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第六章一、系统设计思想及选型原则（一）设计思想 严格按照中华人民共和国公安部公共广播/背景音乐系统设计规范（摘录）（GB50116-98）作为设计依据，结合贵方的需求，用最佳设计方案体现最高的性能价格比，使系统的功能和指标达到国内同类型系统的先进行列，是我们的总体设计思想。具体体现在以下几个方面： 1、 先进性和可扩展性： 现代信息技术的发展，新产品、新技术层出不穷。因此本系统在投资费用许可的情况下应充分利用现代最新技术，以使系统在尽可能长的时间内与社会发展相适应。但由于现代科学技术的飞速发展，故必须充分考虑今后的发展需要，设计方案必须具备前瞻性和可扩展性。这种可扩展性不仅充分保护了甲方的投资，而且具有较高的综合性能价格比。本设计对此均作了充分考虑，预埋了必要的管线，预留了各种接口，极便于系统的扩展和升级。 2、 科学性和规范性： 公共广播系统与一般音响系统不同，是一个先进复杂的综合性系统工程，必需从系统设计开始，包括施工、安装、调试直到最后验收的全过程，都严格按照国家有关的标准和规范，做好系统的标准化设计和科学的管理工作。最后提交正规的测试验收报告及全套施工图纸和技术资料供甲方存档。确保整个工程经得起各方面的和较长时间的严格考验。 执行的主要规范内容包括： 扩声设备标准（设备依据） GB9001-88声频放大器测量方法 GB9396-1996扬声器主要性能测试方法 GB/T14475-93号筒扬声器测量方法 GB/T14277-93音频组合设备通用技术条件 GB/T14198-93传声器通用技术条件 GB9401-88传声器测量方法 SJ/T10406-93声频功率放大器通用技术条件 GB6449-86时间延迟和移频装置测量方法 扩声系统常用标准：（工程）GB4959-95厅堂扩声特性测量方法 GYJ25-86厅堂扩声系统声学特性指标 GB/T14197-93声系统设备互联的优选方法 GBJ76-84厅堂混响时间测量规范 GB50116-98火灾自动报警系统设计规范 GJG/T16-92民用建筑电气设计规范 GB/T50314-2000智能建筑设计标准 GB8898-88电网电源供电的家用和类似一般用途的电子及有关设备的安全要求 GBJ16-37建筑设计防火规范 3、 安全性和可靠性： 公共广播系统的建设，直接影响着用户的使用效果、外部形象及投资回报，因此系统设计必须安全、可靠，本方案已充分考虑采用成熟的技术和产品，在设备选型和系统的设计中尽量减少故障的发生。并从线路敷设、设备安装、系统调试以及对甲方人员的技术培训等方面，都必满足可靠性的要求。本设计是根据甲方的要求，综合吸取当前国内消防系统的先进技术，等场各场地的特点，设计成一间设备先进、格调高雅、音质优美、功能齐全的现代化公共广播系统。所配置的主要设备均选用名牌产品以确保高超的性能指标，运用我们从事系统工程设计和施工多年的理论和实践经验，精心搭配组合，确保性能优异，质量可靠。下面分别对公共/背景音乐广播系统的设计方案分别作一简要说明。 （二）选型原则1、系统设计的科学性、准确性和先进性： 对公共广播系统设计时，保证这些场地的声学技术指标达到招标文件中规定的要求，使各个场地的音响系统设计具有科学性、准确性和先进性。 2、满足功能要求的系统性和实用性： 在公共广播系统设备配置中，我们保证系统应具备完成工程所要求功能的能力和水准，符合工程实际需要和国内有关规范的要求，实现容易，操作方便。 公共广播系统选用的设备均为国内知名厂家的先进产品，设备的指标满足要求，并且具有一致性和互换性，使系统具有良好的灵活性、兼容性、扩展性和可移植性。3、设备的可靠性和服务保障： 我们设计公共广播系统具有极高的可靠性和出色的性能表现已在国内各地成功应用并获很高的赞誉；同时在全国承诺所有用户享有1年的免费保用，并在国内各地建立有完善的技术服务网络，为客户提供及时有效的服务。 4、系统配置的经济性： 我们始终遵循公共广播系统选用设备的性能和价格之比达到最佳的原则，保证公共广播系统配置具有很高的经济性和实用性。二、系统功能要求（一）公共广播系统概述 公共广播系统属于扩声音响系统中的一个分支，而扩声音响系统又称专业音响系统涉及电声、建声和乐声三种学科的边缘科学。所以公共广播系统最终效果涉及合理、正确的电声系统设计和调试，良好的声音传播环境（建声条件）和精确的现场调音三者最佳的结合，三者相辅相成缺一不可。