【技術(shù)分享】專(zhuān)業(yè)音響工程中不可忽視的“聲場(chǎng)設計”!!

　　都知道音箱中喇叭單元和箱體的關(guān)系，有人將有名的原廠(chǎng)喇叭單元包括分頻器買(mǎi)回來(lái)，很難做出一只好聽(tīng)的音箱，主要原因就是箱體的聲學(xué)結構問(wèn)題沒(méi)有解決好。專(zhuān)業(yè)音響工程中聲場(chǎng)的設計就好比制作音箱時(shí)設計箱體那樣重要，一個(gè)好的聲場(chǎng)設計就好比制作音箱時(shí)設計箱體那樣重要，一個(gè)好的聲場(chǎng)會(huì )將音響設備的優(yōu)點(diǎn)充分發(fā)揮出來(lái)，讓人聽(tīng)起來(lái)非常舒服，而一個(gè)不合理的聲場(chǎng)不僅不會(huì )給人以美妙的音響感受，還會(huì )使設備的表現水平降低。

　　當然，由于受建筑裝飾水平以及用戶(hù)對音響工程了解程度的限制，聲場(chǎng)的設計無(wú)法完整進(jìn)行，而聲場(chǎng)設計又必須依靠建筑裝飾來(lái)實(shí)現，所以導致大量的音響工程是缺乏聲場(chǎng)設計的，也只有音響設計施工單位充分認識到聲場(chǎng)設計的重要性，才可能讓用戶(hù)認識到它的重要性。

　　一個(gè)基本的聲場(chǎng)設計包括隔聲的處理，現場(chǎng)噪音的降低，建筑結構的要求，聲均勻度的實(shí)現聲顫動(dòng)，聚焦，反饋等問(wèn)題的避免，室內計算等等，下面分類(lèi)予以分析。

　　隔聲的處理

　　為了創(chuàng )造一個(gè)安靜的聲場(chǎng)，避免對周?chē)h(huán)境中的單位和居民造成影響，在聲場(chǎng)設計的開(kāi)始，首先應該考慮隔聲的處理，以便為聲場(chǎng)提供一個(gè)好的先天條件，隔聲的處理涉及到建筑與外界的隔聲、建筑內各房間的隔聲;隔聲的部位包括：隔墻的隔聲、門(mén)窗的隔聲、頂部相通房間的天花頂隔聲等。

　　對于與外界的隔聲，一般的建筑結構都能達到基本的隔聲要求，但如果建筑設計時(shí)完全沒(méi)有考慮音響工程的需要時(shí)，就要進(jìn)行隔聲情況的調查了，必要時(shí)應該向建筑設計單位進(jìn)行咨詢(xún)，向公安機關(guān)了解當地的噪音限制情況等。

　　通常不要將樓層的高處用作音響工程對于房間之間的隔聲，如果由于墻壁太薄，就會(huì )給工程帶來(lái)一定的難度，這時(shí)與裝飾單位協(xié)商在裝飾時(shí)為墻壁增加一層隔來(lái)解決中高頻的隔聲。

　　低頻段的隔聲要想徹底解決就比較困難，因為除了增大隔聲體的重量外，沒(méi)有其他更有效的辦法，門(mén)窗是隔聲處理的薄弱環(huán)節，對于它們的隔聲可以向裝飾單位建議提高門(mén)窗的制作質(zhì)量，必要時(shí)采用皮革包門(mén)和雙層玻璃窗，或者在門(mén)外增加隔離通道及窗戶(hù)上懸掛厚重的雙層窗簾等等，對于頂部相通房間的天花頂隔聲也比較關(guān)鍵。

　　尤其是在近年來(lái)興建的一些大型娛樂(lè )場(chǎng)所里，其大廳的音響對周?chē)g的影響很大，其中一部分干擾就是從天花頂傳來(lái)的，這部分的隔聲方案不能提出太晚，否則很難實(shí)施，所以要求音響設計人員盡早向裝飾單位提出問(wèn)題，協(xié)調一個(gè)可行的方案。

