扩声系统概念

1z7ow11 · 发表于 2006-8-1 11:38:00

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28.4.1扩声系统概念
1.扩声系统的确立
建筑物内的扩声系统应根据建筑物的使用功能、扩建规划、建筑和建筑声学设计等因素确定。扩声系统的设计应与建筑设计、建筑声学设计同期进行，并应与其他有关专业密切配合。
除专用音乐厅、剧院、会议厅外，其他视听场所的扩声系统宜按多功能要求设置。专用的大型舞厅、娱乐厅应根据建筑声学的设计条件，设置相应的固定扩声系统。如建筑声学条件合适，在发音者距听者大于10m的会议场所设语言扩声系统。
2.扩声系统的技术指标
扩声系统的技术指标分级应根据建筑物用途类别、质量标准、服务对象等因素确定。根据使用要求，视听场所的扩声系统一般分为：语言扩声系统；音乐扩声系统；语言和音乐兼用的扩声系统。
28.4.2扩声系统设计
建筑物内扩声系统应根据设计任务书、建筑声学设计资料、使用功能要求等因素进行设计。
1.室内、外扩声设计的声场计算
室内声场计算采用声能度叠加法，计算时考虑直达声和混响声的叠加，尽量增大50ms以前的声能密度，减弱声反馈，提高清晰度。有条件时采用电脑作辅助计算。室外扩声应以直达声为主，尽量控制在50ms以后出现的反射声。
扩音室的用电量，通常按照设备功率的两倍计算。
2.功放设备的单元划分应满足负荷分组的要求。平均声压及所对应功率的储备量，在语言扩声时一般为5倍以上；音乐扩声时为10倍以上。扩声用功放设备应设置备用单元，其数量按重要程度确定。
3.扩声系统中的传声器的选用
扩声系统中的扬声器的选用应根据声场要求及扬声器布置方式合理选用扬声器或扬声器系统。设置扩声系统的场所，宜同时设置无线联络设备。
(1)选用有利于抑制声反馈的传声器。
(2)应根据扩声类别的实际情况合理现在传声器的类别，满足语言或音乐扩声的要求。
(3)传声器的电缆线路超过10m时，应选用平衡、低阻抗型传声器。
(4)扩声系统的前端设备(包括前级增音机、调音控制台、传译控制台等)，应满足话路、线路输入、输出的数量要求，并要求具有转送信号的功能。
4.扩声控制室
扩声控制室的网状应能通过观察窗直接观察到舞台活动区和大部分观众席，宜设在下列位置：剧院类建筑，宜设在观众厅后部。体育场、馆类建筑宜设主席台侧。会议厅、报告厅类建筑设在厅的后部。若采用电视监控系统时，均不受此限制。
扩声控制室不应与电气设备机房(包括灯光控制室)，特别是设有可控硅设备的机房毗邻或上下层重叠设置。扩声控制室内的设备布置控制台宜与观察窗垂直布置。功放设备较少时，宜布置在控制台操作人员能直接监视到的部位，功放设备较多时，应设置功放设备室，并将有关信号送到控制台或其他便于监视的部位。
5.电源与接地
体育场(馆)、剧院、厅堂等重要公共活动场所的扩声系统，应从变配电所内的低压配电屏(柜)供给二路独立电源，于扩声控制室配电箱(柜)内互投。配电箱(柜)对扩声用功放设备采用单相三线制(L＋B＋PE)放射式供电。
扩声设备的电源应由不带可控硅调光负荷的照明变压器供电。当照明变压器带有可控硅调光设备时，应根据情况采取下列防干扰措施：可控硅调光设备自身具备抑制干扰波的输出措施，使干扰程度限制在扩声设备允许范围内。引至扩声控制室的供电电源干线不应穿越可控硅调光设备的辐射干扰区。引至调音台或前级控制台的电源应插接单相隔离变压器。
引至调音台(或前级信号处理机柜)、功放设备等交流电源的电压波动超过设备规定时，应加装自动稳压装置。
播音室的配电箱底边距地高度为1.5m。所有广播设备均应作接地或接零保护。
6.扩声设备的选择
扩声系统的设备性能应符合设计选定的扩声系统特性指标的要求。扩声系统的设备间互连时，阻抗、电平及输出状态(即平衡)等方面应满足要求。
