学术报告厅扩声系统设计构想

1、学术报告厅扩声系统设计构想1、艺术与技术结合的思想 学术报告厅 HYPERLINK javascript:; t _self 音响 HYPERLINK javascript:; t _self 系统是为 HYPERLINK javascript:; t _self 舞台表演艺术服务的，或者说是为舞台艺术的听觉形象服务的。它是为表演艺术提供一个高品质声音重放的展示平台，而舞台艺术可以概括为视觉形象和听觉形象，因此整个音响系统的设计是为了视觉形象和听觉形象的一致。视觉形象和听觉形象用俗话说就是“看”和“听”，所以观众厅的设计首先应满足观众能看得好、听得好这些最基本的功能要求，而学术报告厅音响系统是

2、为听觉形象服务的。就音响系统设计而言，要摆脱传统的从“ HYPERLINK javascript:; t _self 技术到 HYPERLINK javascript:; t _self 工程”的设计模式，而要提倡从“技术到艺术”的设计理念，亦即技术与艺术的完美结合，人性化与科技的结合。只有从“技术到艺术”所提出的系统设计，才能较全面地满足会议及表演艺术的使用需要。就观众厅最终的音响效果而言，声音重发的还原度要高、逼真、自然（重电发声与原声的一致性）以及良好的声像定位（声像的一致性）和声音效果与剧情的一致性。总之，要最大限度地、最准确地体现出完整的舞台艺术表现力。2、技术环保思想 音响系统是一

3、个比较耗电的系统，但是通过技术手段的提高，可以减少音响系统的耗电量。在以往的系统设计中，往往被设计员所忽视。音响系统实质是“声能电能声能”的转换过程，而在整个音响系统中，功放音箱的耗电量占了整个系统85%以上，因此在满足各个指标的情况下，选用节能降耗功放和音箱，可以达到环保的目的，降低使用成本，并且增加了系统的安全性。这在一个文明的现代化剧场中，显得尤为重要，并将成为一个趋势。“十一五”规划提出了节能降耗和污染减排目标，并作为约束性指标。这对于推动经济增长方式转变、加强节能环保工作具有十分重要的意义。3、建声环境分析在设计任何一个电声系统之前，首先当然应该了解、分析用户的需求，同样重要的是需要

4、分析项目的建筑声学情况。建筑声学条件是电声设计的前提和基础，再好的电声系统在糟糕的建筑声学环境中也不能发挥优势，不妨把电声系统比拟成汽车，而建筑声学环境比作汽车行驶的道路，在崎岖的山路上，即使是顶级的F1赛车也开不出高速度。因此，“声场设计需要电声与建声结合考虑”这一观念目前已被许多人认识和重视。首先是分析厅堂的场地环境，是否存在着较为严重的声学缺陷，对音箱的布局有何影响。其次扩声系统属于应用声学的范畴，就室内扩声而言，通过建声、电声设计来控制和改善室内的音质。因此，一个扩声系统音质的好与劣，取决于建声设计+电声技术，而建声设计则是至关重要的先决条件。就音质而言，厅堂的建声设计应达到如下基本要

5、求：最佳混响特性：混响特性是影响厅堂音质最关键的参量。最佳混响特性包括合适的混响时间值及优良的频率特性。（1）混响时间T60混响是室内声音传播中由于声反射引起的一种自然现象，即指声源停止发声后，声音继续经室内各界面多次反射或散射而逐渐衰减，在室内留有余音的过程。声学设计中，用混响时间作为衡量某一空间内混响过程的定量标准，就是当声源停止发声后，室内声场达到稳态后，其声压级衰减60dB所经历的时间，用T60表示，见图1。（2）最佳混响时间的确定最佳混响时间要通过厅堂的体积与使用功能来确定。图2为T60与厅堂容积的关系，厅堂体积越大，相应的混响时间值越高。图3为各种功能厅堂混响时间的取值区域图，图中

6、可见，以语言扩声为主的厅堂所需的T60较短，而以音乐扩声为主的厅堂所需的T60较长。混响时间是声学装修中要控制的首要指标，是进行声学装修的精华所在，厅堂音质是否优美，这项指标占决定因素，也是唯一可以用科学仪器加以测量的厅堂声学参数。 事实上，如不认真对待，混响时间极不易控制到最佳值，许多厅堂、甚至专业大剧场音质不好，就是这个原因。因而也不是简单的软包或地毯就能解决问题的。 （3）声场扩散均匀厅堂的声场扩散良好，是指声源经室内各界面从不同方向反射以大致相等的声能到达听众区。混响时间较长和墙面、天花宽阔而不规则时有助于声场的扩散。因此为了增加声音的扩散，厅内墙面及天花可采用凸面、柱面、半圆柱面等，

