)報告廳擴聲系統(tǒng)設(shè)計構(gòu)想1、藝術(shù)與技術(shù)結(jié)合的思想 學(xué)術(shù)報告廳 HYPERLINK javascript:; t _self 音響 HYPERLINK javascript:; t _self 系統(tǒng)是為 HYPERLINK javascript:; t _self 舞臺表演藝術(shù)服務(wù)的，或者說是為舞臺藝術(shù)的聽覺形象服務(wù)的。它是為表演藝術(shù)提供一個高品質(zhì)聲音重放的展示平臺，而舞臺藝術(shù)可以概括為視覺形象和聽覺形象，因此整個音響系統(tǒng)的設(shè)計是為了視覺形象和聽覺形象的一致。視覺形象和聽覺形象用俗話說就是“看”和“聽”，所以觀眾廳的設(shè)計首先應(yīng)滿足觀眾能看得好、聽得好這些最基本的功能要求，而學(xué)術(shù)報告廳音響系統(tǒng)是

2、為聽覺形象服務(wù)的。就音響系統(tǒng)設(shè)計而言，要擺脫傳統(tǒng)的從“ HYPERLINK javascript:; t _self 技術(shù)到 HYPERLINK javascript:; t _self 工程”的設(shè)計模式，而要提倡從“技術(shù)到藝術(shù)”的設(shè)計理念，亦即技術(shù)與藝術(shù)的完美結(jié)合，人性化與科技的結(jié)合。只有從“技術(shù)到藝術(shù)”所提出的系統(tǒng)設(shè)計，才能較全面地滿足會議及表演藝術(shù)的使用需要。就觀眾廳最終的音響效果而言，聲音重發(fā)的還原度要高、逼真、自然（重電發(fā)聲與原聲的一致性）以及良好的聲像定位（聲像的一致性）和聲音效果與劇情的一致性?？傊?，要最大限度地、最準確地體現(xiàn)出完整的舞臺藝術(shù)表現(xiàn)力。2、技術(shù)環(huán)保思想 音響系統(tǒng)是一

3、個比較耗電的系統(tǒng)，但是通過技術(shù)手段的提高，可以減少音響系統(tǒng)的耗電量。在以往的系統(tǒng)設(shè)計中，往往被設(shè)計員所忽視。音響系統(tǒng)實質(zhì)是“聲能電能聲能”的轉(zhuǎn)換過程，而在整個音響系統(tǒng)中，功放音箱的耗電量占了整個系統(tǒng)85%以上，因此在滿足各個指標的情況下，選用節(jié)能降耗功放和音箱，可以達到環(huán)保的目的，降低使用成本，并且增加了系統(tǒng)的安全性。這在一個文明的現(xiàn)代化劇場中，顯得尤為重要，并將成為一個趨勢。“十一五”規(guī)劃提出了節(jié)能降耗和污染減排目標，并作為約束性指標。這對于推動經(jīng)濟增長方式轉(zhuǎn)變、加強節(jié)能環(huán)保工作具有十分重要的意義。3、建聲環(huán)境分析在設(shè)計任何一個電聲系統(tǒng)之前，首先當然應(yīng)該了解、分析用戶的需求，同樣重要的是需要

4、分析項目的建筑聲學(xué)情況。建筑聲學(xué)條件是電聲設(shè)計的前提和基礎(chǔ)，再好的電聲系統(tǒng)在糟糕的建筑聲學(xué)環(huán)境中也不能發(fā)揮優(yōu)勢，不妨把電聲系統(tǒng)比擬成汽車，而建筑聲學(xué)環(huán)境比作汽車行駛的道路，在崎嶇的山路上，即使是頂級的F1賽車也開不出高速度。因此，“聲場設(shè)計需要電聲與建聲結(jié)合考慮”這一觀念目前已被許多人認識和重視。首先是分析廳堂的場地環(huán)境，是否存在著較為嚴重的聲學(xué)缺陷，對音箱的布局有何影響。其次擴聲系統(tǒng)屬于應(yīng)用聲學(xué)的范疇，就室內(nèi)擴聲而言，通過建聲、電聲設(shè)計來控制和改善室內(nèi)的音質(zhì)。因此，一個擴聲系統(tǒng)音質(zhì)的好與劣，取決于建聲設(shè)計+電聲技術(shù)，而建聲設(shè)計則是至關(guān)重要的先決條件。就音質(zhì)而言，廳堂的建聲設(shè)計應(yīng)達到如下基本要

