大型综合性礼堂的音响系统设计.doc_第1页
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大型综合性礼堂的音响系统设计 摘要:随着生活水平的提高,人们对现代电影院、剧场、音乐厅、体育馆、礼堂等的音响系统设备所带来的听觉效果的要求也逐渐提高,这些公共场所的音响系统设计问题也引起了设计人员的高度重视。本文先从建筑声学入手,然后再对扩声系统进行分析。对于一个音响系统来说,最基本也是最重要的要求就是要有优良的音质,而要想获得好的音质,则必须考虑到建筑和声学的关系,如演播厅的内装饰结构、有效的声学容积、使用材料的吸声系数、位置及面积。在声学上,有几个很重要的指标需注意:混响时间、吸声系数、声压级等;同时在音响系统设计中,设备的选用也是至关重要的,它并不是简单的设备选型与组套,必须在充分理解并认真、仔细地研究了使用扩声场所的声学环境与使用要求的基础上,再入手进行系统设计,最终给出合适的系统配置,这样才能保证预期的使用效果。通过这个设计,我不仅可以巩固原来学过的知识,而且还能学到不少新的知识。最重要的是,这也是我运用所学理论知识解决实际问题的一次锻炼。关键词:音响系统;建筑声学;音质large-scale antegrated design of the auditorium sound systemelectronic information science and technology 2005 chen yue huiabstract: along with living standard enhancement, people the sense of hearing effect request which to the modern movie theater, the theater, the music hall, the stadium, the assembly hall and so on the acoustic system equipment brings also gradually enhances,these public place acoustic system design question also caused the designer take highly. this article first obtains from the architectural acoustics , then carries on then analysis again to the amplifying system. as for an acoustic system that, most is basic also is the most important request is must have the fine acoustic fidelity, but must want to obtain the good acoustic fidelity, then must consider the construction harmony the relations, like telecast hall in decorates the structure, the effective acoustics volume, the use material sound-absorption coefficient, the position and the area. in acoustics, some several very important targets must pay attention: reverberation time, sound-absorption coefficient, acoustic pressure level and so on; meanwhile in the sound system design, the equipment selects also is to view important, it certainly is not the simple equipment shaping and the combination, had and is earnest in the full understanding, carefully has studied the use sound amplification place acoustics environment and the operation requirements foundation obtains again carries on the system to suppose visits finally produces the appropriate system disposition, like this could guarantee the anticipated use effect.the design not only i may consolidate have studied originally the knowledge through this, but also can learn many new knowledge, most importantly this also is i utilizes studies the theory knowledge solution actual problem an exercise.keywords:audio system; building acoustic; sound231 绪论1.1 音响系统设计的现状 ,发展及意义我们的音响业近十年来发展变化非常大,无论是民用发烧音响到av热,还是专业的卡拉ok、迪斯科舞厅到现在的多媒体报告会议厅。