7、但要避免采用凹面，以防形成声聚焦。图4为三种不同界面的声反射示意图。4、音响扩声系统质量标准一般评价声音音质优劣的参数为频响、响度、混响和回音以及语言清晰度；当我们在进行音响设计时，为了保证音响系统能够充分满足其所在场地的使用要求，我们务必全面考虑这几个直接影响和决定音响系统声音再现品质的要素： （1）音色-频率响应（Tonal Balance）：要获得均匀而平衡的频率响应，首先当然设备本身要有足够的频率响应，这点是非常容易达到要求的，只要选用够标准的器材即可。而重要的是观众在座位上实际所听到声音的频率响应。在理想的情况下，不论观众是坐在哪个座位上，都应该听到相同的音响效果，这就要求在设计音响

8、系统时必须要使每一频段的涵盖面都非常均匀。扬声器间的相互干扰对频率响应应该有相当大的影响，驻波决定低频的频率响应，空气的湿度对不同频率有不同的衰减度等等，设计时必须要将它们全部考虑进去。 （2）响度（Loudness）：每一个场所因其使用的功能不同，对声场强度也应有不相同的要求。设计时必须要符合使用单位的要求，设计适当的声场强度；过小的声场强度，将达不到使用要求，而过大的声场强度又会造成不必要的高投资成本。（3）混响/回音（Reverberant and Echoes）：混响对声音品质的影响非常大，但是建筑物的混响时间在建筑师设计一个建筑物时几乎已完全决定了，绝大部分的情况下音响设计师对建筑物

9、的混响时间没有左右的能力，只能在现有的条件下采取最佳的设计方案。回音有时虽然不一定会使语言清晰度减低，但应避免因太强的回音而使听众觉得不舒服。（4）语言清晰度（Speech Intelligibility）：语言清晰度可以说是设计一个音响系统中最重要的一个因素，尤其是像剧场剧院等需要重要语言传输的场所，就算有很好的频率响应及适当的声场强度，如果听众听不清楚场内的声音，那么这个音响系统可以说也是完全失败的。综上所述，一个良好的听闻环境是建筑条件+电声技术，场地的结构和装修对场地的建筑声学特性有很大关系，而建筑声学特性将直接影响电声系统，建筑声学如处理的不好，会影响场地使用功能，在建立电声系统中会

10、增加业主的重复投资费用。建声与电声共同构成厅堂的声学系统，前者主要控制混响时间和音质缺陷，后者则要确保厅内有足够的声压级和均匀的声场分布，以及在不同使用功能时所要求的声学效果。两者相辅相成，只有相互密切配合，才能以最低的投资获得最好的艺术和音质效果。随着科学技术的进步，特别是数字技术在音频领域中的广泛应用，使得声信号的记录与重放有了很大地改善。但扩声效果的好坏不仅与设备有关，还与声学环境和人耳的听觉特性有关，在同样设备的条件下后者显得更为重要。因此，在礼堂扩声系统的设计中，我们针对“声学环境与人耳的听觉特性”进行科学的论证与设计；以剧场实际建声条件为基础，紧密围绕“音质、方向感、响度与传声增益

11、、稳定性”四项要素相应的技术要求，融入最优化、最科学的设计理念，进行系统优化集成设计。5、剧院扩声系统设计剧院的扩声既要用于满足语言扩声也要用于满足音乐扩声。因此设计要求必须保证对音质、音效的高标准要求。在会议使用中保证声音清晰、纯正，层次分明，声压均匀，无干扰、失真、串音、啸叫等问题，使每一个代表、观众都可以听到稳定，纯正的声音。根据剧院的功能需求，我们对扩声系统进行了周密的设计。我们对扩声系统设计是在一定的建声条件上，再进行周密的电声设计，以达到清晰、自然的音响效果。前者主要解决一些声学缺陷，主要表现在最佳混响时间的确定和采取一定的措施来尽量地避免声聚集以及声染色等现象；而后者则为现场提供