28.4.3扬声器的布置方式
对扬声器的布置方式应满足扩声的功能要求，并根据建筑物分的功能、体型、空间高度及听众席的设置等因素确定其方式。主要有三种方式，即分散布置方式、集中布置方式和混合布置方式。
1.集中布置方式
为了减少扬声器的声音正反馈，或是受建筑体型限制不宜分散布置时，通常采用扬声器集中式布置，如图28-1所示。扬声器系统采用集中布置方式的特点是有舞台，并要求视听效果一致者；听众区的直达声较均匀，并能尽量减少声反馈。

图28-1扬声器集中式布置示意图
对于比较小的运动场地或周围环境对体育场的噪声限制要求不高时，扬声器组合设备宜集中设置。集中布置时，应合理控制声线投射范围，并尽量减少声音外逸，降低对周围环境的噪声干扰。
在厅堂类建筑物集中布置扬声器时，扬声器至最远听众的距离不应大于临界距离的3倍。扬声器之间直接的距离宜大于临界距离。扬声器的轴向不应对准主席台(或其他设有传声器之处)；对主席台上空附近的扬声器应单独控制，以减少声音反馈。扬声器布置的位置应和声源的视觉位置尽量一致。
2.分散布置方式
下列情况的扬声器宜采用分散布置方式。建筑物内的大厅净高较低、纵向距离长或者大厅可能被分隔成几部分使用，不宜采用集中布置者。厅内混响时间长，或扬声器系统不宜采用集中布置者。
分散布置的方法是将小声柱或扬声器安装在厅堂的两侧，其角度向同一方向稍微倾斜向下，安装的高度为3m左右，扬声器的间隔由设计决定。如图28-2所示。

图28-2扬声器分散式布置示意图
声柱的安装必须竖方向，不可横方向安装。因为水平安装时的方向性太强，会引起厅内声场不均匀，而且容易使声音入射讲台授话器而产生正反馈啸叫。分散布置时，尤其是应控制靠近讲台第一排扬声器的功率，尽量减少声反馈。为防止听众区产生双重声现象，必要时可在不同通路内采取适当的相对时间延迟措施。
例如体育场扩声扬声器组合设备的设置当周围环境对体育场的噪声限制指标要求较高而难以达到时，观众席的扬声器宜分散布置。
3.混合布置方式
下列情况的扬声器宜采用混合布置方式。
(1)挑台过深或设楼座的剧院等，宜在被遮挡的部分布置辅助扬声器系统。
(2)对大型或纵向距离较长的建筑大厅，除集中设置扬声器系统外，应分散布置辅助扬声器系统。
(3)各方向均有观众的视听大厅，混合布置应解决控制声程差和限制声级的问题。在需要时应加延时措施，避免双重声现象。
凡是需要设置扩声的场所，应根据要求的直达声供声范围、扬声器的指向特性合理确定扬声器的声辐射范围的适当重叠，使在辐射区域内其轴向辐射声压及辐射角内声压级，满足声场均匀度的要求。
广场类室外扩声，扬声器的设置满足供声范围内的声压及及声场均匀度的要求。扬声器的声辐射范围应避开障碍物。控制反射声或因不同扬声器的声程差引起的双重声，应在直达声后50ms内达到听众区。
28.4.4同声传译
经常需要将一种语言同声翻译成两种及以上语言的会议厅、堂应设同声传译设施。同声传译的信号输出方式，可按下述原则确定：
(1)设置固定座席并要求保密的场所，宜采用有线式。在听众席上设置耳机插孔、音量调节和分路选择开关的收听盒。
(2)不设固定座席的场所宜采用无线式。当采用无线感应式同声传译设备时，在不影响接收效果的前提下，天线宜沿顶棚、装修墙面或抗无静措施的地毯下敷设。
(3)特殊需要时，宜采用有线和无线混合方式。
1.同声传译的信号输出方式一般分为有线、无线或两者结合，具体选用宜符合下列规定：
(1)设置固定座席并有保密要求的场所，宜采用有线式。在听众的座席上应设具有耳机插孔、音量调节和分路现在开关的收听盒。
(2)不设固定座席的场所，宜采用无线式。当采用感应式同声传译设备时，在不影响接受效果的前提下，天线宜沿吊顶、装修墙面敷设，亦可在地面下或无抗静电措施的地毯下敷设。
(3)特殊需要时，宜采用有线和无线混合方式。
