影院的聲場(chǎng)該如何設(shè)計(jì)?聲場(chǎng)設(shè)計(jì)中必須處理好的這些......
聲學(xué)的重要工作就是聲場(chǎng)設(shè)計(jì)。對(duì)于工程的最終質(zhì)量來(lái)說(shuō),聲場(chǎng)設(shè)計(jì)也是一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。因?yàn)槁晥?chǎng)設(shè)計(jì)的目的在于利用科學(xué)的計(jì)算做指導(dǎo),為音響設(shè)備建造一個(gè)理想的擴(kuò)聲空間,將設(shè)備的性能充分地發(fā)揮。為了規(guī)范地按照步驟進(jìn)行專業(yè)音響的工程工作,杜絕任何不合理因素,以便為下面的其它設(shè)計(jì)作出指導(dǎo),有必要全面地進(jìn)行聲場(chǎng)的設(shè)計(jì)。
一、隔聲處理
這是聲場(chǎng)設(shè)計(jì)的第一步,也是許多技術(shù)人員容易忽略的步驟。
隔聲的目的就是在特定的工程區(qū)域內(nèi)創(chuàng)造一個(gè)不受外界影響也不影響外界的安靜聲場(chǎng)。它包括與外界的隔聲,擴(kuò)聲房間之間的隔聲;隔聲的部位有墻壁、門(mén)窗與天花板。
與外界的隔聲
這項(xiàng)工作的任務(wù)就是不讓外界的噪音傳入室內(nèi),也不讓室內(nèi)的聲音傳到外面。進(jìn)行這項(xiàng)工作時(shí),有必要對(duì)建筑設(shè)計(jì)施工單位進(jìn)行該工程建筑結(jié)構(gòu)隔聲情況的咨詢,進(jìn)一步可以向環(huán)保部門(mén)了解有關(guān)的情況。
外界噪音傳入室內(nèi)可以通過(guò)室內(nèi)的總噪聲來(lái)控制,通常高等的實(shí)用音響工程要求在35-40dB以下;室內(nèi)聲音傳到外界可以考察對(duì)外界的環(huán)境影響,按照環(huán)保部門(mén)的規(guī)定,一般不要高于平均值10-15dB為好。實(shí)際工程中需要處理的部位是墻壁、門(mén)窗和天花板幾個(gè)地方。
通常的廳堂與外界的隔墻多數(shù)都能滿足一般的音響工程,但是如果音響系統(tǒng)的聲壓級(jí)比較大,工作時(shí)間多在夜間,就應(yīng)該讓建筑部門(mén)考慮增加墻壁厚度了。
門(mén)窗是隔聲的重要部位,往往一個(gè)小小的窗戶處理不當(dāng),就會(huì)造成隔聲失敗,一般要注意:
盡量不要讓門(mén)窗產(chǎn)生縫隙,遇到經(jīng)常開(kāi)關(guān)而室內(nèi)外的聲音都比較大時(shí),可以考慮設(shè)置聲隔離通道的結(jié)構(gòu)。
盡量加大門(mén)窗結(jié)構(gòu)和材料的厚度,有必要時(shí)可以使用皮革門(mén)和雙層玻璃窗。
如果隔聲效果需要更好,在門(mén)窗上懸掛厚重的窗簾和門(mén)簾是比較經(jīng)濟(jì)可行的辦法。
天花板的隔聲
天花板的隔聲也不容忽視,特別是房頂不是混凝土結(jié)構(gòu),而是采用棚架結(jié)構(gòu)時(shí),天花板的聲泄露就比較嚴(yán)重,這時(shí)需要對(duì)天花板的材質(zhì)和安裝質(zhì)量提出比較高的要求,如果需要,可以考慮在天花板上增加隔層或在天花板上鋪設(shè)吸音棉的辦法來(lái)滿足隔聲的要求。
室內(nèi)房間之間的隔聲
其次是室內(nèi)房間之間的隔聲,它的任務(wù)就是讓房間之間在音響系統(tǒng)工作時(shí)互相間的干擾影響為最小。雖然各種標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定對(duì)這項(xiàng)指標(biāo)沒(méi)有要求,但是卻對(duì)音響工程的質(zhì)量有很大的影響。實(shí)際工程中需要處理的部位還有墻壁、門(mén)窗和天花板,不過(guò)處理的要求與前面有所不同。
