公共广播系统方案设计基础

1、一、 概述1. 声音的定义声音在人类生活中具有重要意义，人们就是用声音传递语言、交流思想。声音来源于物体的振动。例如：人的发声是由声带振动引起；扬声器是由扬声器膜片振东而发声；锣、鼓是靠锣面、鼓面的振动发声；弦乐器是靠弦的振动发声正在发出声音的振动物体叫做声源，也是声音传播的必要条件。2.声波的定义声音不仅能在气体中传播，也在固体和液体中传播。当声源在空气中振动，使邻近的空气随之产生振动并以波动的方式向四周传播叫做声波。传至人耳将引起耳膜振动，最后通过听觉神经产生声音的感觉。3、次声波的定义 次声波又称亚声波，它是一种频率低于人的可听声波频率范围的声波。次声波的频率范围大致为：10.4Hz20

2、KHz。 次声波产生的声源是相当广泛的，现在人们已经知道的次声源有：动物的声纳、火山爆发、地震、海啸、台风、雷暴、龙卷风、等等。利用人工的方法也能产生次声波，例如核爆炸、火箭发射等等。4、声波的反射、吸收和透射 声波在传播过程中，除传入人耳引起声音大小、音调高低的感觉外，遇到障碍物如孔洞等还将产生声波的反射、吸收、透射、绕射以及在室内由于多次反射所引起的混响等现象。 反射:当声波在传输过程中遇到物体时，会产生一部分声波被反射回来，这种现象称为声波反射； 吸收:当声波在传输过程中遇到物体时，会有一部分声波会被物体吸收，这种现象称为声波吸收；透射：当声波在传输过程中遇到物体时，会有一部分声波穿过物

3、体继续向前传播，这种现象称为声波透射； 绕射：一切声波都能发生绕射，其程度与波长、障碍物的大小有关。在通常条件下，有的声波会发生明显的绕射现象，有的表现为直线传播。 我们能听到的声波，波长在17cm17m的范围内，是可以与一般障碍物如：墙角、柱子等建筑部件相比。所以能绕过物体，使我们听到物体另一侧的声音，声源的频率越低，绕射现象越明显。5、声波的干涉 在剧院或会场内，通常会出现声波干涉现象。例如：从声源发出的直射声波和来自墙壁或天花板顶面的反射声波在空间各点要相互干涉。有些地方声波会加强，有些地方声波会减弱，甚至抵消而形成“死点”。 声波入射到建筑构件（如墙、板等）时，声能一般分为四个部分：一

4、部分能量被反射，一部分能量被吸收，一部分能量透射，一部分能量被绕射。 在小室内，如录音、播音、监听等小空间内需特别注意这一问题。6、公共广播的定义：公共广播系统（Public Address System简称PA）公共广播是在有限的范围内为公众服务的广播，属于扩声音响系统中的一个分支。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

5、统设计，仔细的系统调试和良好的建声条件上，达致电声悦耳、自然的音响效果。 在常规情况下，公共广播信号通过布设在广播服务区内的广播线路传输，是一种单向的（下传的）有线广播。通常设置在公园、小区、办公大楼、机关、部队、企业、学校、大厦、绿地广场、超市及各种场馆之内，用于提供背景音乐播放、人工广播业务和强行插入灾害性事故的紧急广播，同时具有发布新闻和内部信息、发布作息信号等等。因而成为城乡及现代都市中各种公共场所不可或缺的组成部分。 公共广播也有用无线传输的，但不是主流。7.建筑声学和电声学7.1、建筑声学 建筑声学是研究建筑中声学环境问题的学科。它主要研究室内音质和建筑环境的噪声的控制。7.1.1

6、.建筑声学的基本任务是： 研究室内声波传输的物理条件和声学处理方法，以保证室内具有良好听闻条件；研究控制建筑物内部和外部一定空间内的噪声干扰和危害。7.1.2室内声学的研究方法有：几何声学法、统计声学法和波动声学法。 当室内几何尺寸比声波波长大得多时，可用几何声学方法研究早期反射声分布以加强直达声，提高声场的均匀性，避免音质缺陷。统计声学法是从声能的角度研究，在连续声源激发下声能密度的增长、稳定和衰减过程(即混响过程)，并给混响时间以确切的定义，以主观评价标准和声学客观量结合起来，为室内声学设计提供科学依据； 当室内几何尺寸与声波波长可比时，易出现共振现象，可用波动声学法研究室内声的振动方式和

7、产生条件，以提高小空间内声场的均匀性和频谱特性。室内声学设计内容包括：体型和容积的选择、最佳混响时间及其频率特性的选择和确定、吸音材料的组合布置、设计适当的反射面，以合理、有效组织反射声等。室内音质的处理方法：一方面要了解室内空间体型、所选用的材料对声场的影响；还要考虑室内声场声学参数与主观听闻效果的关系，即音质的主观评价。 可以说确定室内音质的好坏，最终还在于听众的主观感受。由于听众的个人感受和鉴赏力的不同，在主观评价方面的非一致性是这门学科的特点之一； 因此，探索和测量建筑声学的参数与听众主观感觉的相关性、以及室内声信号与室内音质标准相互关系，是室内声学的一个重要内容。 控制建筑环境噪声，

