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搞音響工(gōng)程必備的一些“聲場”技(jì )能(néng)

2023-06-13


    聲場的重要性好比音箱的箱體(tǐ)。一個好的聲場會将音響設備的優點充分(fēn)發揮出來,賞析悅目;而一個不合理(lǐ)的聲場則會大大降低設備的表現水平,影響聽感。當然,由于受建築裝(zhuāng)飾水平以及用(yòng)戶對音響工(gōng)程了解程度的限制,許多(duō)工(gōng)程很(hěn)晚才與音響施工(gōng)單位聯系,以至于聲場的設計無法完整進行,所以導緻不少音響工(gōng)程缺乏聲場設計。
    一個基本的聲場設計包括:隔聲的處理(lǐ),現場噪音的降低,建築結構的要求,聲均勻度的實現,聲顫動、聚焦、反饋等問題的避免,室内計算等。下面分(fēn)類予以分(fēn)析。

    隔聲的處理(lǐ)
    為(wèi)了創造一個安(ān)靜的聲場,避免對周圍環境中(zhōng)的單位和居民(mín)造成影響,在聲場設計的開始,首先應該考慮隔聲的處理(lǐ),以便為(wèi)聲場提供一個好的先天條件,隔聲的處理(lǐ)涉及到建築與外界的隔聲、建築内各房間的隔聲。隔聲的部位包括:隔牆的隔聲、門窗的隔聲、頂部相通房間的天花(huā)頂隔聲等。
    對于與外界的隔聲,一般的建築結構都能(néng)達到基本的隔聲要求,但如果建築設計時完全沒有(yǒu)考慮音響工(gōng)程的需要時,就要進行隔聲情況的調查了,必要時應該向建築設計單位進行咨詢,向公(gōng)安(ān)機關了解當地的噪音限制情況等。通常不要将樓層的高處用(yòng)作(zuò)音響工(gōng)程對于房間之間的隔聲,如果由于牆壁太薄,就會給工(gōng)程帶來一定的難度,這時機以與裝(zhuāng)飾單位協商(shāng)在裝(zhuāng)飾時為(wèi)牆壁增加一層隔來解決中(zhōng)高頻的隔聲。
    低頻段的隔聲要想徹底解決就比較困難,因為(wèi)除了增大隔聲體(tǐ)的重量外,沒有(yǒu)其他(tā)更有(yǒu)效的辦(bàn)法。
    門窗是隔聲處理(lǐ)的薄弱環節,對于它們的隔聲可(kě)以向裝(zhuāng)飾單位建議提高門窗的制作(zuò)質(zhì)量,必要時采用(yòng)皮革包門和雙層玻璃窗,或者在門外增加隔離通道及窗戶上懸挂厚重的雙層窗簾等;
    對于頂部相通房間的天花(huā)頂隔聲也比較關鍵,尤其是在近年來興建的一些大型娛樂場所裏,其大廳的音響對周圍包間的影響很(hěn)大,其中(zhōng)一部分(fēn)幹擾就是從天花(huā)頂傳來的,這部分(fēn)的隔聲方案不能(néng)提出太晚,否則很(hěn)難實施,所以要求音響設計人員盡早向裝(zhuāng)飾單位提出問題,協調一個可(kě)行的方案。例如:在天花(huā)闆上面再覆蓋一層防火吸音棉或在天花(huā)頂上面一定距離再增加一層吊頂等。

    總之,工(gōng)程的隔聲處理(lǐ)意義重大,既得提高工(gōng)程的質(zhì)量又(yòu)利于用(yòng)戶的正常使用(yòng),同時應該注意慎重考慮隔聲處理(lǐ)是否必要,處理(lǐ)方法是否可(kě)行,否則會增加一些不必要的工(gōng)作(zuò)和開銷。
    現場噪音的降低
    對于現場的背景噪音許多(duō)人不術重視,而在有(yǒu)關标準中(zhōng)卻都提出相應的要求,如:一級歌廳應小(xiǎo)于35dB,一級迪廳應小(xiǎo)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(gōng)程質(zhì)量,要想有(yǒu)效地解決這個問題,前面提到的隔聲進行限制,例如:中(zhōng)央空調的風口噪音是否讓安(ān)裝(zhuāng)單位幫助解決;排風機的噪音、大小(xiǎo)、安(ān)裝(zhuāng)位置是否得當等等。
    建築結構的情況
    一般的音響是沒有(yǒu)能(néng)力讓建築結構完全按照自己的意圖設計的,但是對于工(gōng)程質(zhì)量要求嚴格、建築工(gōng)程屬于改建結構上進行處理(lǐ)的部分(fēn)情況,音響設計人員都有(yǒu)必要盡量提出相應的要求。這裏主要說說一些建築局部結構情況:
    首先必須征得建築單位對音響工(gōng)程中(zhōng)需要吊裝(zhuāng)設備的牆面或房頂的承重能(néng)力的認可(kě),尤其是燈棚的份量較大時,吊裝(zhuāng)就更為(wèi)重要;
    其次需要對已有(yǒu)建築中(zhōng)的房間結構,預埋管線(xiàn)位置,出口有(yǒu)較為(wèi)細緻的了解,以利于可(kě)能(néng)進行的穿插管、布線(xiàn)施工(gōng);
    再者就是對建築内部結構的薄弱環節進行了解,弄清什麽地主可(kě)以改動,什麽地方不行。
    聲均勻度的實現
    對聲均勻度的概念,一般都不是十分(fēn)清楚,工(gōng)程中(zhōng)也沒有(yǒu)過多(duō)的考慮,是不是就不重要了呢(ne)?不是,非常重要。
    舉個簡單的例子:你遇然去一個娛樂廳,發現現場各處聲音情況不同,有(yǒu)的地方音樂很(hěn)動聽,有(yǒu)的地方又(yòu)好象缺點什麽似的,聲音飄忽不定。這就是均勻度不好造成的影響。

