CN113482192A - 一种大空间多功能厅扩声系统的设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大空间多功能厅扩声系统的设计方法，属于多功能厅施工技术领域，包括对多功能厅围护结构进行隔声设计，对多功能厅建筑结构进行设计和电声设计，所述多功能厅建筑结构设计包括：多功能厅观众席区域为吸声吊顶，采用拉网吊顶，顶部铺设玻璃棉，面积占总吊顶面积的65％，剩下35％区域采用石膏板；侧墙采用铝板，铝板背后粘贴阻尼材料，铝板采用背筋加固且间距不大于400mm，采用铆钉或螺栓连接；地面采用水泥自流平施工，铺满地毯；所述电声设计包括：主席台区域设置有源数字可调音柱，后方两侧分别设置6+2线阵列音箱，对面及侧面设置无源补声音柱。本发明能够满足大空间扩声系统的高清晰度、高丰满度的声学表达效果。
Description
技术领域
本发明涉及多功能厅施工技术领域，具体地说是一种大空间多功能厅扩声系统的设计方法。
背景技术
随着各地文化中心、会展中心、博览中心的兴建，越来越多的会议室、多功能厅、报告厅、剧场等投入到使用当中，且面积及容量越来越大。对于厅堂等场所最重要的就是扩声系统的设计及实施，因为该类场所主要功能就是以语言传送或视听的表达效果为重。那么对于大空间的多功能厅如何来保证其语言清晰度、混响时间、声压级、传输频率特性等各项指标是会议扩声系统的设计难点及实施重点。
发明内容
本发明的技术任务是针对以上不足之处，提供一种大空间多功能厅扩声系统的设计方法，能够满足大空间扩声系统的高清晰度、高丰满度的声学表达效果。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种大空间多功能厅扩声系统的设计方法，包括对多功能厅围护结构进行隔声设计，对多功能厅建筑结构进行设计和电声设计，
所述多功能厅建筑结构设计包括：
多功能厅观众席区域为吸声吊顶，采用拉网吊顶，顶部铺设玻璃棉，面积占总吊顶面积的65％，剩下35％区域采用石膏板；
侧墙采用铝板，为防止低频振动，所有铝板背后粘贴阻尼材料，铝板采用背筋加固且间距不大于400mm，不采用卡件连接，采用铆钉或螺栓连接；
地面采用水泥自流平施工，铺满地毯，防止反射声；
所述电声设计包括：
主席台区域设置有源数字可调音柱，阵列式扬声器，最大声压级100dB，满足观众席直达声需求；
主席台后方两侧分别设置6+2线阵列音箱，即6组高频+2组超低频音箱，最大声压级127dB，满足小型文艺演出要求，给现场以强声场震撼音效氛围；
主席台对面及侧面设置无源补声音柱，阵列式扬声器，作为后场及侧方会议补声，采用不对称的声波聚焦塑造技术，在其垂直方向上不对称的声波散射，将声学覆盖区域略微偏向垂直轴心下方四分之一的圆周区域。
本大空间多功能厅扩声系统的主要的设计及应用要点为围护结构隔声、建筑声学以及电声设计三个方面。围护结构声学是控制本底噪声的主要方向，可以从隔声、吸声、消声和隔振等方面设计，采取措施；建筑声学针对大空间语言扩声需求主要以顶面及侧面的吸音处理为主；结合电声设计，选择指向性较强的扩声设备合理分布；既能满足多功能展厅中频的混响区间，保证语言的清晰度，又能兼顾其他形式的声场及声压级需求。建声与电声相辅相成，相互制约又互为弥补，合理的搭配设计，满足大空间扩声系统的高清晰度、高丰满度的声学表达效果。
进一步的，主席台前方预留流动音箱音频输出接口，配备8组倒相式音响，用以满足主席台发言者返听使用，包括返听扬声器4只和前区补声扬声器4只。
