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視聽工程建筑聲學設計

文章出處：技術資訊網責任編輯admin 閱讀量：發表時間：2021-03-16 11:01

建聲、電聲、演出燈光、舞臺機械是視聽工程的重要組成部分，是集現代化技術、表演藝術與一身的綜合科學技術系統工程。節目演出效果很大程度上取決于建聲、電聲、燈光、舞臺機械的設計和應用水平。設備配置及應用能力對演出效果起著重要的作用。為了滿足各種節目內容信息量大、劇情復雜、表演內容和表現力要求藝術性和技術性的完善和統一等特點，視聽工程、必須具備建聲、電聲、舞臺設備、燈光、顯示屏等音視頻系統并且形成完整、合理、獨立的技術系統。
視聽工程設計包含：體育館、劇場、音樂廳、電影院、演播廳、直播室、語錄室等聲裝設計，燈光、音響、舞臺機械設計，場館容積不一樣、功能不一樣，燈光、音響、舞臺機械設備布置不一樣，聲學指標也不一樣。
萬物皆有理，物有理即物理，建筑聲學屬建筑物理。
聲音的質量是由建聲的聲學環境和電聲系統共同決定的，使用功能不同，建聲與電聲之間關系也不盡相同，根據功能不同將視聽工程分成六大類：體育館、劇院、音樂廳、廣電工程、還有會議多功能廳、電影院等。
1體育館
主要用于體育比賽、大型文藝演出、大型會議等。燈光設計：比賽燈光、觀眾場燈、應急照明、演出燈光。聲源以電聲為主，建聲服務于電聲，空間比較大，從幾萬平方米到幾十萬平方米，混響時間差異比較大。舞臺機械設計：燈光吊桿、旗桿、標語桿、話筒桿、音箱桿、投資較大的設計有活動看臺、伸縮座椅、升降舞臺、旋轉舞臺等。

2 劇院
主要用于各種形式的文藝演出，燈光以演出燈光為主，設計面光、耳光、柱光、側光、頂光、流動光、普通照明、應急照明、檢修照明。聲源以自然聲和電聲相容，建聲和電聲并重，對聲學要求因場館空間不同、劇情不同、功能不同而要求不同，有的偏重自然聲，有的自然聲與電聲相容，有的全靠電聲，基本上沒有自然聲演出。舞臺機械使用頻繁的主要是臺上設備，臺下設備升降、伸縮、車、轉臺等使用很少，沒有劇團的省級以下劇場最好不設計臺下設備。

3 音樂廳
以自然聲、音樂演出為主，設計以建聲為主，電聲服從建聲，而且建筑本身也要服從建聲，音樂廳建筑對建聲要求較高，燈光較少，活動反射板上空設計燈光。根據廳堂容積、廳堂空間適當設計面光、耳光、柱光、側光。

4 廣播電視工程聲學設計
廣播電視是發展政治、經濟、文化、教育十分重要的有效工具和得力手段。是人民生活不可缺少的精神食糧，聽廣播、看電視占人民生活10—20%的時間。廣電設施主要由廣電中心和廣電發射臺兩個部分組成，廣電中心是制作并播送電視節目的工程，主要由演播室、錄音室和一系列技術輔助房間組成。以及從事編輯、行政管理人員工作用房。
廣電工程建筑特點：建筑、結構、供電、照明、空調、給排水、消防及建筑聲學、演播室燈光、舞臺設備等各種技術的總集成，既要滿足相關規范標準，還必須有足夠的安全度。有些房間還必須具備不間斷電源，以保證各種設備的工作運行可靠和節目播出的可靠。演播室必須設置特殊照明系統以保證演播室的照度、圖像質量和燈光效果。為了保證廣電設備和演員、工作人員能在正常的環境下工作，應設置空調系統，空調系統在提供新鮮空氣、調節溫度、濕度的同時還必須充分考慮其設備振動和噪聲的控制。為了使錄音室、演播室和部分技術用房不受噪聲干擾，噪聲不超標，不影響節目的聲音質量，必須采用特殊的建筑和裝飾結構以保證音質和藝術效果。