从消费来讲,无论是集团还是个人,音响已成为人们生活、工作中不可缺少的一部分,并成为了一种时尚,这是可喜的一面。应该看到,随着人们认识的不断提高,产品的竞争日趋激烈。虽然,这是一个严峻的挑战,但更是一个机遇。高质量的音响设计离不开基本技术理论,更离不开主观评价。毕竟这种特殊的商品最终是和人打交道,是用来表现艺术的,主观评价的结果可以直接指导产品的设计。这就是音响系统的设计体现以人为本的关键所在。1.2 设计中的几个重要参数(1)吸声系数a 建筑声学设计中用吸声材和吸声结构来消除回声,颤动回声,声聚焦和减少混响时间等房间的声学缺陷。吸声材料吸声结构通常用吸声系数a来表示。每平米材料的吸声多少被称为材料吸声系数,每个物体的吸声多少被称为吸声量。一般测量吸声系数时使用混响室,分别测量放入材料前和放入材料后的混响时间,进行比较求得材料的吸声系数或吸声量。吸声系数的计算公式: a=0.161v/s(1/t2-1/t1) 其中:v房间体积;s吸声材料面积;t1为空室混响时间(秒);t2为放入材料后混响时间1 。 (2)临界距离dc 前面已提到直达声的传播衰减与传输距离的平方比成反比,离声源的距离越远,声压级越低,混响声的传播衰减不遵守平方反比定律,在理想状态下,理论上它在整个房间的声压级是相等的。 离扬声器越远,声压级越低。 临界距离dc是指在声源轴线方向上,直达声与混响声声能相等的距离,即d/r=(0db),临界距离在计算声音清晰度时很有用,一般来说,在d/r-6db区域内(即2倍临界距离),声音的清晰度是最好的2。q-扬声器的指向性因数 r-房间常数(即房间的吸声量) a-房间的平均吸声系数 s-房间的总吸声面积(3)混响时间r60 房间的混响r60与房间的容积、表面面积和房间的平均吸声系数有关。而空气吸声系数m,它与频率和湿度有关,1khz-8khz的m值为0.003-0.057。 不同混响时间r60的听觉感受:r602秒-3秒(500hz):声音混浊、语言清晰度差,声音发嗡,有回声感3。1.3 音响系统设计的研究步骤和方法本文首先讨论的是大型综合性礼堂音响系统设计中的建筑声学,大会堂的建筑声学包含噪声控制和音质控制两部份。噪声控制包括室外噪声及振动控制、室内噪声及振动控制;音质控制则包括观众厅的体形控制和观众厅音质参量的控制。噪声及振动控制是多用途会堂声学工程的一个非常重要的方面。室内环境噪声包括空调噪声、灯具噪声、设备噪声、过道、门厅等噪声。为了确保大会堂观众厅的总声级小于nr35,各个单个的噪声源的噪声应控制在nr30的水平。观众厅音质参量的控制上主要考虑消除声学缺陷, 观众厅混响时间控制,舞台空间混响时间控制三个方面因素,最后在施工时要严格遵循声学施工原则.然后我们会讨论大型综合性礼堂音响系统设计中的扩声系统.在扩声系统中的音箱配置上扩声系统设计采用lcr方式,要求中央声道能独立覆盖全场,当举行会议时只需将中央声道和拉声像扬声器开启,提高会议时的语言清晰度。当演出时,将全部扬声器开启,形成左中右系统,具有更好的空间定位感。然后做声场模拟分析报告时我们根据ease4.0的操作手册,采用long form计算方式得出的清晰度和辅音损失度,在主观评价和预测数值之间具有良好的关联性,故我们也采用该计算方式。模拟结果中观众区声压级和声场不均匀度需达到中华人民共和国国家标准gb50371-2006厅堂扩声系统设计规范中的多用途扩声系统声学特性指标一级标准。通过搜集资料我会把此设计所需的系统设备及安装材料一一罗列.最后在扩声系统施工工艺中我们要从管、线敷设,放线,吊件及预留孔,设备安装注意事项,音箱安装,机架安装,控制台安装,控制室内电缆敷设,供电与接地,特殊工艺处理十个方面考虑后才能施工,以使礼堂的扩声效果达到最佳.2 建筑声学2.1噪声及振动控制2.1.1空调噪声、灯具噪声、舞台机械噪声的控制(1)空调噪声:空调噪声的限值为nr35。在选择空调设备时,应选低噪声设备。 (2)灯光噪声:灯光应在灯光采购时,选择能达到nr30限值的低噪声灯具。 (3)舞台机械噪声:考虑到在演出过程中,舞台机械并不是长时间连续运转而是间隙性的。舞台吊杆在运转时,在观众席第一排中部不应大于nr45。2.1.2出入口的隔声控制 观众厅周围的过道、前厅、休息厅常有人流噪声,人员正常交谈的声级约为6065dba。这些内部噪声通过观众厅的出入口传入观众厅。为了确保出入口传入观众厅的噪声不超过nr30,每个出入口处应为隔声门,其隔声量应达到20db以上。 2.1.3面光桥、音桥、耳光室等的噪声控制面光桥、音桥、耳光口等朝向观众厅的一面都是漏空的,而这些部位,不是安装有音箱,就是装有舞台灯光,还有操作检修人员在上面行走,这些设备会发出噪声,人员行走也会有噪声。所以必须要对面光桥、耳光室都进行吸声处理。最好做封闭的面光桥、音桥,以保持吊顶对室外噪音的隔音效果。2.1.4控制室、放映室的噪声控制控制室、放映室内都有设备噪声及人流噪声。在演出过程中,控制室的玻璃窗经常是开启的,为了降低控制室噪声的影响,必须对控制室和放映室的墙面和顶棚均进行吸音处理。另外为防止静电危害,控制室地面必须采用防静电地板。