这样，展厅整体外围形成一圈声源，兼顾声场均匀度的同时，通过DSP音频处理及多声道控制技术，可实现环绕立体声效果，结合舞美视觉设计，可形成由远及近、有前到后身临其境的4D视听效果，助力将文艺氛围淋漓尽致展现。
优选的，对多功能厅围护结构进行隔声设计，包括
展厅与设备及安防机房墙为隔声墙，门为隔声门，机房内墙面设吸声墙，顶为吸声吊顶；
展厅与室外环境间隔墙、与疏散通道间隔墙采用200mm厚加气混凝土砌块墙两侧抹25mm厚水泥砂浆，在展厅一侧附加双侧埃特板隔声墙。
进一步的，展厅与室外环境间隔墙、与疏散通道间隔墙构造做法为：
200mm厚加气混凝土砌块(面密度为120kg/m2)墙两侧各抹25mm厚水泥砂浆+50空腔+75轻钢龙骨内填50厚岩棉板(100kg/m3)+两层9mm厚埃特板。
优选的，侧墙采用两种铝板，3.2m以下采用穿孔木纹转印铝板，3.2m以上采用渐变色铝板。为了兼顾造价成本，侧方采用3米以下做吸音处理。因为人耳聆听区间基本在1.2米-3米之间。可结合电声设计，选择指向性较强的扩声设备，合理分布在3米以下区间。
优选的，所述有源数字可调音柱为4台，内部由16组低音单元及16组高音单元构成，分布于主席台两侧，频率响应130Hhz-20KHz，覆盖中高低频。
优选的，所述补声音柱为14个，布置于主席台对面6个及两侧各4个，每个补声音柱由7组全频单元构成。
进一步的，主席台对面补声音柱嵌入式墙面水平安装，下皮距地面3.2m；主席台两侧面补声音柱嵌入式墙面垂直安装，下皮距地面1.7m。
进一步的，所述2组6+2线阵列音箱9m吊装；4台有源数字可调音柱距地面1.2m；
另安装无线手持话筒天线放大6套，采用墙壁安装，距地面3m。
本发明还要求保护一种大空间多功能厅，该多功能厅采用上述的大空间多功能厅扩声系统的设计方法进行施工。
本发明的一种大空间多功能厅扩声系统的设计方法与现有技术相比，具有以下有益效果：
该设计方法结合围护结构隔声、建筑声学以及电声设计三个方面的设计，通过控制本地噪音并结合建筑声学与电声设计，既能满足多功能展厅中频的混响区间，保证语言的清晰度，又能兼顾其他形式的声场及声压级需求。建声与电声相辅相成，相互制约又互为弥补，合理的搭配设计，满足大空间扩声系统的高清晰度、高丰满度的声学表达效果。
附图说明
图1是本发明一种实施例提供的大空间多功能厅扩声系统设计图。
图中，a、数字可调音柱扬声器4只，距地面1200mm；
b、6+2阵列式扬声器，9000mm吊装；
c、无源常规阵列式音柱扬声器6只，嵌入式墙面水平安装，下皮距地面3200mm；
d、无源常规阵列式音柱扬声器4只，嵌入式墙面垂直安装，下皮距地面1700mm；
e、返听扬声器×4只，前区补声扬声器×4只；
f、无线手持话筒天线放大6套，采用墙壁安装，距地面3000mm。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
多功能厅主要以会议、学术报告、小型演出活动使用为主，按声学设计要求是以语言输出为主的室内空间。那么第一保证的是在各个位置均能有较高的语言清晰度和丰满度，语言清晰度是指一个或几个人发言时，经过扩声系统后，被听音者能够听清楚的语言单位百分数，而当语言单位间的上下关系对决定听音者的确认不占重要地位时，适用于清晰度去表述；当上下文关系占重要地位时，适用于用可懂度去表述，可懂度的最佳评价方式为语音辅音清晰度损失率，损失率越低，可懂度越高。根据辅音清晰度损失率公式可得知其关联因素为扬声器距离最远观众席的距离、厅堂的混响时间、扬声器的指向性因子、声源功率比、厅堂的容积、临界距离的修正值。扬声器距最远距离及厅堂的容积受建筑格局规划所约束，临界距离修正值除特例外，一般为常数1。操作性较大的是设计混响时间、声源功率比及扬声器的指向性因子，而混响时间取决于取决建筑装修。由此我们可以判定提高语言清晰度应从建筑装修设计、电声设备性能两方面入手。