5、求：最佳混響特性：混響特性是影響廳堂音質(zhì)最關(guān)鍵的參量。最佳混響特性包括合適的混響時間值及優(yōu)良的頻率特性。（1）混響時間T60混響是室內(nèi)聲音傳播中由于聲反射引起的一種自然現(xiàn)象，即指聲源停止發(fā)聲后，聲音繼續(xù)經(jīng)室內(nèi)各界面多次反射或散射而逐漸衰減，在室內(nèi)留有余音的過程。聲學(xué)設(shè)計中，用混響時間作為衡量某一空間內(nèi)混響過程的定量標準，就是當聲源停止發(fā)聲后，室內(nèi)聲場達到穩(wěn)態(tài)后，其聲壓級衰減60dB所經(jīng)歷的時間，用T60表示，見圖1。（2）最佳混響時間的確定最佳混響時間要通過廳堂的體積與使用功能來確定。圖2為T60與廳堂容積的關(guān)系，廳堂體積越大，相應(yīng)的混響時間值越高。圖3為各種功能廳堂混響時間的取值區(qū)域圖，圖中

6、可見，以語言擴聲為主的廳堂所需的T60較短，而以音樂擴聲為主的廳堂所需的T60較長?；祉憰r間是聲學(xué)裝修中要控制的首要指標，是進行聲學(xué)裝修的精華所在，廳堂音質(zhì)是否優(yōu)美，這項指標占決定因素，也是唯一可以用科學(xué)儀器加以測量的廳堂聲學(xué)參數(shù)。 事實上，如不認真對待，混響時間極不易控制到最佳值，許多廳堂、甚至專業(yè)大劇場音質(zhì)不好，就是這個原因。因而也不是簡單的軟包或地毯就能解決問題的。 （3）聲場擴散均勻廳堂的聲場擴散良好，是指聲源經(jīng)室內(nèi)各界面從不同方向反射以大致相等的聲能到達聽眾區(qū)?；祉憰r間較長和墻面、天花寬闊而不規(guī)則時有助于聲場的擴散。因此為了增加聲音的擴散，廳內(nèi)墻面及天花可采用凸面、柱面、半圓柱面等，

7、但要避免采用凹面，以防形成聲聚焦。圖4為三種不同界面的聲反射示意圖。4、音響擴聲系統(tǒng)質(zhì)量標準一般評價聲音音質(zhì)優(yōu)劣的參數(shù)為頻響、響度、混響和回音以及語言清晰度；當我們在進行音響設(shè)計時，為了保證音響系統(tǒng)能夠充分滿足其所在場地的使用要求，我們務(wù)必全面考慮這幾個直接影響和決定音響系統(tǒng)聲音再現(xiàn)品質(zhì)的要素： （1）音色-頻率響應(yīng)（Tonal Balance）：要獲得均勻而平衡的頻率響應(yīng)，首先當然設(shè)備本身要有足夠的頻率響應(yīng)，這點是非常容易達到要求的，只要選用夠標準的器材即可。而重要的是觀眾在座位上實際所聽到聲音的頻率響應(yīng)。在理想的情況下，不論觀眾是坐在哪個座位上，都應(yīng)該聽到相同的音響效果，這就要求在設(shè)計音響

8、系統(tǒng)時必須要使每一頻段的涵蓋面都非常均勻。揚聲器間的相互干擾對頻率響應(yīng)應(yīng)該有相當大的影響，駐波決定低頻的頻率響應(yīng)，空氣的濕度對不同頻率有不同的衰減度等等，設(shè)計時必須要將它們?nèi)靠紤]進去。 （2）響度（Loudness）：每一個場所因其使用的功能不同，對聲場強度也應(yīng)有不相同的要求。設(shè)計時必須要符合使用單位的要求，設(shè)計適當?shù)穆晥鰪姸?；過小的聲場強度，將達不到使用要求，而過大的聲場強度又會造成不必要的高投資成本。（3）混響/回音（Reverberant and Echoes）：混響對聲音品質(zhì)的影響非常大，但是建筑物的混響時間在建筑師設(shè)計一個建筑物時幾乎已完全決定了，絕大部分的情況下音響設(shè)計師對建筑物

9、的混響時間沒有左右的能力，只能在現(xiàn)有的條件下采取最佳的設(shè)計方案?；匾粲袝r雖然不一定會使語言清晰度減低，但應(yīng)避免因太強的回音而使聽眾覺得不舒服。（4）語言清晰度（Speech Intelligibility）：語言清晰度可以說是設(shè)計一個音響系統(tǒng)中最重要的一個因素，尤其是像劇場劇院等需要重要語言傳輸?shù)膱鏊?，就算有很好的頻率響應(yīng)及適當?shù)穆晥鰪姸?，如果聽眾聽不清楚場?nèi)的聲音，那么這個音響系統(tǒng)可以說也是完全失敗的。綜上所述，一個良好的聽聞環(huán)境是建筑條件+電聲技術(shù)，場地的結(jié)構(gòu)和裝修對場地的建筑聲學(xué)特性有很大關(guān)系，而建筑聲學(xué)特性將直接影響電聲系統(tǒng)，建筑聲學(xué)如處理的不好，會影響場地使用功能，在建立電聲系統(tǒng)中會