4.1廣播中心必需聲學裝修的功能用房
1）廣播配音室：主要功能是滿足廣播工藝和聲學要求進行節目錄制配音的專用房間，可分為新聞報道配音用房，廣播劇配音用房，音樂劇配音用房。

2) 語錄室：進行新聞、評論、講話、解說、曲藝、小說朗誦，廣播劇、配音等。

3）錄音控制室：進行調音、錄音的房間。
4）聲閘：為了隔聲，在錄音室的進口處設置的消聲室。
5）審聽室：審聽音樂，錄音節目音質的房間。
6）直播室：可對聽眾直接播音的房間。
7）播控室：直播室、演播室、錄音室的節目信號在此經調音和切換后送給總控制室或發射臺。

8）總控室：輸入、輸出節目信號的集中切換、調度、放大、監聽、監視、監測的房間。
9）傳送接收室:將總控室傳送來的節目信號錄音或播放。
10）公共設備室：裝置接收機，報時設備，電纜終端設備等節目播出控制系統的房間。
4.2電視必需聲學裝修設計的主要功能用房

1）演播室：錄制或直播電視節目的房間，分為歌舞、電視劇、教育、新聞、綜藝、訪談和串編等。
2）插播室：在節目中插入解說的房間。
3）導控室：進行調像、調音、信道切換，指揮音、光、像實時操作的房間。
4）燈控室：布置調光設備，操作控制演播室燈光的房間。
5）硅箱房：安裝硅箱的房間。
6）編輯室：將錄下的節目素材進行編輯加工的房間。
7）配音編輯室：將已剪輯好并已作了特技處理，加字幕的圖像節目通過配音室進行配音，完成聲像俱備的電視節目的房間。
8）審看室：審看電視節目的房間。
9）播出機房：將錄像重放或幾個演播室送來的節目在此切換后送給總控室或直接傳給發射臺。
10）總控室：幾個播出機房送來的節目在此切換，調度，放大并進行信號處理后輸送給發射臺，同時接收外地送來的電視節目。
11）傳送接收室：錄下經總控室傳送來的節目。將內部節目通過總控室傳送給外地。
12）微波機房：將音、視頻信號通過微波傳給發射臺發送給外地，也可接收外地傳送來的音、視頻信號，轉送給總控室或播出機房。
廣播電視工程聲學設計包括建聲、電聲、隔聲、噪聲控制，精裝全過程設計直至聲學調試、主觀音質評價及暖通、消防、水電、燈光、舞臺機械等設備的聯合調試、檢測、評估、整改。
聲學的音質效果起重大作用的三個階段：①土建設計和施工。②裝修設計和施工。③聲裝及各種設備施工中間測試、評估、調整。每個階段都有側重點，三個階段環環相扣，并與其他專業相配合才能達到目的。廣電工程設計包括土建方案初步設計、擴初設計、技術設計和施工圖等三道程序。當工程設計中標后，中標的實施方案經修改和深化設計后由業主選定承接工程設計和聲學設計的單位。
在進行建筑聲學設計時，聲學參量計算和測量是十分重要的，目的是保證廳堂空間有滿足使用要求的聲學環境，建筑材料的合理使用是關鍵。
錄音室設計：一般采用矩形，長、寬、高比例可采用3:2:1或5:3:2。長、寬、高三個尺寸不要太近，也不要呈細長形，更不能設計圓拱形頂和凹墻面以免產生聲學缺陷。為了室內噪聲不超標，墻、地、頂面必須有足夠的隔聲、隔振能力，有時要做房中房，即浮筑結構，內外房之間沒有鋼性連接。錄音室的進出口必須作二道隔聲門，二道門之間作進深不小于2m的聲閘，所有觀察窗必須是隔聲的。
技術用房為了敷設電纜，局部地面下作深度不小于10cm的線槽，沿地面下和墻上暗裝線管，線路較多的機房、播控室等做活動地板。所有線槽和活動地板在裝好后均應與室內以至走廊地平一致，既便于人員行走，也便于儀器小車推動。