一般室內(nèi)一定厚度的混凝土或磚結(jié)構(gòu)墻壁隔聲要求還是能夠滿足的,需要注意的就是額外增加的一些房間隔斷,它們一般都采用簡(jiǎn)單的輕鋼龍骨填充一定量的防火吸音石棉的方法,這對(duì)于音響工程來(lái)說(shuō)是絕對(duì)不夠的。遇到這種情況,就需要音響設(shè)計(jì)人員向建筑裝飾單位提出解決的方法,比如可以采用增加隔層的解決方法。但是對(duì)于大功率低音的隔離就非要采用厚重的磚墻來(lái)解決了。
二、現(xiàn)場(chǎng)噪音的降低
在多數(shù)實(shí)用的專業(yè)音響工程中,為了空調(diào)和通風(fēng)的考慮,都要安裝一些設(shè)備,這些設(shè)備的工作噪音都會(huì)在一定程度上影響聲場(chǎng)的質(zhì)量,所以在設(shè)計(jì)時(shí)要有針對(duì)地解決。
空調(diào)和通風(fēng)設(shè)備最好選擇噪音低,工作穩(wěn)定的產(chǎn)品,在安裝時(shí)盡量讓空調(diào)的壓縮機(jī)遠(yuǎn)離門(mén)窗,通風(fēng)機(jī)的功率較大噪音難以控制時(shí),可以采用將通風(fēng)機(jī)安裝在風(fēng)道內(nèi)的結(jié)構(gòu)。
三、 聲場(chǎng)均勻度的實(shí)現(xiàn)
聲場(chǎng)均勻度的指標(biāo)要求在整個(gè)擴(kuò)聲區(qū)域內(nèi),各處的平均聲壓值偏差要在很小的范圍內(nèi),一般要求在10-12dB以下,否則就會(huì)造成聲場(chǎng)不均勻,反映出來(lái)就是有的地方聲壓大,有的地方又較小,聽(tīng)感非常不好。在實(shí)際的工程中可以在建筑裝飾結(jié)構(gòu)和音響系統(tǒng)的布局方面來(lái)實(shí)現(xiàn)聲場(chǎng)的均勻性。
在建筑結(jié)構(gòu)上,應(yīng)該盡量避免擴(kuò)聲區(qū)域出現(xiàn)較大的立柱,避免較大的凹形結(jié)構(gòu),在建筑裝飾上要盡量讓整個(gè)區(qū)域的裝飾結(jié)構(gòu)和材料基本一致,特別是在資金有限的情況下,墻面采用水泥拉毛結(jié)構(gòu)可以很好地實(shí)現(xiàn)聲場(chǎng)的均勻性,當(dāng)然,如采用各種不同的擴(kuò)散體,既省錢又能達(dá)到很好的效果。
在音響系統(tǒng)的布局上也可以在很大程度上解決聲場(chǎng)不均勻的問(wèn)題,一般說(shuō)來(lái),狹長(zhǎng)廳堂的擴(kuò)聲一定要音箱的擴(kuò)聲區(qū)域盡量沿長(zhǎng)邊展開(kāi),空間較高的擴(kuò)聲場(chǎng)合要盡量將音箱位置抬高,最好是略微向后場(chǎng)傾斜,如果是在空間和面積都較大的地方進(jìn)行擴(kuò)聲,就應(yīng)該考慮將音箱集中懸掛成圓弧形,形成均勻的聲音擴(kuò)散。
可見(jiàn)音響系統(tǒng)的布局也可以解決聲場(chǎng)不均的問(wèn)題,如果聲場(chǎng)要求嚴(yán)格,還可以利用音箱廠家提供的聲場(chǎng)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行模擬和修正,當(dāng)然最好的辦法還是在建筑裝飾設(shè)計(jì)施工時(shí)就盡量使聲場(chǎng)均勻。
四、聲場(chǎng)缺陷的避免
在很多音響工程中都不同程度地存在各式各樣的聲場(chǎng)缺陷,有聲聚焦、聲振顫、聲反饋,還有聲音共振,這些問(wèn)題都給聲場(chǎng)帶來(lái)了缺陷,而且這些缺陷引起的問(wèn)題在實(shí)際的使用中很難解決。比如聲場(chǎng)出現(xiàn)的反饋和共振就有可能使系統(tǒng)無(wú)法正常工作。有效地解決它們,最好是在建筑裝飾設(shè)計(jì)施工的時(shí)候。
通常我們可以在下面的方面考慮:
盡量不要在擴(kuò)聲區(qū)域設(shè)置大面積光面的凹形結(jié)構(gòu),包括屋頂和墻壁,尤其是舞臺(tái)上就更要忌諱了,如果迫不得已,可以在凹形面的前面懸掛厚重的簾布或放置物件,這樣聲聚焦不容易發(fā)生了。