8、保证建筑物内部达到一定的安静标准，也是建筑声学的另一个重要方面。7.2、电声学 电声学是研究声音和电能相互转换的原理和技术，以及声音信号的存储、加工、传递、测量和利用的学科。它所涉及的频率范围从极低频率的次声一直延伸到几十亿赫兹的特超声。不过通常所指的是电声，都属于可听声范围。7.2.1电声技术电声技术是电声领域中发展得比较快的一个分支，在政治、军事、文化各个领域内有着广泛的应用。例如，应用于有线或无线通信系统，有线或无线广播系统以及会场、剧院的扩声；录音棚、高保真录放系统等； 此外还应用于发展中的声控、语控技术；以及语言识别和声测等新技术。总之，它主要包括录放声技术、扩声技术以及与它们有关的

9、电声仪器和电声测试技术等。7.2.2录放声技术录放声技术是指把自然声音经过一系列技术设备 (如传声器、录音机、拾声器等)进行接收、放大、传送、存储、记录和复制加工，然后再重放出来供人聆听的声音的技术。 它研究的主要问题是：如何保持自然声的优良的音质，即在各个环节以及整个系统，都具有逼真地保持声音信号原来面貌，包括对声音信号进行必要的美化和加工。7.2.3声频放声装置可分成四个部分：2.3.1输入端CD、DVD及收音头把希望的节目作为电信号提取出来；2.3.2前级控制台(包括前置放大器等)主要作调音用；2.3.3功率放大器是将前级输出信号增强到能够推动扬声器发声。2.3.4这一部分是将电信号转换

10、成声信号。社会的发展和生产的需要，对电声学提出了大量的实际和理论问题。因此电声学总的发展趋势是：电声器件和电声设备往高保真、立体声、高抗噪能力、高效率、高通话容量的方向发展；还要进行音质评价的研究，改善录放技术以及声音加工技术；新的换能机理的研究以及新材料的开发；提高检测声信号的能力仍是声测技术的主攻方向。总之，只要发声过程和听感(知觉)过程以及与二者之间互相联系的物理和生理上的规律不断为人们所掌握，电声学便会不断有新的发展，所以电声学是蕴藏着巨大生命力的学科。8.公共广播系统介绍由于自然声源（如演讲、演唱、乐器演奏、声音重放等等）发出的声音能量十分有限，其声压级随传播距离的增大而衰减，加上环

11、境噪声的影响，使声源的传播距离受到限制，因此在公众活动场所必须用电子技术扩声音响系统进行扩声，将声源信号放大，提高听众区的声压级，保证每位听众能获得适当的声压级。公共广播系统是一项系统工程，它需要电子技术、电声技术、建声技术和声学艺术等多种学科的密切配合，公共广播系统的音响效果不仅与电声系统的综合性能有关，还与声音的传播环境建筑声学和现场调音使用密切相关，所以公共广播系统最终效果需要正确合理的电声系统设计和调试、良好的声音传播条件和正确的现场调音技术三者最佳的配合，三者相辅相成缺一不可。在系统设计中必须综合考虑上述问题，在选择性能良好的电声设备基础上，通过周密的系统设计，仔细的系统调试和良好的

12、建声条件，达到电声悦耳、自然的音响效果。9.公共广播系统特点9.1.紧急广播系统 火灾事故广播扬声器的设置应符合下列要求： 紧急广播扬声器设置在走道、大厅、餐厅等公共场所，其数量应能保证从本楼层任何部位到最近一个扬声器的步行距离不超过25米。在走道交叉处、拐弯处均应设置扬声器。走道末端最后一个扬声距墙不大于12米。每个扬声器额定功率不应小于3W。 客房内扬声器功率不应小于1W。 设在空调机房、通风机房、洗衣房、文娱场所和停车库等处有背景噪声的扬声器，在其播放范围内最远的播放声压级应高于背景噪声15 dB，并以此确定扬声器的功率。 火灾事故广播馈线电压不宜大于100V。各楼层设置馈线隔离电压器以

13、保证当任一分路有故障时，不应影响其他分路的正常广播。 火灾事故广播输出分路应按疏散顺序控制，播放疏散指令的楼层控制程序如下： N层及N层以上楼层的发生火灾，应先接通火灾层极其相邻的上、下层。 首层发生火灾,应先接通本层、2层及地下各层。 地下室发生火灾，应先接通地下各层及首层 。 火灾事故广播与服务性广播或业务性广播合用时，应满足下列要求： 火灾时应能在消防控制室将火灾疏散层的扬声器及对应功放强制转入火灾事故广播状态。 消防控制室应能监控火灾事故广播功放的工作状态。 客房床头柜内设置扬声器，应具有火灾广播功能。 如果火灾事故广播与服务性广播或业务性广播合用的扬声器设有音量开关时，系统应采用三线

14、制配线强制打开火灾故广播。 公共广播是在有限的范围内为公众服务的广播。在常规情况下，公共广播信号通过布设在广播服务区内的广播线路传输，是一种单向的（下传的）有线广播。通常设置在社区、机关、部队、企业、学校、大厦、超市及各种场馆之内，用于发布新闻和内部信息、发布作息信号、提供背景音乐以及用于寻呼和强行插入灾害性事故紧急广播等等。因而成为城乡及现代都市中各种公共场所不可或缺的组成部分。相信在震惊世界的9.11事件中，世贸大厦倒塌之前，其公共广播系统必定在拯救生命的过程中发挥着重要的作用。9.2.背景音乐Back ground music 简称BGM），它的主要作用是掩盖噪声并创造一种轻松和谐的气氛