公共广播作为一个系统问题，在系统设计中必须综合考虑上述问题。在选择性能良的电声设备基础上，通过周密的系统设计，仔细的系统调试和良好的建声条件上，达到电声悦耳、自然的音响效果。广播系统分类：广播音响系统涉及面极广，从工厂、学校、宾馆、车站、码头、广场到会场、影剧院、体育馆、住宅小区等无不与之有密切关系。在民用建筑工程设计中，广播系统可分为以下几类：面向公众区（广场、大夏、码头、商场、餐厅、走廊、教室等）和停车场等的公共广播系统这种系统主要用于语音广播，因此清晰度是首要的。而且，这种系统往往平时进行背景音乐广播，在出现灾害或紧急情况时，又可转换为紧急广播。面向宾馆客房的广播音响系统 这种系统包括客户音响广播和紧急广播，常由设在客房中的床头柜放送，客房广播含有多个可供自由选择的波段，在紧急广播时，客房广播即自动中断，自动切换为紧急广播。以礼堂、剧场、体育馆为代表的厅堂扩声系统 这是专业性较强的扩声系统，它不仅要考虑电声技术问题，还要涉及建筑声学问题。两者都要统筹兼顾，不可偏废，这类广播系统往往有综合性多用途的要求，不仅可供会场语言扩声使用，还常用于文艺演出等，对于大型现场演出的音响系统，电功率少则几万，多的达数十万瓦，故要用大功率的扬声器和功率放大器，在系统的配置和器材选用方面有一定的要求，同时应注意电力线路的负荷问题。面向会议室、报告厅等的广播音响系统 这类系统一般也是设置成公共广播提供的背景音乐和紧急广播两用的系统，但因其特殊性故也常在会议室和报告厅单独设置会议广播系统。对要求较高或国际会议厅，还需另行设计诸如同声传译系统，会议表决系统以及大屏幕投影电视等的专用视听系统。从上面介绍可知，对于各种大楼、宾馆及其他民用建筑物的广播音响系统，基本上可以归纳为三种类型：一是公共广播系统（Public Address System简称PA），这种是有线广播系统，它包括背景音乐和紧急广播功能，通常结合在一起，平时播放背景音乐或其他节目，出现火灾等紧急事故时，转换为报警广播。这种系统中的广播用的话筒与向公众广播的扬声器一般不处同一房间内，故无声反馈的问题，并以定压式传输方式为其典型系统；二是厅堂扩声系统，这种系统使用专业音响设备，并要求有大功率的扬声器系统和功放，由于传声器与扩声用的扬声器同处于一个厅堂内，故存在声反馈乃至啸叫的问题，且因其距离较短，所以系统一般采用低阻直接传输方式；三是专用的会议系统，它虽也属扩声系统，但有其特殊要求，如同声传译系统等。广义的广播系统包含扩声系统和放声系统两大类：1、扩声系统：扬声器与话筒处于同一声场内，存在声反馈和房间共振引起的啸叫，失真和振荡现象。要保证系统稳定和正常运行，最高可用的系统增益比发生声反馈自激的临界增益低6dB。2、放声系统：系统中只有CD机和收音机等声源，没有话筒，不存在声反馈可能，声反馈系数为0，是广播系统一个特例。（二）广播系统的特点背景音乐简称BGM，是 Back ground music 的缩写，它的主要作用是掩盖噪声并创造一种轻松和谐的气氛，听的人若不专心听，就不能辨别其声源位置，音量较小，是一种创造轻松愉快环境气氛的音乐。因此，背景音乐的效果有两个，一是心理上掩盖环境噪声，二是创造与室内环境相适应的气氛，它在园林方面广泛的应用。（三）广播音响系统的组成不管哪一种广播音响系统，都可以画成如下所示的基本组成方框图。它基本可分四个部分：节目源设备、信号的放大和处理设备、传输线路和扬声器系统。扬声器传输线路节目源设备信号处理放大（四）信号放大器和处理设备：包括均衡器、前置放大器、功率放大器和各种控制器及音响加工设备等。这部分设备的首要任务是信号放大，其次是信号的选择。前置放大器作用的基本功能是完成信号的选择和前置放大，此外还担负音量和音响效果进行各种调整和控制。有时为了更好地进行频率均衡和音色美化，还另外单独投入图示均衡器。这部分是整个广播音响系统的“控制中心”。功率放大器则将前置放大器送来的信号进行功率放大，再通过传输线去推动扬声器放声。（五）传输线路：传输线路虽然简单，但随着系统和传输方式的不同而有不同的要求。对饭堂、体育场等，由于功率放大器与扬声器的距离不远，一般采用低阻大电流的直接馈送方式，传输线要求用专用喇叭线，而对公共广播系统，由于服务区域广，距离长，为了减少传输线路引起的损耗，往往采用高压传输方式，由于传输电流小，故对传输线要求不高。（六）扬声器系统：扬声器系统要求整个系统要匹配，同时其位置的选择也要切合实际。