盡量不要在聲壓較大的區(qū)域設(shè)置兩個(gè)平行的反射性強(qiáng)的墻面,尤其是擴(kuò)聲區(qū)域狹長(zhǎng)時(shí)更要注意,這樣可以有效地避免聲振顫。
一般只要聲場(chǎng)比較均勻,沒(méi)有聲聚焦的話,擴(kuò)聲增益不大時(shí)聲音反饋不容易發(fā)生,另外我們還可以在系統(tǒng)的布局中利用均衡器和頻譜儀來(lái)修正,這樣實(shí)際使用中就更不會(huì)發(fā)生聲反饋了。
聲音的共振與裝飾工程的選材和施工有密切的關(guān)系,一定要避免在擴(kuò)聲區(qū)域設(shè)置較大的空腔體,一定要求裝飾工藝合理,特別不要讓材料連接處松動(dòng),比如:石膏天花板如果不加膠墊就安裝在鋁質(zhì)龍骨上時(shí),擴(kuò)聲聲壓一大,就容易發(fā)生共振,尤其是低頻信號(hào)的共振肯定經(jīng)常發(fā)生。
五、聲顫動(dòng)、聚焦、反饋的避免
對(duì)于聲顫動(dòng)、聲聚焦、聲反饋帶來(lái)擴(kuò)聲效果不佳的問(wèn)題,一些人就只能籠統(tǒng)說(shuō)音響效果不好,全部歸為設(shè)備的原因,這樣不太恰當(dāng),其實(shí)它們都應(yīng)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(shí)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(xiàn)象,音響系統(tǒng)工作一般都還正常,但偶爾突然在現(xiàn)場(chǎng)能聽(tīng)到有節(jié)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(dá)聲相隔較長(zhǎng),讓人聽(tīng)起來(lái)非常不舒服這就屬于聲顫動(dòng)。
聲音在廳堂內(nèi)相對(duì)平行墻壁間來(lái)回反射,而墻面的反射性又很強(qiáng),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(nèi)有沒(méi)有出現(xiàn)兩個(gè)反射性強(qiáng)的大面積平行面,有沒(méi)有出現(xiàn)太多的玻璃,不銹鋼結(jié)構(gòu),因?yàn)檫@些在裝飾單位看來(lái)很平常的事情,都有可能導(dǎo)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(yù)防比較困難,而且設(shè)計(jì)時(shí)也不能準(zhǔn)確預(yù)見(jiàn)反饋發(fā)生的頻點(diǎn),但聲反饋的防止對(duì)實(shí)際應(yīng)用又比較重要。
所以可以靠設(shè)計(jì)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(shù),并參照混響時(shí)間的計(jì)算來(lái)大致判斷,為施工和調(diào)試提供必要的參考,當(dāng)然要想徹底地解決以上多方面的問(wèn)題,光靠后期的設(shè)備調(diào)試來(lái)完善,一般要在工程完工后,用信號(hào)發(fā)生儀及頻譜儀對(duì)擴(kuò)聲區(qū)域靛點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè),利用設(shè)備的反復(fù)調(diào)試來(lái)彌補(bǔ)聲場(chǎng)的不足。
六、混響時(shí)間的計(jì)算
對(duì)于聲場(chǎng)設(shè)計(jì)而言,一般人能直觀理解,同時(shí)接觸較多的就是混響時(shí)間了,因?yàn)樗窃O(shè)計(jì)中最能控制的量化指標(biāo)的重要性就在于:如果設(shè)計(jì)得當(dāng),合理的混響時(shí)間反映在聲場(chǎng)上就會(huì)使音響系統(tǒng)的表現(xiàn)非常出色,給人的感覺(jué)就是聲音飽滿圓潤(rùn),不拖沓,不干擾,可以說(shuō)如果前面聲場(chǎng)設(shè)計(jì)的要求都能較好地得到滿足,混響時(shí)間又能控制得好的話,就能使音響效果增色不少,計(jì)算之前首先必須選擇一個(gè)合理的混響時(shí)間目標(biāo)值,對(duì)于該值的選取一般都根據(jù)廳堂的體積和用途。