15、，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。 公共广播系统包括背景音乐和紧急广播功能，通常结合在一起，它的对象为公共场所，在走廊、电梯门口、电梯轿厢、大厅、商场、餐厅、酒吧、宴会厅、小区花园等处装设组合式声柱或分散式扬声器箱，平时播放背景音乐，当发生紧急事件时，强切为紧急广播，用它来指挥疏散人群。控制功能公共广播系统的控制功能较多，如选区广播与全呼广播功能、强制切换功能和优先广播功能等。公共广播系统扬声器负载多而分散、传输线路长。为减少传输线路损耗，一般都采用70V或1

16、00V定电压高阻抗输送。声压要求不高，音质以中音和中高音为主。这种系统中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。10.公共广播系统分类：10.1. 公共广播系统按照传输、信号处理方式可分为以下几类：10.1.1传统公共广播系统是通过音频线把模拟功率信号传输到终端扬声器上，以机房的功率放大器到扬声器是采用高电平传输的，一般为100V或70V，其优点是线路损耗少、负载联接方便，只是把带降压变压器的扬声器并接在线路上即可。10.1.2数字可寻址公共广播系统真正意义的数字可寻址公共广播系统它的音频信号、控制信号和通讯全在数位域进行，具有更远的传输距离和更好的传输效果，尤其

17、是将音频信号和控制信号集中在一条两芯的双绞线上传输，不仅大大地节省了安装和布线成本，而且为将来的系统维护及系统工作的高可靠性提供了先决的优越条件。10.1.3流媒体（IP）智能数字广播是基于互联网和局域网的纯数字化网络音频广播系统，区别于传统的模拟音频、调频、寻址和数控广播的广播系统，流媒体（IP）智能数字广播系统完全兼容现在的互联网和局域网，应用TCP/IP协议，无需另行布线，可利用现有的校园网或内部局域网；嵌入式的硬件终端，能够设置独立的IP地址，可通过多层交换机，通过主机可以任意控制每个终端的设置和播放，更可以在终端上选择所需的节目内容;由于采用了计算机技术，系统几乎可以兼容所有的音频格

18、式，采用了IP技术，播放的节目内容可以没有任何限制，每个终端可以随心所欲播放需要的节目内容。能够完全取代基于模拟或数字的传统智能广播系统，真正实现基于互联网或局域网的IP音频广播功能，支持广播、直播、点播等方式，部分产品支持全双工双向对讲、终端演讲等功能，并且支持大范围的普及应用。 10.2. 公共广播系统按照使用功能和性质可分为以下几类：10.2.1业务性广播系统这是以业务及行政管理为主的语言广播，用于办公楼、商业楼、 机关、院校、车站、码头、机场等场所，业务性广播通常都由主管部门管理；10.2.2服务性广播系统这是以欣赏背景音乐为主的带有服务性质的广播系统，常用于宾馆、酒店、银行、证券、公

19、园、广场及大型公共活动等场所；10.2.3紧急广播系统这是用来满足在火灾等紧急事件时引导人员疏散的要求等目的而设计的广播系统，通常这种广播系统都与上两种系统合并使用，合并设计时，首先应按紧急广播系统的要求来确定系统；10.2.4会议系统随着国内、国际交流的增多，近年来电话会议，电视会议和数字化会议系统（DCN）发展很快，会议系统广泛用于会议中心、宾馆、集团和政府机关。会议系统包括会议讨论系统、表决系统、同声传译系统和电视会议系统，要求音、视频（图像）系统同步，全部采用电脑控制和储存会议资料。 10.3公共广播系统按照使用场所可分为以下几类：10.3.1室外广播系统主要用于体育场、车站、公园、艺

20、术广场、音乐喷泉等。它的特点是服务区域面积大，空间宽广。背景噪声大；声音传播以直达声为主；要求的声压级高，如果周围有高楼大厦等反射物体，扬声器布局又不尽合理，声波经多次反射而形成超过50ms以上的延迟，会引起双重声或多重声，严重时会出现回声等问题，影响声音的清晰度和声像定位。室外系统的音响效果还受气候条件、风向和环境干扰等影响。10.3.2室内广播系统是应用最广泛的系统，包括各类影剧院、体育场、歌舞厅等。它的专业性很强，既能非语言扩声、又能供各类文艺演出使用，对音质的要求很高，系统设计不仅要考虑电声技术问题，还要涉及建筑声学问题。房间的体形等因素对音质有较大影响。11.公共广播系统组成：不管哪

21、一种广播音响系统，基本可如下图所示分四个部分：节目源设备、信号放大处理设备、传输线路和扬声器系统。1）节目源设备：节目源通常为无线电广播，激光唱机和录音卡座等设备提供，此外还有传声器、电子乐器等；2）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材及音响加工设备等。这部分设备的首要任务是信号放大，其次是信号的选择。调音台和前置放大器作用和地位相似（当然调音台的功能和性能指标更高），它们的基本功能都是完成信号的选择和前置放大，此外还对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