2.同声传译系统的设备及用房宜根据二次翻译的工作方式设置，同声传译应满足语言清晰的要求。
3.同声传译宜设专用的译音室
(1)靠近会议大厅(或观众厅)，译音员可以从观察窗清楚地了望主席团(或观众席)的主要部分。观察窗应采用中间有空气层的双层玻璃隔声窗。
(2)译音室与机房间设联络信号，室外设译音工作指示信号。
(3)译音员之间应加隔音板，有条件时设隔音间本底噪声不应高于NR20。
(4)译音室应设空调设施并作好消声处理。
(5)译音室应作声学处理并设置带有声锁的双层隔声门。
28.4.5舞厅扩声系统设计
舞厅扩声系统的各项声学指标与舞厅本身的声学特性密切相关，根据建筑声学、电声学专家对厅堂扩声系统的声学特性测试和实际效果的调查研究，提出以下的指标供设计参考。
1.传输频率特性
传输频率特性的高频宜平直，对声音的清晰度、音质的改善都有好处。根据测试，中频响应下降量改善5dB，音质质量指标可以提高一级。将频率展宽到100～6300Hz，不均匀度允许±4dB以内，音质提高明显。一级音乐扩声系统频率取50～10000Hz，不均匀度允许＋4dB～-12dB，其中100～6300Hz的不均匀度在±4dB以内。二级音乐扩声系统频率取63～8000Hz，不均匀度允许＋4dB～-12dB，其中5～4000Hz的不均匀度在＋－4dB以内。
传声增益：参照多功能厅扩声系统传声增益的平均值，在-7～-10dB范围内。舞厅歌手采用的传声器应选用指向性强的动态传声器，传声增益能够满足舞厅声乐指标。
2.最大噪声声压级，准峰值
舞厅播放迪斯科舞曲时，舞池中心最大声压级为110dB，舞池边缘为95～100dB，休息席80～60dB。交谊舞全场最大声压级为90～100dB。
背景噪声级：多功能厅的噪声等级为NC－30，舞厅噪声均超过。可作为背景噪声级。主要噪声源为风机、空调，外界传入噪声一般不起主导地位。混响声能：演员发声和回音时间差应在50ms以内，混响设计空场时间为1.25s，满场为1.1s。以伴唱和重放舞曲为主的扩声系统，要求平坦的频率特性。
扩声系统控制室与灯光控制室应分别设置在小舞台两侧，这在视觉和听觉的覆盖面上都是合理的，并使音响、灯光操作人员及时了解整个舞场的实况。
扬声器、声柱应根据不同的现代舞进行布置。迪斯科等现代舞的扬声器、声柱应在舞池上空四角对称位置布置，舞厅内声压级，从舞池中心逐渐向外衰减，不同区域的座席具有不同的声压级。交谊舞的扬声器、声柱应在舞台两侧适当高度布置，使舞厅基本处于同一声压级。
3.空调与卫生
舞厅内除设置空调外，宜设置足够的新风换气设备。舞厅可以喷洒带有香味的干冰。舞池地面宜打蜡，不得使用滑石粉。舞厅内的温度与相对湿度见表28-5。
舞厅内的温度与相对湿度表28-5
季节舞厅内温度℃ 相对湿度％
夏季起舞 23 65
夏季休息 26 60
冬季起舞 18 50
冬季休息 23 40
4.安全
舞厅内的装修应与建筑声学有机地结合。因装修材料多数是易燃物，火灾危险性很大。舞厅的安全出口应不少于两个，设置出口标志灯，通道应设置疏散指示灯，点燃时间为30min。
电气设备、开关、电线、电缆必须选择技术先进、经济、适用的定型产品。照明箱采用薄钢板，电缆电线进出口应装护套。配电箱箱门外露，不允许遮盖。电气线路选用铜芯绝缘线缆，穿金属管保护。金属蛇皮软管只允许作为分线盒至灯头盒的保护管，且长度小于1m，并做好跨接。舞池上空电源线应用阻燃软电缆、电线。由铁制跳线箱引出。
舞厅装修设计应核实负荷增加量，确保安全用电。接地型式采用TN-S、TN-C-S系统。大厦内舞厅宜做总等电位联结或局部等电位联结。可控硅调光装置所照明线路宜采用等截面单相配电，采用三相四线中性线截面面积应为相线截面面积3倍。舞厅内设置固定或非固定的灭火装置及火灾自动报警系统。大厦内做舞厅时，消防应联网。
28.4.6影剧院的声控设计要点