而在具體的取值上,多數(shù)設(shè)計(jì)人員偏向于將推薦的聲場(chǎng)混響時(shí)間再取得偏小些,理由是:聲場(chǎng)混響時(shí)間長(zhǎng)了后無(wú)法調(diào)控,因此有人建議,讓廳堂自然聲越干越好,希望在調(diào)試和使用中,在系統(tǒng)中加入人工混響來(lái)達(dá)到混響的要求。
同時(shí),近年來(lái)室內(nèi)裝飾材料的日益更新,吸音系數(shù)較高的材料被廣泛應(yīng)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(shè)計(jì)原則的出發(fā)點(diǎn)和受客觀條件的影響都是不必懷疑的,但是要知道,聲場(chǎng)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(dá)聲來(lái)顯示其特殊性的,是聲場(chǎng)中的重要特性。而在系統(tǒng)使用時(shí)加入人工混響,等于把信號(hào)中的直達(dá)聲也一道另入了混響,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(dá)聲,盡管錄制節(jié)目時(shí)通常都會(huì)加入不同程度的混響,等于破壞了節(jié)目源(聲源),所以這種方法不僅打亂直達(dá)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(dāng)?shù)摹疤靡簟钡哪康模@點(diǎn)筆者認(rèn)為可以提出來(lái),供工程設(shè)計(jì)售貨員們進(jìn)行一番討論。
一般的工程可以在500Hz或者說(shuō)kHz處進(jìn)行細(xì)致的計(jì)算,各種材料的吸聲系數(shù)應(yīng)該嚴(yán)格按照產(chǎn)品參數(shù)或建筑材料手冊(cè)中提供的數(shù)據(jù),否則計(jì)算結(jié)果有可能出入較大,當(dāng)然對(duì)于與推薦值近的計(jì)算結(jié)果,設(shè)計(jì)人員不必要過(guò)多地去要求裝飾單位改進(jìn),因?yàn)榛祉憰r(shí)間的要求并不是一個(gè)具體的絕對(duì)值,只要不是懸殊太大就可以了,計(jì)算中還應(yīng)該考慮觀眾多少對(duì)混響時(shí)間的影響。
七、聲壓級(jí)的計(jì)算
在進(jìn)行聲壓級(jí)計(jì)算前,必須選擇一個(gè)相應(yīng)合適的環(huán)境基準(zhǔn)聲壓級(jí),而基準(zhǔn)聲壓級(jí)的選擇就必須了解正常人耳的等響曲線,即弗萊切——芒森曲線。該曲線反映了人耳對(duì)不同頻率、不同聲壓的聽(tīng)感響度反應(yīng),曲線上的數(shù)字表示相應(yīng)頻率和聲壓下的響度值,單位是:Phono。
人耳對(duì)相同聲壓不同頻率的聲音的反應(yīng)是不一樣的,同樣聲壓級(jí)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(jí)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(xiàn)某些頻段聽(tīng)感的不足,就必須使聲壓達(dá)到足夠的聲壓級(jí),這就是聲壓計(jì)算時(shí)基準(zhǔn)聲壓選取的依據(jù)。