22、放大器则将前置放大器或调音台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；3）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，对礼堂、剧场等，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；4）扬声器系统：扬声器系统要求整个系统的匹配，同时其位置的选择也要切合实际。礼堂、剧场、歌舞厅音色，而扬声器一般用大功率音箱。而公共广播系统，由于它对音色要不高，室内一般用3W-6W的天花喇叭即可。12.有线

23、广播及火灾事故广播设计安装规范： 附录：国家标准 1993年中华人民共和国建设部颁布的民用建筑电气设计规范（JGJ/T16-92）中对有线广播和事故广播的设计、安装等有许多具体规定，现摘录如下，供设计和日常管理工作作为参考： 21有线广播 2111公共建筑应设有线广播系统。系统的类别应根据建筑规模、使用性质和功能要求确定。有线广播一般可分为： （1） 业务性广播系统。 （2） 服务性广播系统。 （3） 火灾事故广播系统。 2112 办公楼、商业楼、院校、车站、客运码头及航空港等建筑物，应设有业务性广播，满足以业务及行政管理为主的语言广播要求。业务性广播宜由主管部门管理。 2113 一至三级的旅

24、馆、大型公共活动场所应设服务性广播，满足以欣赏性音乐类广播为主的要求。旅馆的服务性广播节目不宜超过五套。 2124 从功放设备的输出端至线路上最远的用户扬声器箱间的线路衰耗宜满足以下要求： （1） 业务性广播不应大于2dB（1000Hz时）。 （2） 服务性广播不应大于1dB（1000Hz时）。 2126 采用定电压输出的馈电线路，输出电压宜采用70V或100V。 2128 节目信号与电话线合用一条电缆时，节目信号的传播电平不应大于7.8dB。当节目信号线路数较 多时，宜采用专用电缆。 2132有线广播的功放设备宜选用定电压输出。当功放设备容量小或广播范围小时，亦可根据情况选用定阻输出。 21

25、33 功放设备的容量一般按下述公式计算： P=K1 ? K2 ? P0 式中 P功放设备输出总电功率（W） P0Ki?Pi，每分路同时广播时最大电功率 Pi第i支路的用户设备额定容量 Ki第i分路的同时需要系数： 服务性广播时，客房节目每套Ki取0.20.4 背景音乐系统Ki取0.50.6 业务性广播时，Ki取0.70.8 火灾事故广播时，Ki 取1.0（同时广播范围应符合本规范第24章的有关规定） K1线路衰耗补偿系数： 线路衰耗1dB时取1.26 线路衰耗2dB时取1.58 K2老化系数，一般取1.21.4。 21.3.4 有线广播功放设备应设置备功率单元，其备用数量应根据广播的重要程度确

26、定。 备用功率单元应设自动或手动投入环节，用于重要广播的环节，备用功率单元应立即投入。 21.3.5民用建筑选用的扬声器除满足灵敏度、频响、指向性等特性及播放效果的要求外，尚宜符合下列规定： （1） 办公室、生活间、客房等，可采用12W的扬声器箱。 （2） 走廊、门厅及公共活动场所的背景音乐、业务广播等用35W。 （3） 在建筑装饰和室内净高允许的情况下，对大空间的场所宜用声柱（或组合音箱）。 （4） 在噪声高、潮湿的场所设置扬声器时，应采用号筒扬声器，其声压级应比环境噪声大1015dB。 （5） 室外扬声器应采用防潮保护型。 21.3.8 在一至三级旅馆内背景音乐扬声器的设置应符合下列规定：

27、 （1） 扬声器的中心间距应该根据空间净高、声场及均匀度要求、扬声器的指向性等因素确定。要求较高的场所，声场不均匀度不宜在于6dB。 （2） 根据公共活动场所的噪声情况，扬声器的输出，宜就地设置音量调节装置；当某场所有可能兼作多种用途时，该场所的背景音乐扬声器的分路宜安装控制开关。 （3） 与火灾事故广播合用的背景音乐扬声器，在现场不得装置音量调节或控制开关。 21.3.9 建筑物内的扬声器箱明装时，安装高度不宜低于2.2m（扬声器箱底边距地面）。 21.4.5 有线广播控制室的各种节目信号线应采用屏蔽线并穿钢管。管外皮应接保护地线。 21.5.1 建筑物内的有线广播配线应符合下列规定： （1

28、） 旅馆客房的服务性广播线路宜采用线对为绞型的电缆，其他广播线路宜采用铜芯塑料绞合线，广播线路需穿管或线槽敷设。 （2） 不同分路的导线宜采用不同颜色的绝缘线区别。 21.5.2 室外广播线路的敷设路由及方式应根据总图规划及专业要求确定。当采用埋地敷设时，应符合以下规定： （1） 埋设路由不应通过预留用地或规划未定的场所。 （2） 埋设路由应避开易使电缆损伤的场所，减少与其他管路的交叉跨越。 （3） 直埋电缆应敷设在绿化带下，当穿越道路时，对穿越段应穿钢管保护13.现代化建筑的公共广播系统分类现代化建筑的公共广播系统根据建筑规模,使用性质和功能要求可分以下三种类型: 业务性广播系统。 服务性广