扬声器的布置分为集中式和分散式两种，集中式常用音柱的结构形式，扬声器纵向排列，声柱在垂直的方向上有比较强的方向性。声柱对观众的距离以及声柱的主轴和观众席所形成的角度就决定了具有一定均匀度的声柱覆盖范围。扬声器集中布置方式通常可以将声柱布置在舞台前的两侧或上方，声柱的主轴线指向观众席的后排为宜。如对着观众席纵向长度的三分之二至四分之三处，声音均匀，方位感强，常用于大中型剧场。而分散式布局适用于小型剧场或屋顶比较低的场合，效果没有集中式好。图28-3所示为某剧场声柱方向剖面示意图。图中YZX20-4型等为灯柱的型号。图28-4所示为某剧场声柱方向平面图。

图28-3声柱方向剖面示意图图28-4声柱方向平面示意图
在建筑物声学体型设计中要求尽量避免产生声焦点和声哑点。所谓声焦点就是从建筑物内各部分墙、板、柱、地等声音反射作用而聚焦于一点，从而音量大增。所谓哑点是指各部分反射的声音均达不到，造成声音很小。当建筑物体型对声学设计不利的时候，要采取有效的措施设置声扩散体或反射板等构件，以便消除哑点和声焦点。
为了减少大厅后墙上的反射回到话筒而产生正反馈啸叫声，最好设计的后墙呈斜面或在墙上作必要的吸音处理措施。在安装声柱的时候，要与建筑装饰施工密切配合，选择最有利的安装位置。声柱可以安装在镜框式台口正中上方或台口的两侧与眉幕上端对齐处。
舞厅环境工程属于建筑体系范畴，不仅为发挥建筑功能创造条件，而且充分利用环境技术协助解决建筑艺术或环境艺术中的若干舞厅。舞厅环境设计以相关学科在基础，依靠设计师的工程经验、生活和艺术修养等方面的知识进行舞厅环境设计。
28.4.7舞台建筑的音质设计
舞台建筑音质设计涉及生理学、语言学等基础学科，并与建筑声学、电声学、建筑学、美学等学科有广泛联系。
矩形舞厅选择腰圆舞池不仅舞程合理，而且音质容易达标。舞池长宽比按1.5：1或2.5：1的指标是合理的。舞厅应避免采用声学上有缺陷的体形，如圆形、椭圆形，容易使声音强度分布不均，产生聚焦。扇形、钟形产生混响的时间短。
舞厅做到体形和容积满足声学要求，音质设计合理，反射处理得当，混响时间长短适宜，可提高舞厅各部分声压等级。舞厅是公共娱乐场所，不同于报告厅、音乐厅那样安静，需要足够的声压级。需结合混响处理及扬声器、声柱的布置考虑，其音质要求低于音乐厅。
舞厅装修设计和施工在考虑建筑艺术前提下，材料宜选择具有吸音和低反射特性，可以增加音质的丰满程度。活动幕布具有一定厚度，并且多折，对中高频具有一定消声能力。通过幕布的开闭调节消声量是一种最简便的处理方法。
28.4.8宾馆和医院信号装置设计
1.宾馆的信号装置
在宾馆、旅馆或招待所的信号装置主要有呼应信号系统和对讲机系统等。当客房有人呼叫服务人员时，在服务台上面会有声、光等信号显示，让服务员知道是哪个房间在呼叫。
比较简单的信号系统由扩音机、扬声器和管线组成。扩音机放在服务台上，各个房间安装扬声器即可，这种设施客人只能听，而不能回话。从服务台扩音设备辐射到各个房间。这种设施造价低廉，适用于要求不高的旅馆。
能够进行对讲的信号装置，客房客人能与服务人员对话，两头都有声、光显示，这种装置适用于比较高级的宾馆。
2.医院的信号装置
在医院的信号装置和宾馆大同小异，主要有呼叫护士灯，在病房中的每个床头安装一组按钮和信号灯，通过管线引至护士值班室的工作台。在工作台上编号与病房床号一一对应。当病人按按钮，护士工作台上对应灯亮，护士来到床前解决问题并将床前按钮复原。在种装置造价低廉，适用于县级或以下的小医院。大型医院通常采用能对讲的信号装置。
宾馆或医院信号系统管路很少时，一般采用BV-1.0mm2的铜芯塑料线。当支路比较多的时候，一般采用多芯电缆穿管保护暗敷设。

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