    在有(yǒu)關标準中(zhōng),一般要求各點場壓級測試值偏差是小(xiǎo)于2dB。
    怎樣實現一個均勻的聲場呢(ne)?
    首先,建築結構中(zhōng)應該沒有(yǒu)明顯的缺陷。例如:房間中(zhōng)不能(néng)有(yǒu)太多(duō)的立柱,牆壁應避免有(yǒu)圈套的弧形,尤其是舞台一側的牆面不能(néng)有(yǒu)較大形結構;不能(néng)在擴聲範圍内出現較大的聲陰影區(qū)等,但是由于在建築結構施工(gōng)後期裝(zhuāng)飾完工(gōng)後無法進行大量的改動來滿足這些要求,所以在音響工(gōng)程中(zhōng)應該盡量利用(yòng)經驗,巧妙地安(ān)排擴聲區(qū),避開較大的缺陷結構,将它們帶來的影響降到低;
    其次,可(kě)以及時有(yǒu)效地向裝(zhuāng)飾單位提供一些簡單的提高聲擴散效果的方案。例如:所有(yǒu)的音樂廳都有(yǒu)很(hěn)好的聲擴散效果,原因是其内部采用(yòng)了大量各種形狀的聲擴散體(tǐ),而且這些結構可(kě)以通過一些簡單的裝(zhuāng)飾方法來完成,所以隻要方法得當應該可(kě)以達到較好的效果,當然要想對擴散體(tǐ)的形狀,位置、數量進行合理(lǐ)恰當的設計不是件容易的事,一般比較經濟可(kě)行的辦(bàn)法就是采用(yòng)牆體(tǐ)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,但它對廳堂的聲擴散能(néng)起到非常有(yǒu)效的作(zuò)用(yòng)。
    再者,合理(lǐ)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(zhōng)能(néng)采用(yòng)某些音箱廠商(shāng)提供的電(diàn)腦設計軟件進行聲場模拟就再好不過了,如果沒有(yǒu),就應該在實際調整,直到現場聲場為(wèi)止。
聲顫動、聚焦、反饋的避免
    對于聲顫動、聲聚焦、聲反饋帶來擴聲效果不佳的問題,一些人把全部原因歸咎于音響設備,這樣不太恰當,其實它們都應該屬于聲場的範疇。
    通常這些問題也不是時時都發生,所以在一般工(gōng)程中(zhōng)往往不能(néng)引起足夠的重視,即使是發生了這些問題,許多(duō)人也意識不到這是聲場的不合理(lǐ)造成的,或者就是知道是聲場院不合理(lǐ),也沒有(yǒu)辦(bàn)法解決。
    聲顫動,例如:音響系統工(gōng)作(zuò)一般都還正常,但偶爾突然在現場能(néng)聽到有(yǒu)節奏的象脈沖一樣的“撲撲”聲或“嗡嗡”的聲音,通常在中(zhōng)低頻段的某一地方易發生。在廳堂較大時這種聲音與直達聲相隔較長(cháng),讓人聽起來非常不舒服,這就屬于聲顫動。
    原因就是:聲音在廳堂内相對平行牆壁間來回反射,而牆面的反射性又(yòu)很(hěn)強,聲能(néng)很(hěn)難減弱,所以要求在裝(zhuāng)飾的時候就随時檢查廳内有(yǒu)沒有(yǒu)出現兩個反射性強的大面積平行面,有(yǒu)沒有(yǒu)出現太多(duō)的玻璃,不鏽鋼結構。這些在裝(zhuāng)飾單位看來很(hěn)平常的事情,都有(yǒu)可(kě)能(néng)導緻問題的發生。