10、增加業(yè)主的重復(fù)投資費用。建聲與電聲共同構(gòu)成廳堂的聲學(xué)系統(tǒng)，前者主要控制混響時間和音質(zhì)缺陷，后者則要確保廳內(nèi)有足夠的聲壓級和均勻的聲場分布，以及在不同使用功能時所要求的聲學(xué)效果。兩者相輔相成，只有相互密切配合，才能以最低的投資獲得最好的藝術(shù)和音質(zhì)效果。隨著科學(xué)技術(shù)的進步，特別是數(shù)字技術(shù)在音頻領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，使得聲信號的記錄與重放有了很大地改善。但擴聲效果的好壞不僅與設(shè)備有關(guān)，還與聲學(xué)環(huán)境和人耳的聽覺特性有關(guān)，在同樣設(shè)備的條件下后者顯得更為重要。因此，在禮堂擴聲系統(tǒng)的設(shè)計中，我們針對“聲學(xué)環(huán)境與人耳的聽覺特性”進行科學(xué)的論證與設(shè)計；以劇場實際建聲條件為基礎(chǔ)，緊密圍繞“音質(zhì)、方向感、響度與傳聲增益

11、、穩(wěn)定性”四項要素相應(yīng)的技術(shù)要求，融入最優(yōu)化、最科學(xué)的設(shè)計理念，進行系統(tǒng)優(yōu)化集成設(shè)計。5、劇院擴聲系統(tǒng)設(shè)計劇院的擴聲既要用于滿足語言擴聲也要用于滿足音樂擴聲。因此設(shè)計要求必須保證對音質(zhì)、音效的高標準要求。在會議使用中保證聲音清晰、純正，層次分明，聲壓均勻，無干擾、失真、串音、嘯叫等問題，使每一個代表、觀眾都可以聽到穩(wěn)定，純正的聲音。根據(jù)劇院的功能需求，我們對擴聲系統(tǒng)進行了周密的設(shè)計。我們對擴聲系統(tǒng)設(shè)計是在一定的建聲條件上，再進行周密的電聲設(shè)計，以達到清晰、自然的音響效果。前者主要解決一些聲學(xué)缺陷，主要表現(xiàn)在最佳混響時間的確定和采取一定的措施來盡量地避免聲聚集以及聲染色等現(xiàn)象；而后者則為現(xiàn)場提供

12、足夠和聲壓級以及均勻的聲場，主要表現(xiàn)在音箱的布置和系統(tǒng)設(shè)備的選型上。揚聲器系統(tǒng)的布局即聲場布局是整個電聲系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵。系統(tǒng)的布局和選用必須滿足聽音區(qū)域的響度、聲場不均勻度和音質(zhì)等各方面的要求，這樣才會使整個場所具有良好的音色一致性和聲音的均勻覆蓋和豐滿的低音擴展度。日常會議及報告會等擴聲的要求需要體現(xiàn)出廳堂的響度、聲場均勻度以及語言清晰度等指標；而對于節(jié)目演出的擴聲要求時則還要表現(xiàn)出較大的動態(tài)效果、音樂的豐滿度以及低頻擴展度了，所以在電聲系統(tǒng)設(shè)計時必須考慮到聲音音色的可調(diào)性，以及設(shè)備的適應(yīng)性。6、安全保障所有設(shè)備和電氣控制器材、裝置全都滿足相應(yīng)的國際安全標準和操作規(guī)程， 具有故障自動保護的功

13、能，以保證器材和電氣控制系統(tǒng)對人身是安全的。所有電線、電纜為耐火型、阻燃型或低煙幕型的，減少事故的發(fā)生或避免發(fā)生事故時有害煙幕對人員的傷害。設(shè)備零部件之間的連接、設(shè)備與基礎(chǔ)墻壁及其它土建構(gòu)件的連接，均采用標準緊固件。緊固件的尺寸能滿足符合與結(jié)構(gòu)的需要，結(jié)構(gòu)設(shè)計上避免緊固件承受偏心載荷。7、設(shè)計思路擴聲系統(tǒng)最關(guān)鍵的地方是其電聲換能部位，如話筒、揚聲器系統(tǒng)；其次是功放和調(diào)音臺。電擴聲系統(tǒng)對聲場的控制主要在于選擇音箱的所有技術(shù)指標（如：頻率響應(yīng)、靈敏度、指向性、失真和功率等）和重放聲的主觀評價，鑒于這兩大方面的因素，系統(tǒng)中設(shè)備的選型以滿足SJ2112-82廳堂擴聲系統(tǒng)設(shè)備互聯(lián)的優(yōu)選電氣配接值為前提。