29、播系统。 火灾事故广播系统。 1.业务性广播系统： 办公楼、商业写字楼、学校、医院、铁路客运站、航空港、车站、银行及工厂等建筑物设置业务性广播,以满足业务和行政管理为主的业务广播要求。 2.服务性广播系统：宾馆、旅馆、商场娱乐设施及大型公共活动场所设置服务性广播,服务性广播范围是背景音乐和客房节目广播,目的是为人们提供欣赏性音乐类广播节目,以服务为主要宗旨.宾馆等服务性广播节目一般 选4套。广播节目内容安排应根据服务对象和工程级别情况而定。 3.火灾事故广播系统：主要用于火灾发生时,在消防控制室的消防人员通过火灾事故广播引导人们迅速撤离危险场所。二、公共广播系统和其他音响系统的区别区别内容公共

30、广播系统舞台音响影院音响报告厅扩声覆盖（区域）范围整个场合、选区（前述）单个舞厅 不可选区单个影院 不可选区单个报告厅 不可选区声场效果单声道幽雅立体声拉丁/摇滚环绕 声身临其境立体声扬声器数量多较多较多少扬声器品种高阻低阻 低阻 低阻 传输方式高电压/低电流 高电流/低阻高电流/低阻高电流/低阻工作时间长时间/定时功能长时间/定时功能短时间/定时功能短时间/不定时外部控制消防联动否否否三、公共广播系统选型原则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

31、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。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 专业公共广播系统产品KARY，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KARY专业产品在全国承诺所有用户一年免费维修的保证，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。

32、三、公四：公共广播的设计1.公共广播的设计依据下列标准系统方案设计的标准：w 为保证广播系统工程能顺利实施及达到设计要求和用户的使用要求，该系统严格遵循相关的国家标准和国际标准，并满足以下技术标准和规范。w 中华人民共和国国家标准智能建筑设计标准GB/T 50314-2000w 中华人民共和国国家标准建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范GB/T 50311-2000w 中华人民共和国行业标准民用建筑电气设计规范JGJ/T16-92w 中华人民共和国国家标准高层民用建筑防火规范GB50045-95 (2001年版)w 中华人民共和国国家标准火灾自动报警系统设计规范GBJ/16-88。 w 中华人

33、民共和国国家标准电子计算机房设计规范GB 50174-93中华人民共和国国家标准火灾自动报警系统设计规范GB 50116-98w 美国国家防火协会职业安全与卫生条例管理局的有关规 NFPA/OSHA Standardsw 高层民用建筑设计防火规范（GBJ45-82）w 建筑设计防火规范(GBJ16-37)w 民用建筑电气设计规范设计防火规范(JGJ/T16-92)w 火灾自动报警系统施工及验收规范（GB50166-92）w 工业企业通信接地设计规范：（GBJ79-85）2.公共广播系统组成公共广播系统主要由信号源、功放设备、监听设备、控制设备、火灾事故广播控制设备、用户设备及广播传输线路组成。

34、 2. 公共广播系统设计3.1基础参数： 传输方式：系统的输出功率馈送方式采用有线广播传送方式。 对线路衰耗要求：在公共广播系统中,从功放设备的输出至线路上最远的用户扬声器间的线路衰耗应符合以下要求： 业务广播不应大于2分贝(1kHz时) 服务性广播不应大于1分贝(1kHz时) 采用定压输出的馈电线路,输出电压采用 70V或100V。 功率放大器的容量计算方法： 业务性广播系统和业务性广播系统的计算方法： P=K1K2Po 式中： P-功率放大器输出总电功率（W）； Po-KiPi,每分路同时广播时最大电功率（W）； Pi-第i分路的用户设备额定容量； Ki-第i分路的同时需要系数； 服务性广

35、播时，客房节目每套Ki取0.2-0.4; 背景音乐节目Ki 取0.7-0.8 K1-线路衰耗补偿系数：线路衰耗1dB时取1.26；线路衰耗2dB时取1.58； K2-老化系数，一般取1.2-1.4； 火灾事故广播系统的计算方法： 该系统计算方法有以下两种方式： a. 功率放大器容量按该系统扬声器总数的1.3倍确定。 b. 功率放大器容量按该系统中最大3层扬声器总数的1.5倍确定。 功率放大器的备用 公共广播系统的功率放大器应设置备份功率放大器，功率放大器在工作功率放大器发生故障时能自动或手动投入使用。用于重要广播的功率放大器（如火灾事故广播的功率放大器）其备用功率放大器，应能在工作放大器发生故

36、障时立即自动投入使用。备用功率放大器的数量应根据重要广播负载的容量确定。 扬声器的设置 在办公室、生活间、更衣室等处设置3W扬声器箱。 楼层走廊一般采用吸顶式扬声器，扬声器的间距按层高（吊顶高度）的2.5倍左右考虑。选用3-5W吸顶扬声器。 门厅、一般会议室、餐厅、商场、娱乐场所等处宜装3-6W的扬声器箱。 客房床头控制柜选用1W-2W扬声器。 在建筑装饰和室净高允许的情况下，对大空间的场所宜采用声柱或组合音箱。 在噪声高、潮湿的场所设置扬声器时，应采用号角扬声器。在噪声高的场所所选用的号角扬声器的声压级应比环境噪声大10-15 dB。 广播系统的供电要求 小容量的广播站可由插座直接供电；容量