用以語(yǔ)言擴(kuò)聲的工程,由于語(yǔ)言信號(hào)主要集中在中頻段,這里的等響應(yīng)曲線度相關(guān)較小,所以基準(zhǔn)聲壓級(jí)可以取70~80dB。用于一般音樂(lè)重放的音響工程,這個(gè)基準(zhǔn)聲壓可以取85~90dB作為計(jì)算的依據(jù),同時(shí)為系統(tǒng)的擴(kuò)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(shè)計(jì)的額定擴(kuò)聲聲壓級(jí)應(yīng)該是:P額=(85~90)dB+(1~3)dB,然后需要根據(jù)廳堂的實(shí)際擴(kuò)聲范圍確定平均的聽(tīng)音距離L,額定的聲壓級(jí)就應(yīng)該是在此位置的實(shí)際聲壓級(jí)。
根據(jù)前面提及的:距離變化一倍,聲壓相應(yīng)變化6dB的關(guān)系,則音箱在1m處需要提供的聲壓級(jí)為:P=P額+6LogL至此聲揚(yáng)的設(shè)計(jì)便基本結(jié)束,其后的工作就是與建筑裝飾單位密切配合將設(shè)計(jì)要求付諸實(shí)際。
八、聲均勻度的實(shí)現(xiàn)
對(duì)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?
答案是: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(xiàn)現(xiàn)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(tái)區(qū)音量很大,而后面的觀眾卻說(shuō)聲音小(當(dāng)然有些娛樂(lè)廳是專門(mén)設(shè)計(jì)后區(qū)讓觀眾輕松的)這些現(xiàn)象的發(fā)生都是均勻度不好造成的影響。在國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中,它是以聲場(chǎng)不均勻度的概念來(lái)表述的,一般要求各點(diǎn)場(chǎng)壓級(jí)測(cè)試值偏差小于是2dB,怎樣實(shí)現(xiàn)一個(gè)均勻的聲場(chǎng)呢?
首先建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)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(yīng)避免有圈套的弧形,尤其是舞臺(tái)一側(cè)的墻面不能有較大 形結(jié)構(gòu),不能在擴(kuò)聲范圍內(nèi)出現(xiàn)較大的聲陰影區(qū)等。但是由于在建筑結(jié)構(gòu)施工后期,裝飾完工后無(wú)法進(jìn)行大量的改動(dòng)來(lái)滿足這些要求,所以在音響工程中應(yīng)該盡量利用經(jīng)驗(yàn),巧妙地安排擴(kuò)聲區(qū),避開(kāi)較大的缺陷結(jié)構(gòu),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(kuò)散效果的方案,例如:所有的音樂(lè)廳都有很好的聲擴(kuò)散效果,原因是其內(nèi)部采用了大量各種形狀的聲擴(kuò)散體,而且這些結(jié)構(gòu)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(dāng)應(yīng)該可以達(dá)到較好的效果,當(dāng)然要想對(duì)擴(kuò)散體的形狀、位置、數(shù)量進(jìn)行合理恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì),不是件容易的事。一般比較經(jīng)濟(jì)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,但它對(duì)廳堂的聲擴(kuò)散能起到非常有效的作用。
再者就是,合理地布置音響系統(tǒng),尤其是音箱的擺位一定要嚴(yán)格要求,假如在設(shè)計(jì)中能采用某些音箱廠商提供的電腦設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行聲場(chǎng)模擬就再好不過(guò)了,如果沒(méi)有,就應(yīng)該在實(shí)際調(diào)整,直到現(xiàn)場(chǎng)聲場(chǎng)最佳為止。