音樂錄音室要求混響時間長些，混響時間1-1.2/s以上，多聲道錄音室混響時間短些，混響時間0.3-4/s左右，以利各聲部之間的聲隔離，減少串音，便于后期加工。為減少串音，可設置若干個隔聲小室，一般設3-5個。面積 10-30㎡,可根據不同節目和配置樂器使用，把音量大的，音量小的和對音質要求較活躍的樂器分別布置在不同的小室里。音樂錄音室主要用于立體聲節目的錄音，其控制室的體型是對稱的，設備布置是對稱的，室內聲學裝修對稱的，以得到對稱的聽音條件。
音樂節目審聽室和作加工合成的音樂節目復制室的要求與控制室相同。作適當的聲學處理。
4.3廣播劇錄音室由4個配套房間組成
1)模擬在普通房間對話的聲音環境稱為對白錄音室。
2）模擬在曠野場所對話的聲環境,即強吸聲室，混響時間0.2-0.3/s。
3）室內設各種地面,多種樓梯、門窗，模擬各種聲音效果的道具，稱為效果錄音室，混響時間0.4-0.6/s。
4）控制室與上述三個房間各設隔聲觀察窗。
錄音室墻面和頂面裝修應避免用凹形面和較大面積平行反射面。可在室內設置一些擴散體，避免產生聲聚焦，不良反射聲，顫動回聲，嗡聲等聲學缺陷，以得到擴散分布均勻的聲場。裝修材料選擇除達到聲學指標外，還必須防潮、防霉、防火、防蟲、防蛀。錄音室要求光線柔和，色彩協調，給人以清新明快感。錄音室地面可在實木地板上鋪地毯或水泥地上做PVC地板，以減輕噪音和改善音質特性。
空調系統應做好隔振、隔聲。所有暖通、消防、水電管道要做好消聲和隔聲、隔振處理。暖通空調設計預留足夠的通流截面，控制風管、閥門、末端風口、消聲器內的氣流再生噪聲。合理控制流速可有效降低噪聲。通常直管氣流噪聲與流速的5次方成正比、流速大一倍，氣流噪聲增大15Db。閥門、消聲器氣流噪聲與流速6次方成正比，流速增大一倍，噪聲增加18Db。單機風量不宜超過35000m³/h。需風量較大時，宜采用多機分設的子系統。
風機布置角度，旋向應與管路的走向相協調一致。通風機進出口管道不應急轉彎，應采用較大的曲率半徑。以避免局部渦流噪聲和顫振。
風機、空調機組噪聲往往與實際不符，應到廠家實測,發現噪聲超標現象，應向廠家提出，對產品改造建議書，確保產品噪聲合格。
給排水系統、消防系統、發電機房、電梯間等綜合性建筑噪聲控制設計，空間類型多，不同學科，不同專業交錯相容，密切配合要求聲學工程師、建筑師、暖通空調工程師、業主、裝飾裝修設計師及施工單位、設備廠商等專業人員相互配合，才能將噪聲振動控制工作做好。
冷凍機房、鍋爐房、空調機房、發電機房必須做好設備的隔聲、隔振處理。環境噪聲如超標會很麻煩，為降低噪音，各房間應做好減噪隔聲處理。
演播室設計：演播室長、寬比例一般3:2至4:3，高度為天幕高度加風管所占空間高度加檢修高度2.2m左右。一般1000㎡以上高度18m以上，混響時間1-1.2/s。600㎡以上高度15m以上，混響時間0.7-0.8/s。200㎡以上高度11m以上，混響時間0.5-0.6/s。小型演播廳高度5.8m以上，混響時間0.4-0.5/s。
演播廳隔聲、隔振要求比錄音室簡單，可不做聲閘，一般不做雙層隔聲墻或浮筑隔聲套。
演播室天幕或大屏、背景墻面積較大，燈光、道具、布景設施較多，在聲學上要求消除不良反射聲和聲缺陷，并建立較短的混響時間。抑制突出的反射聲、控制聲學缺陷。
演播室地面要求水平，避免移動攝像機時畫面跳動，一般用自流平貼PVC。
4.4演播室、錄音室、配音室設計程序
1）確定滿足功能要求的容積，形狀和尺寸。