37、在500W以上时，设置广播控制室，其供电可由就近的电源控制器专线供电。 交流电压偏移值一般不宜大于+10%，当电压偏移不能满足设备的限制要求时，应在设备的附近装自动稳压装置。 广播用交流电源容量一般为终期广播设备的交流电耗容量1.5-2倍。 火灾事故广播设备采用消防电源。 传输线缆的选择 客房服务性广播线路宜采用铜芯多芯电缆或铜芯塑料绞合线。 其它广播线路宜采用铜芯塑料绞合线。 各种节目信号线应采用屏蔽线。 火灾事故广播线路应采用阻燃型铜芯电缆或耐火型铜芯电线电缆。 线路的敷设方式 线路采用穿钢管或线槽铺设，不得与照明、电力线同线槽敷设。 火灾事故广播线路应采取防火保护措施。 3.2设计步骤：

38、1）明确系统要求：根据用户对公共广播系统的基本功能、规模布局的要求和有关标准，规范的规定以及用户初步预算等方面的考虑明确下列要求：l 确定广播服务区，哪些场所需要广播；l 确定广播节目源的种类，需要哪些节目源信号；l 紧急广播的要求与分区；l 广播机房(控制中心)的位置和布局。2）现场了解与测量：l 对所要设计的广播音响系统进行现场了解和测量是非常必要的，并对有关建筑物的建筑声学参数提出设计要求，最基本的是房间容积、混响时间、噪声声压级，对大型建筑来说这些指标在建筑设计和装修设计时都应考虑到，都应达到广播音响系统要求；l 要求用户(建设方)提供广播音响系统范围内的建筑平面图、立面图(注明层数、

39、层高)等，了解建筑物的特点以便于设计，系统的布局及布线图通常都在对方提供的平面图上添加。3）进行系统设计：l 根据系统的要求进行声场设计，广播区域分区，确定扬声器的数量、型号、所需功率，进而确定功率放大器的型号和数量；l 根据系统功能的要求，选定节目源设备及相关的前级放大器或信号切换放大装置;l 画出系统方框图，要考虑信号流的安排，作好信号流的切换、优先权安排。并根据用户需求配齐有关设备，如分区器、监听器、节目控制器、电源控制器、报警器、散热器等等；l 根据设备的组成情况，选择安装各种设备的机架及控制台(也可根据实际情况自行设计定做)，设计或选择有关的安装附件；l 确定控制中心室(广播音响机房

40、)的位置，估筧各种设备所需电源的容量，对机房的电源容量要求、设备的位置、信号接地等作出设计建议，经用户同意生作出控制室的设备、机架、控制台的布局平面图； l 根据各个分区的实际情况，确定管线的走向，型号以及有关的接线箱和接线盒。注要考虑民用照明、空调、动力和其它他管线及土建的结构等有无矛盾，最后在建筑平面图上绘制管线图；l 根据整个系统所选定的设备以及工程实施中所需要的线材、桥架等材料列出设备、材料清单和工程预算表。3.3声场设计：公共广播系统设计通常都从声场开始（即扬声器的放置位置），然后再向后推进到功率放大器、声处理系统、控制设备、直至话筒和其他音源。这种逐步向后推进的设计步骤是十分必然的

41、。因为声场设计是满足系统功能和音响效果的基础，它涉及扬声器系统的选型，供声方案和信号途径等。只有确定扬声器系统才能进行功率放大器驱动功率 的计算和驱动信号途径的确定，然后再根据驱动功率的分配方案进一步确定信号处理方案和调音台的选型等。声场设计是公共广播系统的基础，涉及系统最终的音响效果，但也是非常复杂繁琐的工作。由于计算机技术的飞跃发展，现在可采用EASE3.0以上的版本的声学软件工具进行计算，最终可获得满足预期要求的声场设计报告。声场设计过程可能需要反复多次才能达到要求。图 1 是声场设计的流程图。图11）广播系统供声方案根椐建筑物的功能、体型、空间高度及布局等因素，可分为 集中供声、分散供

42、声和分区供声 三种供声方案。良好的公共广播工程应能有效地控制扬声器的声场分布和满足投射距离的声压级要求。（1）集中供声：顾名思义是把一组扬声器集中安装在一个固定位置上的供声系统。对于舞台的剧场或多功能厅来说，扬声器组通常安装在靠近自然声源的舞台台口上方左右两侧（ 三路扬声器系统可分为左中右三组安装 ）如图2和图3所示。由于声音来自舞台方向，与观众的视听方向一致，听感自然。为使全部观众区声场均匀，扬声器应置于较高的信置。为克服前几排观众区“头顶感”声像，可在台口两侧或台唇部位设置若干小功率辅助扬声器，利用哈斯效应解决前区观众声像一致的问题图2 大型厅堂的集中供声系统a) 体育馆的集中供声系统b)