礼堂、剧场、歌舞厅音色、音质要求高，而扬声器一般用大功率音箱；宾馆酒店公共广播系统，由于环境和建筑特点对音量的限制，一般用3W-6W天花喇叭即好；学校公共广播系统，由于学校通常没有天花板，通常使用10W室内壁挂音箱；公园绿化区域等，由于是室外需要考虑防水和与环境的搭配，所以使用草地扬声器为宜1、 广播线路敷设及材料使用安装的重点是敷设线路，由于传输距离较远，为了保证信号在线路上不产生太大的衰减。主干线采用2X2.5mm2多股平衡线，支线用2X1mm2多股平衡线。为了达到消防要求，线管采用阻燃线槽或阻燃线管。每一接线点及分支点都设分支盒。为便于检查故障，拉好线后，即可用万用表测量。先把线路终端短接，用万用表在始端测量。如果开路则证明线路有断路问题。如电阻接近零，再把终端开路，电阻应是无限大的。否则， 如果电阻不是无限大则证明两条线之间有短路问题。另外，还要测量一下线与线管之间有无短路漏电现象。每装好一段线要立刻检查，然后按照设计图装好设备、检查每一区到消防中心的阻抗等设计是否有出入。最后接上功放，试听每一区的声音是否正常。由于每一区喇叭所处的位置不同，覆盖区域大小也有差异，为使声场达到预定的均匀度，可调节喇叭（线间变压器）上070V或0100V输入的每个档位。例如：远的喇叭可用线间变压器070V档，近的喇叭用0100V档口，视具体情况而定。 广播功放使用导线截面面积表负载功率60W120W250W350W450W650W1000W1500W截面面积长度mm2mm2mm2mm2mm2mm2mm2mm2输出电压70V负载功率60W120W250W350W450W650W1000W1500W100米内0.500.500.500.751.001.502.004.00250米内0.500.751.502.502.504.006.00500米内0.751.502.504.006.006.001000米内1.502.506.00输出电压100V负载功率60W120W250W350W450W650W1000W1500W100米内0.500.500.500.500.750.751.502.50250米内0.500.550.751.001.502.504.006.00500米内0.500.751.502.504.004.006.0010.001000米内0.751.504.004.006.0010.0011.2516.80负载总数*线路损耗=功放功率3、扬声器设置3.1、广播扬声器的选用原则上应视环境选用不同品种规格的广播扬声器。例如，在有天花板吊顶的室内，宜用嵌入式的、无后罩的天花扬声器。这类扬声器结构简单，价钱相对便宜，又便于施工。主要缺点是没有后罩，易被昆虫、鼠类啮咬。在仅有框架吊顶而无天花板的室内（如开架式商场），宜用吊装式球型音箱或有后罩的天花扬声器。由于天花板相当于一块无限大的障板，所以在有天花板的条件下使用无后罩的扬声器也不会引起声短路。而没有天花板时情况就大不相同，如果仍用无后罩的天花扬声器，效果会很差。这时原则上应使用吊装音箱，但投资大。也可用有后罩的天花扬声器。有后罩天花扬声器的后罩不仅有一般的机械防护作用，而且在一定程度上起到防止声短路的作用。在无吊顶的室内（例如地下停车场），则宜选用壁挂式扬声器或室内音柱。在室外，宜选用室外音柱或号角。这类音柱和号角不仅有防雨功能，而且音量较大。由于室外环境空旷，没有混响效应，选择音量较大的品种是必须的。在园林、草地，宜选用草地音箱。这类音箱防雨、造型优美，且音量和音质都比较讲究。在装修讲究、顶棚高阔的厅堂，宜选用造型优雅、色调和谐的吊装式扬声器。在防火要求较高的场合，宜选用防火型的扬声器。这类扬声器是全密封型的，其出线口能够与阻燃套管配接。至于品牌和档次的选择，自然与投资有关。3.2、广播扬声器的配置广播扬声器原则上以均匀、分散的原则配置于广播服务区。其分散的程度应保证服务区内的信噪比不小于15dB。通常，高级写字楼走廊的本底噪声约为48-52 dB，超级商场的本底噪声约58-63 dB，繁华路段的本底噪声约70-75 dB。考虑到发生事故时，现场可能十分混乱，因此为了紧急广播的需要，即使广播服务区是写字楼，也不应把本底噪声估计得太低。椐此，作为一般考虑，除了繁华热闹的场所，不妨大致把本底噪声视为65-70dB（特殊情况除外）。照此推算，广播覆盖区的声压级宜在80-85dB以上。鉴于广播扬声器通常是分散配置的，所以广播覆盖区的声压级可以近似地认为是单个广播扬声器的贡献。