　　例如：在天花板上面再覆蓋一層防火吸音棉或在天花頂上面一定距離再增加一層吊頂等等，總之，工程的隔聲處理意義重大，既得提高工程的質(zhì)量又利于用戶(hù)的正常使用，同時(shí)應該注意慎重考慮隔聲處理是否必要，處理方法是否可行，否則會(huì )增加一些不必要的工作和開(kāi)銷(xiāo)。

　　現場(chǎng)噪音的降低

　　對于現場(chǎng)的背景噪音許多人不為重視，而在國家有關(guān)標準中卻都提出相應的要求，如：一級歌廳應小于35dB，一級迪廳應小于40dB級。

　　原因就在于：背景噪音的增大相應就降低了擴聲系統的信噪比影響了工程質(zhì)量，要想有效地解決這個(gè)問(wèn)題，就是對前面提到的隔聲進(jìn)行限制。例如：中央空調的風(fēng)口噪音是否讓安裝單位幫助解決;排風(fēng)機的噪音、大小、安裝位置是否得當等等。

　　建筑結構的情況

　　應該說(shuō)一般的音響是沒(méi)有能力讓建筑結構完全按照自己的意圖設計的，但是對于工程質(zhì)量要求嚴格、建筑工程屬于改建結構上進(jìn)行處理的部分情況，音響設計人員都有必要盡量提出相應的要求，其中結構部分的長(cháng)、寬、高的最佳比例，墻體的形狀，控制室的位置設置，在前面的總體規劃中已經(jīng)有所提及，這里主要說(shuō)說(shuō)與工程安裝有關(guān)的一些建筑局部結構情況。

　　首先必須征得建筑單位對音響工程中需要吊裝設備的墻面或房頂的承重能力的認可，尤其是燈棚的份量較大時(shí)，吊裝安全性就更為重要;其次需要對已有建筑中的房間結構，預埋管線(xiàn)位置，出口有較為細致的了解，以利于可能進(jìn)行的穿插管、布線(xiàn)施工，再者就是對建筑內部結構的薄弱環(huán)節進(jìn)行了解，弄清什么地方可以改動(dòng)，什么地方不行。

　　聲均勻度的實(shí)現

　　對聲均勻度的概念，一般都不是十分清楚，工程中也沒(méi)有過(guò)多的考慮，是不是就不重要了呢?不是，不光重要，還非常重要。

　　舉個(gè)例子：你遇然去一個(gè)娛樂(lè )廳，發(fā)現現場(chǎng)各處聲音情況不同,有的地方音樂(lè )很動(dòng)聽(tīng)，有的地方又好象缺點(diǎn)什么似的，聲音飄忽不定;又比如：前面舞臺區音量很大，而后面的觀(guān)眾卻說(shuō)聲音小(當然有些娛樂(lè )廳是專(zhuān)門(mén)設計后區讓觀(guān)眾輕松的)這些現象的發(fā)生都是均勻度不好造成的影響，在國家有關(guān)標準中，它是以聲場(chǎng)不均勻度的概念來(lái)表術(shù)的，一般要求各點(diǎn)場(chǎng)壓級測試值偏差小于是2dB，怎樣實(shí)現一個(gè)均勻的聲場(chǎng)呢?

　　首先建筑結構中應該沒(méi)有明顯的缺陷，例如：房間中不能有太多的立柱，墻壁應避免有圈套的弧形，尤其是舞臺一側的墻面不能有較大形結構;不能在擴聲范圍內出現較大的聲陰影區等，但是由于在建筑結構施工后期裝飾完工后無(wú)法進(jìn)行大量的改動(dòng)來(lái)滿(mǎn)足這些要求，所以在音響工程中應該盡量利用經(jīng)驗，巧妙地安排擴聲區，避開(kāi)較大的缺陷結構，將它們帶來(lái)的影響降到最低;