43、 厅堂的集中供声系统 图3 剧场的集中供声系统对四面均有观众区的大型体育馆或大型厅堂，扬声器系统通常以一种“声塔”形式的阵列组合吊挂在大厅中央。利用扬声器指向特性即偏轴方向的声压随偏角增大而逐渐减少的特性和声压级随投射距离的增加按距离的平方减少的特性可声场达到互补的结果。如果扬声器位置得当，可使声场更为均匀。扬声器的偏轴衰减和距离衰减特性的互补作用如图4所示图4集中供声的优点是声像一致，听感自然：扬声器之间的声波干扰小；声音清晰度高。缺点是对于形状复杂，又有多层楼厅和眺台的厅堂，声场不易做得均匀；狭长的厅堂，由于投身距离远，后座观众区的声压级可能会偏低。为此，可利用强指向性的远投射扬声器增强后

44、部观众区的声压级以及在眺台下面的声影区适当增设几个补声扬声器，增加这部分区域的直达声和声压级，抑制混响声的影响，提高声音的清晰度。2）分散式供声：对于无法采用集中供声的大型或狭长高度又不高（低于6米）或空间结构可分为几部分的大厅，以及对于难以获得好的语言清晰度的混响时间较长的大型礼堂，可采用分散式的供声。分散式供声有两种形式：一种是以天花安装扬声器为供声单元的分散式供声 ，另一种是以小功率声柱或音箱（功率为25W60W）为供声单元的分散式供声系统，如图5所示。图5 大礼堂中的分散式系统图五分散式供声系统能获得均匀的声场；并由于扬声器与听众之间的距离很近，可保持较高的直达声与混响声的声能比。所以

45、在混响时间较长的条件下也能获得较高的清晰度，并且不容易发生回声问题。吊顶天花板扬声器大都是口径为130mm160mm（5寸6.5寸）的 3W6W 中频纸盆扬声器，最大声压级为9093 db,1m,适合播放语言节目，高音与低音性能较差。天花板扬声器的布局设计应根据服务区域的体形，空间设计，环境噪声和扬声器的最大声压级等参数综合考虑。图6是扬声器的指向角 =90 圆锥形方向图的服务区计算图。单元个天花板扬声器的声所覆盖S1为：S1=0.7852（H-1.5）tg2 ( m2 )当=90时，（1）式可简化为：S1=0.785 (H-1.5)2 ( m2 )如果需要覆盖的面积为S，按80%的覆盖分布，

46、需要的扬声器总数量N为：N=S/S1上式中：S为声场覆盖的总面积。单位为m S1为单个扬声器的声场覆盖面积，单位为mH为天花离地面的高度，单位为m小功率天花板扬声器常用于空间高度H不大于5m的会场或公共场所，例如在一个高度 H= 4m 环境噪声为 45dB（A）的会场采用天花板扬声器供分散式供声时，可选用灵敏度为86dB，1W，1m 左右的，额定功率为 3W 的天花板扬声器。为使听众能获得良好的清晰度，要求听众处的直达声声压级高于环境噪声声压级 25dB,即 45dB + 25dB=70dB。3W 扬声器在离扬声器口 1m 处的最大声压级为 86+4.8dB ( 3W 功率分为 4.8dB)=

47、90.8dB,1m。2.5m 高度 (H-1.5) 的距离衰减为 -8dB 因此到达听众耳朵高度的最高声压级为90.8 - 8 = 82.2 dB，可满足良好清晰度的要求。根据图6（a）还可算出天花扬声器之间的间隔距离为：2(H-1.5)=5m。图6 天花板扬声器的分散式供声系统（a） 天花板扬声器声场覆盖立面图（b）80%的水平覆盖图 （c）100%的水平覆盖图使用小型声柱的分散式系统也可按上例类似的方法计算其间隔的距离和声压级等级参数。图7是声压级距离衰减的计算曲线。图中横坐标为离声源端口的距离，纵坐标为声压级的相对衰减速dB.图7 声音传播的距离衰减计算图为改善视听感觉，在礼堂舞台上可设

48、置一个目标扬声器，因为该扬声器没有经过延时，所以容量使听众认定为声源。为补偿前后各扬声器发出的声音能够同时到达各听众位置，系统中还应设不如图8所示的延时单元。延迟时间T的计算如下：式中：D为观众离舞台声源的距离与最近扬声器声源的距离差，单位为m。分散式供声的最大优点是声场均匀，直达声与混响声的声能比高，它的最大缺点是视听感觉不一致和多声源之间的声音干扰较大，影响声音清晰度。采用小功率高密度低声压的分散式供声可在混响时间较长的特大型会场中获得较好的语言可信度。图8 礼堂中分散式系统方框图3）分区式供声:对于狭长型的礼堂,集中供声扬声器投射到后面观众区的声压级会偏低,具有较深楼台和眺台的大型剧场，

49、由于楼台和眺台的遮挡,使主场扬声器的直达声无法抵达，造成楼台和眺台下面的“声影”区。为此必须在礼堂的中、后部及楼台下面的“声影”区内布设若干个补声扬声器来提高这些观众区的声压级和直达声，如图9所示。这种扬声器的布局称为分区式供声。在分区式供声系统中，由于主扬声器与补声扬声器之间的距离较大，两个声源到达听众位置的相对延时较大，如不经延时处理，到达中、后部观众区的声音会产生两重声效果，影响这部分观众区的声音清晰度，为防止这种观象发生，可在补声扬声器的信号通道中插入一个延时单元使两组扬声器的声音能够同时到达听众区。为保证声像定位效果，要求补声扬声器的声压级低于主扬声器的声压级。分区式供声的扬声器系统