2.2 观众厅音质参量控制2.2.1消除声学缺陷(1)为了避免观众厅后墙面上产生长延时的反射声,必须对后墙面进行强吸声处理(最好吸声系数不小于0.8)。(2)同理,眺台栏板可做成强吸声结构(最好吸声系数不小于0.8)。(3)为了使舞台空间的混响时间与观众厅空场的混响时间接近,必须对舞台空间的墙面进行了吸声处理(最好吸声系数不小于0.7)。(4)在观众厅中前部侧墙上部及后部侧墙布置吸声结构,防止出现长延时的反射声;观众厅的前中部侧墙下部可布置随机扩散结构来改善大厅音质。 2.2.2观众厅混响时间控制综合各方面的因素,初步确定该厅容积在9000m3左右。规范要求8000m3-10000m3的多功能厅在5001000hz的混响时间宜为11.4秒。兼顾各主要功能的要求,建议中频满场混响时间设计指标值为1.2秒,满足规范要求。规范要求混响时间的频率特性,相对于5001000hz的比值宜符合下表 表 2.1 观众厅混响时间指标频率125hz250hz2000hz4000hz混响时间比1.01.31.01.150.91.00.81.0 为了确保达到规范要求,通过选用合理的吸声材料来控制混响时间,我们对观众厅的混响时间进行估算,计算结果如下表2.2,从表中估算结果来看是满足会堂要求的。其中混响时间: t60 = kv / s6表 2.2 观众厅混响时间计算表项目序号位置与材料125hz250hz500hz1000hz2000hz4000hzas*aas*aas*aas*aas*aas*a1观众席地面0.0112.30.0112.30.0112.30.0224.60.0224.60.0224.62大厅侧墙0.011.050.011.050.022.100.022.100.022.100.022.103眺台栏板0.167.20.157.00.135.860.104.50.125.40.104.54舞台栏板0.164.80.154.50.133.90.103.00.123.60.103.05大厅吸声侧墙0.589.30.65120.30.8135.170.82142.300.84149.230.80137.36大厅吸声后墙0.510.2.60.65135.60.8168.30.82176.30.84183.20.80173.007观众席顶棚0.17170.00.10100.00.0550.00.0440.00.0770.00.0990.08楼座吊顶0.2366.700.1038.90.0519.450.0416.300.0729.60.0935.19门0.167.140.156.690.104.460.104.460.104.460.104.4610观察窗0.253.800.253.800.182.740.121.820.071.060.040.6111舞台开口0.30540.35630.4386.60.4589.50.5090.00.5090.012音箱及灯光孔洞开口0.3015.000.3517.500.4321.500.4522.500.5025.000.5025.0013观众坐在软席上0.50375.00.74523.60.92690.00.96723.00.93718.60.85625.314总计958.31059.91203.41383.51308.61365.6混响时间(s)1.50s1.35s1.19s1.03s1.10s1.05s2.2.3舞台空间混响时间控制规范要求舞台空间应进行适当吸声处理,大幕下落及舞台设备设置条件下,舞台空间的中频(5001000hz)混响时间不宜超过观众厅空场混响时间.为了确保规范要求混响时间的频率特性,相对于5001000hz的比值宜符合下表2.3表 2.3 舞台混响时间的指标频率125hz250hz2000hz4000hz混响时间比1.01.31.01.150.91.00.81.0 为了确保达到规范要求,通过选用合理的吸声材料来控制混响时间我对舞台的混响时间进行估算,计算结果如下表2.4,从表中估算结果来看是满足会堂要求的:表 2.4 舞台混响时间计算表项目序号位置125hz250hz500hz1000hz2000hz4000hzas*aas*aas*aas*aas*aas*a舞台空间吸声量1舞台地面0.35101.90.3087.10.258.90.258.90.1543.90.128.92舞台开口0.31260.351470.41680.451890.52100.52103舞台吸声后墙0.6197.50.76119.50.7109.50.65103.40.5589.20.5589.24舞台吸声侧墙0.6155.30.7668.90.763.50.6558.90.5551.30.5551.35舞台口上方墙面0.02250.02250.0337.50.0337.50.04500.0562.56舞台顶部吸声0.3292.80.55149.90.5143.70.4118.90.35107.930.35102.27舞台幕布0.32230.40.46331.20.84604.80.956841.02734.41.11799.2总计789.51004.31180.31198.51217.61253.6混响时间1.35s1.07s0.91s0.89s0.87s0.85s 图2.1 混响时间曲线 2.3声学施工原则:(1)室内声学施工必须待地面,墙体干透后进行。(2)除特殊要求外,离心棉、超细玻

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