本发明实施例提供一种大空间多功能厅扩声系统的设计方法，包括对多功能厅围护结构进行隔声设计，对多功能厅建筑结构进行设计和电声设计。下面以某市文化中心的建设为例，说明本设计方法：
某市文化中心B区多功能厅为无柱结构，厅内建筑面积约3500m2，高12m。可容纳2000人参加会议，主要功能为学术报告、会议、小型文艺演出、展览等多用途。室内声学设计的主要任务是控制合理的混响时间，提高语言清晰度，各处还宜有合适的相对强度、早期声场强度、清晰度和丰满度。多功能厅内各部位材料构造的选用和布置，充分考虑避免出现长延时反射声与消除室内声缺陷，以及控制混响时间及其频率特性的要求，观众厅内任何位置不得出现回声、多重回声、颤动回声和声聚焦、共振等可识别的音质缺陷，不得出现设备噪声及外界环境噪声而引起的干扰。
根据本多功能展厅的使用功能要求，不仅要具备较高的语言清晰度，也要具备较高的音质效果，综合实际功能，500Hz～1000Hz满场混响时间设计指标定为：1.5s±0.1s。
混响频率特性各频段的比率为：
| 频率(Hz) | 125 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 |
| 比率 | 1.0-1.3 | 1.0-1.15 | 1.0 | 1.0 | 0.9-1.0 | 0.8-1.0 |
表1.混响频率特性各频段比率表
观众区本底噪声不高于NR-25噪声评价曲线，NR_25对应的各倍频带声压级见下表：
NR-25曲线倍频程声压级
| 频率(Hz) | 125 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 |
| 声压级(dB) | 43 | 35 | 29 | 25 | 21 | 19 |
表2.NR-25曲线倍频程声压级
1、围护结构隔声设计：
隔墙：根据多功能厅平面设计及各空间背景噪声限值的要求，对三类隔墙做如下设计：
1)、展厅与设备机房之间的隔墙，
展厅与设备及安防机房墙为隔声墙，门为隔声门，机房内墙面设吸声墙，顶为吸声吊顶。
2)、展厅与室外环境间隔墙、与疏散通道间隔墙，
200mm厚加气混凝土砌块(密度12kg/㎡)墙两侧抹25mm厚水泥砂浆，在会议室一侧附加双侧埃特板隔声墙，构造做法为：200mm厚加气混凝土砌块(面密度为120kg/m2)墙两侧各抹25mm厚水泥砂浆+50空腔+75轻钢龙骨内填50厚岩棉板(100kg/m3)+两层9mm厚埃特板。
2、建筑声学设计：
多功能厅观众席区域为吸声吊顶，采用藏蓝色拉网吊顶，顶部铺设玻璃棉，面积占总吊顶面积65％，为加强反射声，剩下35％区域采用石膏板。
侧墙采用两种铝板，底部3.2m以下采用穿孔木纹转印铝板，3.2米以上采用白蓝渐变铝板。为防止低频振动，所有铝板背后粘贴一层阻尼材料，铝板采用背筋加固，间距不大于400mm。不采用卡件连接，采用铆钉或螺栓连接。地面采用水泥自流平施工，满铺地毯，防止反射声。
3、电声设计：
综合该多功能厅的功能需求，配置会议显示系统、会议发言系统、会议扩声系统。下面就声学效果影响较大的扩声系统展开分析。设计情况如图1所示。