　　其次可以及時(shí)有效地向裝飾單位提供一些簡(jiǎn)單的提高聲擴散效果的方案，例如：所有的音樂(lè )廳都有很好的聲擴散效果，原因是其內部采用了大量各種形狀的聲擴散體，而且這些結構可以通過(guò)一些簡(jiǎn)單的裝飾方法來(lái)完成，所以只要方法得當應該可以達到較好的效果，當然要想對擴散體的形狀，位置、數量進(jìn)行合理恰當的設計不是件容易的事，一般比較經(jīng)濟可行的辦法就是采用墻體水泥拉毛的方法，雖然這種方法顯得比較陳舊而且不太美觀(guān)，但它對廳堂的聲擴散能起到非常有效的作用;

　　再者就是，合理地布置音響系統，尤其是音箱的擺位一定要嚴格要求，假如在設計中能采用某些音箱廠(chǎng)商提供的電腦設計軟件進(jìn)行聲場(chǎng)模擬就再好不過(guò)了，如果沒(méi)有，就應該在實(shí)際調整，直到現場(chǎng)聲場(chǎng)最佳為止。

　　聲顫動(dòng)、聚焦、反饋的避免

　　對于聲顫動(dòng)、聲聚焦、聲反饋帶來(lái)擴聲效果不佳的問(wèn)題，一些人就只能籠統說(shuō)音響效果不好，全部歸為設備的原因，這樣不太恰當，其實(shí)它們都應該屬于聲場(chǎng)的范疇，通常這些問(wèn)題也不是時(shí)時(shí)都發(fā)生，所以在一般工程中往往不能引起足夠的重視，即使是發(fā)生了這些問(wèn)題，許多人也意識不到這是聲場(chǎng)的不合理造成的，或者就是知道是聲場(chǎng)不合理，也沒(méi)有辦法解決。

　　以上現象，音響系統工作一般都還正常，但偶爾突然在現場(chǎng)能聽(tīng)到有節奏的象脈沖一樣的“撲撲”聲或“嗡嗡”的聲音，通常在中低頻段的某一地方最易發(fā)生，在廳堂較大時(shí)這種聲音與直達聲相隔較長(cháng)，讓人聽(tīng)起來(lái)非常不舒服這就屬于聲顫動(dòng)。

　　原因是：聲音在廳堂內相對平行墻壁間來(lái)回反射，而墻面的反射性又很強，聲能很難減弱，所以要求在裝飾的時(shí)候就隨時(shí)檢查廳內有沒(méi)有出現兩個(gè)反射性強的大面積平行面，有沒(méi)有出現太多的玻璃，不銹鋼結構，因為這些在裝飾單位看來(lái)很平常的事情，都有可能導致問(wèn)題的發(fā)生;聲聚焦發(fā)生的弧形面放一些大件的裝飾物品或懸掛幕布、窗簾等，以降低聲聚焦發(fā)生的可能性;聲反饋的前期預防比較困難，而且設計時(shí)也不能準確預見(jiàn)反饋發(fā)生的頻點(diǎn)，但聲反饋的防止對實(shí)際應用又比較重要。

　　所以可以靠設計前期進(jìn)行裝飾材料的選用時(shí)，就分析其在不同頻點(diǎn)的吸聲系數，并參照混響時(shí)間的計算來(lái)大致判斷，為施工和調試提供必要的參考，當然要想徹底地解決以上多方面的問(wèn)題，光靠后期的設備調試來(lái)完善，一般要在工程完工后，用信號發(fā)生儀及頻譜儀對擴聲區域靛點(diǎn)進(jìn)行檢測，利用設備的反復調試來(lái)彌補聲場(chǎng)的不足。