14、（1）針對場地的特殊性（層高，面積等特點），為確保語言及音樂擴聲有很好的清晰度，選用帶球頂高音的主揚聲器，使聲場更均勻，并配置一定數(shù)量的超低頻揚聲器，使音色更豐滿。（2）周邊器材諸如數(shù)字音頻處理中心等，選用優(yōu)質(zhì)的工程器材，以保證系統(tǒng)器材之間的搭配。（3）擴聲系統(tǒng)除應(yīng)具備良好的可靠性、穩(wěn)定性、高性價比，簡潔明了便于操作，以及良好的系統(tǒng)性能指標外，主觀音質(zhì)評價、重放聲的音色也應(yīng)通過對器材的合理選擇、巧妙搭配來達到一定的控制，使主觀音色清晰、圓潤、失真較低。以下提出建聲設(shè)計技術(shù)要求及主要音質(zhì)設(shè)計指標：（1）科學(xué)合理的平剖面體型，使廳內(nèi)無回聲、顫動回聲及聲聚集等聲學(xué)缺陷；（2）合適的混響時間及其頻率特

15、性，既保證足夠的語言清晰度要求，又能再現(xiàn)優(yōu)美音質(zhì)，可充分兼顧其它使用功能；（3）廳內(nèi)聲場擴散良好，聲場不均勻度滿足一級標準和用戶使用要求；（4）噪聲控制設(shè)計得當，廳內(nèi)本底噪聲足夠低，滿足使用要求。根據(jù)以上的使用需求，擴聲系統(tǒng)主要是進行最主要是進行語言人聲信號的傳輸，并兼顧音樂和其它影音資料音頻信號的重播，在設(shè)計時主要考慮揚聲器的分布擺位以及聲壓均勻覆蓋，系統(tǒng)的多種信號重疊和交流，做到重播各個音頻信號清晰不混濁，保證相對足夠的頻率響應(yīng)范圍來達到真實還原各類音頻信號。當我們在進行音響系統(tǒng)設(shè)計時，為了保證音響系統(tǒng)能夠充分滿足其所在場的使用要求，我們務(wù)必全面考慮以下所列幾個影響（決定）音響品質(zhì)的要素，

16、它們是之前提到的：（1）音色頻率響應(yīng)（Tonal Balance）（2）響度聲場強度（Londness）（3）混響回音（Reverberance and Echoes）（4）語言清晰度（Speech Intelligibility）8、設(shè)計布局揚聲器布局：揚聲器的位置應(yīng)符合現(xiàn)場的實際安裝位置條件，并在建筑上是合理的； 揚聲器的重量應(yīng)符合吊掛點承載的要求； 揚聲器的布置應(yīng)避免聲反饋和產(chǎn)生回聲干擾，以提高傳聲增益； 揚聲器的布置保證利用揚聲器的指向特性來覆蓋觀眾區(qū)，所有聽眾接收到均勻的聲能； 來自揚聲器的直達聲和自然聲源的聲音方向大致相同、聲像一致、空間感好；揚聲器均勻覆蓋觀眾區(qū)，無輻射死角。為了

17、保證XXAA科研實驗樓學(xué)術(shù)報告廳音響系統(tǒng)具有一流的使用效果，揚聲器系統(tǒng)的布局是整個電聲系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵。為了保證XXAA科研實驗樓學(xué)術(shù)報告廳音響系統(tǒng)滿足業(yè)主的使用效果，我們結(jié)合XXAA科研實驗樓學(xué)術(shù)報告廳的場地結(jié)構(gòu)特點，在揚聲器系統(tǒng)布局上遵循以下原則：1、有均勻的響度，減少“死區(qū)”；2、有穩(wěn)定系統(tǒng)頻率響應(yīng)和優(yōu)美的音色；3、盡量提高清晰度和可懂度；4、創(chuàng)造適當?shù)摹奥晥觥?，給音樂有舒適的聲場空間，音響效果得到真實的表現(xiàn)。因此，我們基于技術(shù)理念，進行揚聲器布局。本方案的音響布局方式使用中間揚聲器組和左右聲道揚聲器組相結(jié)合的布局方式，形成三個獨立的聲道。我們將從可懂度、聲像定位、系統(tǒng)優(yōu)化三個方面來說明本音響布局的技術(shù)原理和優(yōu)點。采用了獨立的中間聲道處理所有關(guān)鍵性的人聲，