50、如果设计和调试不当,很容易产生声波干扰，影响系统的清晰度。图9 室内分区式扬声器系统上述三种供声方案各有优缺点，必须因地制宜使用。为保证系统声像感觉一致，音质清晰自然，应首选先考虑集中供声方案。4.系统设计的技术参数包括：传声增益、语言清晰度、最大升压级。4.1传声增益：工程业主也许首先会问扩声系统能开到多响？用什么技术参数来衡量呢？这个问题在欧美各国用声音增益来表达（EASE或其他声学设计软件都采用此参数）。在我国和原苏联采用传声增益来表达。扩声系统的传声增益（ 或声音增益 ）受声反馈因素限制，不能开到扬声器能够达到的最大声压级。图10是一个简单的室外扩声系统产生声反馈的原理图。扩声系统的接

51、通时，逐渐增大系统放大器的增益，当增益递增大到某一位置时，扬声器放出的部分声音通过空间传播回收到话筒输入端，此时话筒输出端产生一个信号，其振幅大小等于或大于原输入信号的一个周期或是它的整数倍时，这个过程可以自己维持下去，即不需要外面的输入信号也会产生输出，系统进入反馈状态（产生系统啸叫）。扩声系统进入啸叫的临界状态时，虽然还示听到刺耳的啸叫声，但系统的频率特性出现极不规则的变化，声音发生很大畸变。要使系统正常运行，系统的增益应留有 6dB 的余量，使它远离系统啸叫（系统自激）的临界状态。于是我们可得到传声增益的定义为：传声增益。扩声系统的传声增益（或声音增益）受声反馈因素限制，使它不能开到扬声

52、器能够达到的最大声压级，扩声系统达到最高可用增益时（临界增益减去6dB增益余量），在指定的各听众位置上测得的平均声压级与话筒处声压级的dB数差值。图10是一个简单的室外扩声系统产生声反馈的原理图。图10 扩声系统的声反馈4.2声音增益：系统打开并增大到最高可用增益时，在指定的各听众位置上测得的平均声压级（dB）减去系统关闭时在相同听众位置上测得的平均声压级dB的差值。上述两种定义表达同一个声反馈物理现象，它们的区别仅在于测量方法的不同和表达方法不同而已。声音增益的概念明确，容量理解，说明观众区使用扩声系统和不使用扩声系统可获得提高的声压级数值。但在实际测量中，如果测量点离原始声源较远，环境噪声

53、又较大时，很难正确测出系统关闭时声源到达测点的声压级。传声增益表示观众区的平均的平均声压级与话筒处声声压级的差值（dB），如果我们知道了话筒处的声压，那么马上就可算出观众区的平均声压级了，例如；通常演讲人的嘴巴离话筒0.5m时,话筒处的声压级约为70dB，如果系统的传声增益为-6dB，那么可求得观众区的平均声压级为70dB-6dB=64dB,如果还要提高观众区的声压级，则可把话筒靠近讲话人的嘴巴，例如把这个距离从0.5m减小到0.125m(125mm)那么话筒处的声压级可提高到82dB（距离缩短4倍声压级可提高12dB）此时观众区的平均声压级也可提高到76dB，注意：声音增益是+dB数值；传声

54、增益则是-dB的数值，实际能做到最高的传声增益为-6Db。系统最大可用的声音增益 Gmax可用下式计算（请参看图10）：Gmax=20lgD0-20lgDS+20lgD2-b (dB)式中:D0为讲话人到听众间的距离，单位为m；Ds讲话人到话筒间的距离，单位为m；D1为扬声器到话筒的距离， 单位为m；D2为扬声器到听众之间的距离， 单位为m；从上式中可得出以下结论：l 声音增益或传声增益不依赖讲话人的声压级；l 缩短讲话人与话筒之间的距离DS，可有效提高声音增益；l 增加话筒和扬声器之间的距离D1，可增加声音增益；l 利用强指向性和指向性优良的扬声器系统可提高传声增益。图11是沿着指向性扬声器

55、-6dB方向角设置一个全向话筒时，传到话筒处的声压级可比全向扬声器减少6dB，这个结果可直接加到系统的声音增益中。心形话筒不是可提高更多的声音增益吗？在实际工作过多的依赖指向性话筒和指向性扬声器来提高系统的声音增益是不明智的，原因是话筒和扬声器的指向特性是随频率的变化而变化的，在低频时接近无指向性特性。因此大多数设计师利用它们的指向特性可获得的声音增益提高不大于6dB。室内扩声系统的声音增益除受式（4）条件限制和话筒、扬声器指向物性的影响外，还受房间建声条件。此外在电声系统中可采用反馈自动抑制器把反射最强烈的频率和振幅最大的房间共振频率吸收掉，但是吸收的频率点不超过56个点频。4.3声音清晰度：声音清晰度是扩声系统的重要技术指标。语言清晰度是评价系统可懂度的一种方法。影响语言清晰度的主要因素有：1）声压级与背景噪声声压级的比率：良好的声音清晰度要求语言声压级大于背景噪声声压级25dB。如果这个比例在1015dB时，清晰度指标会相应降低，但还是在允许范围。背景噪声来源于室内外的环境噪声、空调通风噪声和人群发出的噪声等。2）混响