2）設定混響時間，頻率特性。
3）抑制聲缺陷，如回聲、顫動回聲、低頻嗡聲、聲聚焦等
4）計算出房間所需吸聲量。
5）裝飾布置（分配吸聲量，選擇合適的吸聲材料構造）。
6）施工中途封面層板前測試，調整吸聲材料。
7）基本完工自測。
8）建聲、電聲、暖通、消防、水電聯調，聯測、整改。
各種材料設計值與實測值有偏差，各批材料性能上有差異，施工上有差異，因此施工中途測量是必須的，若完工后再測量會引起大量返工。因此，設計人員應與施工方共同商定測量計劃，按照測量結果適時調整。
吸聲材料選擇，首先要滿足吸聲性能要求，并要滿足防火、環保、防蟲、防潮、防霉、防蛀等條件。
吸聲材料是同一種材料厚度加厚吸聲量加大，容重越大吸聲系數越大。
吸聲材料背后的空隙越大，吸聲量越大。
穿孔板吸聲特性取決于板厚，孔徑、孔距、背后吸聲材料容重和厚度以及空腔厚度。按照使用要求設計使用相適應的吸聲特性材料并在實際施工時適時測試、調整，以確保達到設計要求。
觀眾廳吊頂及墻面的反射聲，直達聲的傳播，決定了聲場時間和空間的分布狀況，因此觀眾廳的形體和表面的聲學性質決定了室內的音質。
房間布局、聲學指標的控制、聲裝材料的選擇、裝飾造型布局有利于音質內部形態，加強早期反射聲與后期反射聲之間的平衡，而獲得良好的音質聲場，控制反射聲到墻體的波形，觀眾廳尺度、形式、材料的選擇、造型的設計布局，按照聲傳播的特性進行選擇，散射對音質效果有重要作用，合理聲壓級（合適的響度）語言平均值70-75dB，音樂平均值為80-85dB.
利用擴聲可以增加直達聲的聲壓級，也可以模擬建聲的近次反射，近次反射增加“親切感”，聲音的重放的還原度高，逼真、自然，以及良好的聲像定位（聲像的一致性）是音響效果最佳狀態，并不是簡單追求聲音大，“刺激”并非是好的聲音，也不是廳堂所需要的音響效果。建筑聲學是一門嚴謹的科學，源與物理聲學，又與材料學、建筑學、心理學、美術學、演藝學等二十多個學科相交融。也是一門技術，利用聲學原理，改造環境，解決聲學問題。包括音質設計、吸聲材料、隔聲材料制造布置、聲學測量等。
廣電工程中演播室、錄音室和技術用房是重要的關鍵用房，它的好壞直接影響著廣電中心的效益的發揮和制作節目質量的高低，這些房間聲、光、電必須滿足設計要求，達到規范標準，在施工中遇有疑難問題應及時與設計方聯系，商量解決辦法。聲學設計包含隔聲、隔振設計，音質設計，管道、消防隔聲、隔振設計。隔聲隔振的性能直接影響錄音工作，監聽工作，錄制節目的質量。隔聲、隔振措施和構造多處于建筑基礎，墻壁和樓板之間等隱蔽的部位，一旦發生了質量問題，很難檢查，很難補救，故在設計時應予以重視，不可疏忽、遺漏，施工中也應十分注意，避免發生質量事故。
聲學設計是和裝修設計同步進行的，不但要求有良好的室內音質，還必須有美好的視覺效果。
人無完人，未來在于自我完善，不斷學習，日積月累，揚長避短，專心致志，鉆研學術，探索技術。音質設計需要受過專業教育、嚴格訓練，有豐富經驗的聲學專家承擔，高水平的建筑師與高水平的聲學專家密切合作，才有可能設計出高水平的聲學環境良好的視聽工程。
任何項目想要做好，必備條件是合適的項目、優秀的設計團隊、可以溝通并尊重工程規則的甲方、有經驗并負責任的施工方。經過大家艱辛努力和共同打拼，才能將設計理想圖紙變成理想的、符合規范的建筑。

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