　　聲混響時(shí)間的計算

　　同時(shí)，近年來(lái)室內裝飾材料的日益更新，吸音系數較高的材料被廣泛應用，使得大量廳堂的混響時(shí)間普遍偏小，由此可以看出，這種設計原則的出發(fā)點(diǎn)和受客觀(guān)條件的影響都是不必懷疑的，但是要知道，聲場(chǎng)院中的混響聲指的是聲源產(chǎn)生的自然混響聲，它是靠襯托直達聲來(lái)顯示其特殊性的，是聲場(chǎng)中的重要特性而在系統使用時(shí)加入人工混響，等于把信號中的直達聲也一道加入了混響，這時(shí)再由音箱播放出來(lái)的聲音里，已經(jīng)沒(méi)有了錄音師希望你聽(tīng)到的直達聲，盡管錄制節目時(shí)通常都會(huì )加入不同程度的混響，等于破壞了節目源(聲源)，所以這種方法不僅打亂直達聲和混響聲之間良好的襯托關(guān)系，而且違背了聲場(chǎng)混響是為了使房間擁有恰當的“堂音”的目的，這點(diǎn)筆者認為可以提出來(lái)，供工程設計售貨員們進(jìn)行一番討論。

　　簡(jiǎn)要的混響時(shí)間計算公式如下：

　　一般的工程可以在家500Hz或者說(shuō)kHz處進(jìn)行細致的計算，各種材料的吸聲系數應該嚴格按照產(chǎn)品參數或建筑材料手冊中提供的數據，否則計算結果有可能出入較大，當然對于與推薦值近的計算結果，設計人員不必要過(guò)多地去要求裝飾單位改進(jìn)，因為混響時(shí)間的要求并不是一個(gè)具體的絕對值，只要不是懸殊太大就可以了，計算中還應該考慮觀(guān)眾多少對混響時(shí)間的影響。

　　聲壓級的計算

　　其目的不光是為了給使用者提供可行的工程電聲參數，以利于他們安全正確地使用設備，創(chuàng )造一個(gè)健康衛生的聽(tīng)音環(huán)境，同時(shí)還中為了給音響工程中的電氣設計提供依據，為設備的選型提供參考。

　　在進(jìn)行聲壓級計算前，必須選擇一個(gè)相應合適的環(huán)境基準聲壓級，而基準聲壓級的選擇就必須了解正常人耳的等響曲線(xiàn)，即弗萊切——芒森曲線(xiàn)。該曲線(xiàn)反映了人耳對不同頻率、不同聲壓的聽(tīng)感響度反應，曲線(xiàn)上的數字表示相應頻率和聲壓下的響度值，單位是：Phono。

　　人耳對相同聲壓不同頻率的聲音的反應是不一樣的，同樣聲壓級的低頻聲音在人耳里產(chǎn)生的響度感覺(jué)要低于同聲壓級的高頻聲音;要想各頻段的聲音在人耳里產(chǎn)生的響度基本一致，不出現某些頻段聽(tīng)感的不足，就必須使聲壓達到足夠的聲壓級，這就是聲壓計算時(shí)基準聲壓選取的依據。

　　用以語(yǔ)言擴聲的工程，由于語(yǔ)言信號主要集中在中頻段，這里的等響應曲線(xiàn)度相關(guān)較小所以基準聲壓級可以取70~80dB;用于一般音樂(lè )重放的音響工程，這個(gè)基準聲壓可以取85~90dB作為計算的依據;同時(shí)為系統的擴聲留下12~18dB的峰值的余量及1~3dB的環(huán)境噪音余量，那么在平均的聽(tīng)音距離上，設計的額定擴聲聲壓級應該是：P額=(85~90)dB+(1~3)dB然后需要根據廳堂的實(shí)際擴聲范圍確定平均的聽(tīng)音距離L，額定的聲壓級就應該是在此位置的實(shí)際聲壓級。

　　依此可以通過(guò)計算得出音箱的1m位置聲壓級P：

　　根據前面提及的：距離變化一倍，聲壓相應變化6dB的關(guān)系，則音箱在1m處需要提供的聲壓級為：P=P額+6LogL至此聲揚的設計便基本結束，其后的工作就是與建筑裝飾單位密切配合將設計要求付諸實(shí)際。

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