12、足够和声压级以及均匀的声场，主要表现在音箱的布置和系统设备的选型上。扬声器系统的布局即声场布局是整个电声系统设计的关键。系统的布局和选用必须满足听音区域的响度、声场不均匀度和音质等各方面的要求，这样才会使整个场所具有良好的音色一致性和声音的均匀覆盖和丰满的低音扩展度。日常会议及报告会等扩声的要求需要体现出厅堂的响度、声场均匀度以及语言清晰度等指标；而对于节目演出的扩声要求时则还要表现出较大的动态效果、音乐的丰满度以及低频扩展度了，所以在电声系统设计时必须考虑到声音音色的可调性，以及设备的适应性。6、安全保障所有设备和电气控制器材、装置全都满足相应的国际安全标准和操作规程， 具有故障自动保护的功

13、能，以保证器材和电气控制系统对人身是安全的。所有电线、电缆为耐火型、阻燃型或低烟幕型的，减少事故的发生或避免发生事故时有害烟幕对人员的伤害。设备零部件之间的连接、设备与基础墙壁及其它土建构件的连接，均采用标准紧固件。紧固件的尺寸能满足符合与结构的需要，结构设计上避免紧固件承受偏心载荷。7、设计思路扩声系统最关键的地方是其电声换能部位，如话筒、扬声器系统；其次是功放和调音台。电扩声系统对声场的控制主要在于选择音箱的所有技术指标（如：频率响应、灵敏度、指向性、失真和功率等）和重放声的主观评价，鉴于这两大方面的因素，系统中设备的选型以满足SJ2112-82厅堂扩声系统设备互联的优选电气配接值为前提。

14、（1）针对场地的特殊性（层高，面积等特点），为确保语言及音乐扩声有很好的清晰度，选用带球顶高音的主扬声器，使声场更均匀，并配置一定数量的超低频扬声器，使音色更丰满。（2）周边器材诸如数字音频处理中心等，选用优质的工程器材，以保证系统器材之间的搭配。（3）扩声系统除应具备良好的可靠性、稳定性、高性价比，简洁明了便于操作，以及良好的系统性能指标外，主观音质评价、重放声的音色也应通过对器材的合理选择、巧妙搭配来达到一定的控制，使主观音色清晰、圆润、失真较低。以下提出建声设计技术要求及主要音质设计指标：（1）科学合理的平剖面体型，使厅内无回声、颤动回声及声聚集等声学缺陷；（2）合适的混响时间及其频率特

15、性，既保证足够的语言清晰度要求，又能再现优美音质，可充分兼顾其它使用功能；（3）厅内声场扩散良好，声场不均匀度满足一级标准和用户使用要求；（4）噪声控制设计得当，厅内本底噪声足够低，满足使用要求。根据以上的使用需求，扩声系统主要是进行最主要是进行语言人声信号的传输，并兼顾音乐和其它影音资料音频信号的重播，在设计时主要考虑扬声器的分布摆位以及声压均匀覆盖，系统的多种信号重叠和交流，做到重播各个音频信号清晰不混浊，保证相对足够的频率响应范围来达到真实还原各类音频信号。当我们在进行音响系统设计时，为了保证音响系统能够充分满足其所在场的使用要求，我们务必全面考虑以下所列几个影响（决定）音响品质的要素，

16、它们是之前提到的：（1）音色频率响应（Tonal Balance）（2）响度声场强度（Londness）（3）混响回音（Reverberance and Echoes）（4）语言清晰度（Speech Intelligibility）8、设计布局扬声器布局：扬声器的位置应符合现场的实际安装位置条件，并在建筑上是合理的； 扬声器的重量应符合吊挂点承载的要求； 扬声器的布置应避免声反馈和产生回声干扰，以提高传声增益； 扬声器的布置保证利用扬声器的指向特性来覆盖观众区，所有听众接收到均匀的声能； 来自扬声器的直达声和自然声源的声音方向大致相同、声像一致、空间感好；扬声器均匀覆盖观众区，无辐射死角。为了

17、保证XXAA科研实验楼学术报告厅音响系统具有一流的使用效果，扬声器系统的布局是整个电声系统设计的关键。为了保证XXAA科研实验楼学术报告厅音响系统满足业主的使用效果，我们结合XXAA科研实验楼学术报告厅的场地结构特点，在扬声器系统布局上遵循以下原则：1、有均匀的响度，减少“死区”；2、有稳定系统频率响应和优美的音色；3、尽量提高清晰度和可懂度；4、创造适当的“声场”，给音乐有舒适的声场空间，音响效果得到真实的表现。因此，我们基于技术理念，进行扬声器布局。本方案的音响布局方式使用中间扬声器组和左右声道扬声器组相结合的布局方式，形成三个独立的声道。我们将从可懂度、声像定位、系统优化三个方面来说明本音响布局的技术原理和优点。采用了独立的中间声道处理所有关键性的人声，