    聲聚焦發生的弧形面放軒一些大件的裝(zhuāng)飾物(wù)品或懸挂幕布、窗簾等,以降低聲聚焦發生的可(kě)能(néng)性。
    聲反饋的前期預防比較困難,而且設計時也不能(néng)準确預見反饋發生的頻點,但聲反饋的防止對實際應用(yòng)又(yòu)比較重要,所以可(kě)以靠設計前期進行裝(zhuāng)飾材料的選用(yòng)時,分(fēn)析其在不同頻點的吸聲系數,并參照混響時間的計算來大緻判斷,為(wèi)施工(gōng)和調試提供必要的參考。
    當然要想徹底地解決以上多(duō)方面的問題,光靠後期的設備調試來完善,一般要在工(gōng)程完工(gōng)後,用(yòng)信号發生儀及頻譜儀對擴聲區(qū)域靛點進行檢測,利用(yòng)設備的反複調試來彌補聲場的不足。
    混響時間的計算
    混響時間是設計中(zhōng)能(néng)控制的量化指标。其重要性在于,如果設計得當,音響系統的表現非常出色,給人的感覺就是聲音飽滿圓潤,不拖沓,不幹擾。可(kě)以說,如果前面聲場設計的要求都能(néng)較好地得到滿足,混響時間又(yòu)能(néng)控制得好的話,就能(néng)使音響效果增色不少。計算之前首先必須選擇一個合理(lǐ)的混響時間目标值,對于該值的選取一般都根據廳堂的體(tǐ)積和用(yòng)途。
    在具(jù)體(tǐ)的取值上,多(duō)數設計從員偏向于将推薦的聲場混響時間再取得偏小(xiǎo)些,理(lǐ)由是:聲場混響時間長(cháng)了後無法調控,因此有(yǒu)人建議,讓廳堂自然聲越幹越好,希望在調試和使用(yòng)中(zhōng),在系統中(zhōng)加入人工(gōng)混響來達到混響的要求。
    同時,近年來室内裝(zhuāng)飾材料的日益更新(xīn),吸音系數較高的材料被廣泛應用(yòng),使得大量廳堂的混響時間普遍偏小(xiǎo),由此可(kě)以看出,這種設計原則的出發點和受客觀條件的影響都是不必懷疑的,但是要知道,聲場院中(zhōng)的混響聲指的是聲源産(chǎn)生的自然混響聲,它是靠襯托直達聲來顯示其特殊性的,是聲場中(zhōng)的重要特性。
  
  而在系統使用(yòng)時加入人工(gōng)混響,等于把信号中(zhōng)的直達聲也一道另入了混響,這時再由音箱播放出來的聲音裏,已經沒有(yǒu)了錄音師希望你聽到期的直達聲,盡管錄制節目時通常都會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系,而且違背了聲場混響是為(wèi)了使房間擁有(yǒu)恰當的“堂音”的目的。這點筆(bǐ)者認為(wèi)可(kě)以提出來,供工(gōng)程設計員們讨論。

簡要的混響時間計算公(gōng)式  

    一般的工(gōng)程可(kě)以在家500Hz或者說kHz處進行細緻的計算,各種材料的吸聲系數應該嚴格按照産(chǎn)品參數或建築材料手冊中(zhōng)提供的數據,否則計算結果有(yǒu)可(kě)能(néng)出入較大。混響時間的要求并不是一個具(jù)體(tǐ)的值,隻要不是懸殊太大就可(kě)以了,計算中(zhōng)還應該考慮觀衆多(duō)少對混響時間的影響。

各用(yòng)途廳堂的混響時間參考 

     聲場設計還應該考慮聲壓級的計算
    其目的不光是為(wèi)了給使用(yòng)者提供可(kě)行的工(gōng)程電(diàn)聲參數,以利于他(tā)們安(ān)全正确地使用(yòng)設備,創造一個健康衛生的聽音環境,同時還中(zhōng)為(wèi)了給音響工(gōng)程中(zhōng)的電(diàn)氣設計提供依據,為(wèi)設備的選型提供參考。
    在進行聲壓級計算前,必須選擇一個相應合适的環境其準聲壓級,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。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裏産(chǎn)生的響度感覺要低于同聲壓級的高頻聲音;要想各頻段的聲音在人耳裏産(chǎn)生的響度基本一緻,不出現某些頻段聽感的不足,就必須使聲壓達到足夠的聲壓級,這就是聲壓計算時基準聲壓選取的依據。
    用(yòng)以語言擴聲的工(gōng)程,由于語言信号主要集中(zhōng)在中(zhōng)頻段,這裏的等響應曲線(xiàn)度相關較小(xiǎo)所以基準聲壓級可(kě)以取70~80dB;
    用(yòng)于一般音樂重放的音響工(gōng)程,這個基準聲壓可(kě)以取85~90dB作(zuò)為(wèi)計算的依據;
    同時為(wèi)系統的擴聲留下12~18dB的峰值的餘量及1~3dB的環境噪音餘量。
    那麽,在平均的聽音距離上,設計的額定擴聲聲壓級應該是:P額=(85~90)dB+(1~3)dB
    然後,根據廳堂的實際擴聲範圍确定平均的聽音距離L,額定的聲壓級就應該是在此位置的實際聲壓級,然後依此可(kě)以通過計算得出音箱的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的關系,則音箱在1m處需要提供的聲壓級為(wèi):P=P額+6LogL
至此,聲揚的設計便基本結束,其後的工(gōng)作(zuò)就是與建築裝(zhuāng)飾單位密切配合将設計要求付諸實際。