根据有关的电声学理论，扬声器覆盖区的声压级SPL同扬声器的灵敏度级LM、馈给扬声器的电功率P、听音点与扬声器的距离r等有如下关系：SPL = LM +10 lg P 20 lg r dB （1）天花扬声器的灵敏度级在88-93dB之间；额定功率为3-10 W。以90dB / 8 W匡算，在离扬声器8m处的声压级约为81dB。以上匡算未考虑早期反射声群的贡献。在室内，早期反射声群和邻近扬声器的贡献可使声压级增加2-3 dB左右。根据以上公式计算，在天花板不高于3m的场馆内，天花扬声器大体可以互相距离5-8m均匀配置。如果仅考虑背景音乐而不考虑紧急广播，则该距离可以增大至8-12m。另外，适用于中国大陆的火灾事故广播设计安装规范 （以下简称规范）有以下一些硬性规定：“走道、大厅、餐厅等公众场所，扬声器的配置数量，应能保证从本层任何部位到最近一个扬声器的步行距离不超过15m。在走道交叉处、拐弯处均应设扬声器。走道末端最后一个扬声器距墙不大于8m”。室外场所基本上没有早期反射声群，单个广播扬声器的有效覆盖范围只能取上文匡算的下限。由于该下限所对应的距离很短，所以原则上应使用由多个扬声器组成的音柱。馈给扬声器群组（例如音柱）的信号电功率每增加一倍（前提是该群组能够接受），声压级可提升3dB。请注意“一倍”的含义。由1增至2是一倍；而由2须增至4才是一倍。另外，距离每增加1倍，声压级将下降6dB。根据上述规则不难推算室外音柱的配置距离。例如，以40W室外音柱为例，其额定功率为40W，是单个天花扬声器的4倍以上。因此，其有效的覆盖距离大于单个天花扬声器的2倍。事实上，这个距离还可以大一些。因为音柱的灵敏度比单个天花扬声器要高（约高3-6dB），而每增加6dB，距离就可再加倍。也就是说音柱的覆盖距离可以达20m以上。但音柱的辐射角比较窄，仅在其正前方约60-90度（水平角）左右内有效。4、 音源部分设置音源是指声音的来源，即声音来自何方。它主要是把声音完全准确的表现出来。目前音源主要有AM/FM调频广播、立体声双卡座磁带录音机、CD/MP3机等节目源,声卡 音源设备配置表编号产品名称产品型号数量单位备注1受控多功能数码播放器2受控数字调谐器3受控MP3播放器4电脑声卡5双立体声卡座5、功率放大器设置 广播功放不同于HI-FI功放。其最主要的特征是具有70V 和100V恒压输出端子。这是由于广播线路通常都相当长，须用高压传输才能减小线路损耗。广播功放的最重要指标是额定输出功率。应选用多大的额定输出功率，须视广播扬声器的总功率而定。对于广播系统来说，只要广播扬声器的总功率小于或等于功放的额定功率，而且电压参数相同，即可随意配接，但考虑到线路损耗、老化等因素，应适当留有功率余量。按照规范的要求，功放设备的容量（相当于额定输出功率）一般应按下式计算：P = K1K2P0 （2）P 功放设备输出总电功率（W）P0 每一分路（相当于分区）同时广播时最大电功率 P0 = KiPi Pi 第i分区扬声器额定容量Ki 第i分区同时需要系数： 服务性广播客房节目，取0.2-0.4 背景音乐系统，取0.5-0.6 业务性广播，取0.7-0.8 火灾事故广播，取1.0K1 线路衰耗补偿系数：1.26-1.58K2 老化系数：1.2-1.4椐此，如果是背景音乐系统，广播功放的额定输出功率应是广播扬声器总功率的1.3倍左右。但是，所有公共广播系统原则上应能进行灾害事故紧急广播。因此，系统须设置紧急广播功放。根据规范要求，紧急广播功放的额定输出功率应是广播扬声器容量最大的三个分区中扬声器容量总和的1.5倍至于广播功放的其他规格，取决于广播系统的具体结构和投资。3.4、系统主设备设置根据系统的要求，我们结合现场环境，对本系统设计应具备：1、定时、定点、定节目无人值守自动播放，可手动/自动开关系统电源；2、能实现分区广播及全区广播；3、可对任何区域实现自动监听，检测线路工作是否正常；4、可实现消防联动，当消防紧急信号输入时，能自动打开系统并强切为火警报警状态；三、本方案系统功能说明：考虑到以后扩展系统的需要，本系统有很好的可扩展性，首先是扩展音源，主机拥有16音源输入16路音源输出信号矩阵，可以根据需要实现多音源输入，还可以外控128路电源或分区。三个16分区矩阵每个都空出有一个音频输入接入口，只要增加音源输入就可以扩展新的独立分区，如需要扩展更多的分区也可通过增加分区器来实现，n 系统编程设置：具有自动