主席台区域设置4台有源数字可调音柱，阵列式扬声器。内部由16组低音单元及16组高音单元构成，分布于主席台两侧，频率响应130Hz～20KHz，覆盖中高低频，最大声压级100dB，满足观众席直达声需求。4台有源数字可调音柱距地面1.2m。
主席台后方两侧设置2组6+2线阵列音箱，由6组高频+2组超低频音箱构成，最大声压级127dB，满足小型文艺演出要求，给现场以强声场震撼音效氛围。所述2组6+2线阵列音箱9m吊装；
主席台对面及侧面设置14组补声音柱，每个音柱由7组全频单元构成，作为后场及侧方会议补声，采用不对称的声波聚焦塑造技术，该技术是在它垂直方向上不对称的声波散射，将声学覆盖区域略微偏向垂直轴心下方四分之一的圆周区域。主席台对面补声音柱嵌入式墙面水平安装，下皮距地面3.2m；主席台两侧面补声音柱嵌入式墙面垂直安装，下皮距地面1.7m。
另安装无线手持话筒天线放大6套，采用墙壁安装，距地面3m。
该多功能厅3.2米以上墙体为非吸音墙面，这些反射性表面会极大的影响语言的可懂度，采用不对称声波聚焦塑造技术即能满足会议扩声系统需求，又能提高语言可懂度，有效的解决了建筑声学设计不足之处。主席台前方预留流动音箱音频输出接口，配备8组倒相式音箱，用以满足主席台发言者返听使用。
整体外围形成了一圈声源，兼顾声场均匀度的同时，通过DSP音频处理及多声道控制技术，可实现环绕立体声效果，结合舞美视觉设计，可形成由远及近，由前到后身临其境的4D视听效果，助力将文艺氛围淋漓尽致展现。
综合上述建筑声学设计及电声设计分析，大空间多功能厅扩声系统主要的设计及应用要点为围护结构隔声、建筑声学以及电声设计三个方面。围护结构声学是控制本地噪声的主要方向，可以从隔声、吸声、消声、隔振等方面采取措施。建筑声学针对大空间语言扩声需求主要以顶面及侧面的吸音处理为主，而为了兼顾造价成本，侧方可考虑3米以下的吸音处理，因为人耳聆听区间基本在1.2米～3米之间。再结合电声设计，选择指向性较强的扩声设备，合理分布在3米以下区间。即能满足多功能厅中频的混响区间，保证语言的清晰度，又能兼顾其他形式的声场及声压级需求。总之，建声与电声是相辅相成的，互相制约又互为弥补，合理的搭配设计，才能满足大空间扩声系统的高清晰度、高丰满度的声学表达效果。
自该多功能厅建成以来，先后成功举办了茶博会、围棋大会、建党周年大会、奢侈品智能交易峰会等多项学术类、论坛类、展览类、文艺汇演类等集会。整体表现满足设计及使用需求，为各项会议主办及参与者提供了完美的视听体验。
伴随着建筑领域科技的发展，后续会有更多更大的大空间会议场所，那么大空间扩声的实现也会涌现更多的问题需要人们来解决。而问题的产生同样仍是离不开建声与电声两个方面，目前计算机领域及材料科学领域也在进行的不断的革新，相信在不远的将来，通过建声与电声的结合，大空间会议扩声系统会有更高的实际使用效果。
通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述的具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。
Claims (10)
1.一种大空间多功能厅扩声系统的设计方法，其特征在于包括对多功能厅围护结构进行隔声设计，对多功能厅建筑结构进行设计和电声设计，
所述多功能厅建筑结构设计包括：
多功能厅观众席区域为吸声吊顶，采用拉网吊顶，顶部铺设玻璃棉，面积占总吊顶面积的65％，剩下35％区域采用石膏板；
侧墙采用铝板，铝板背后粘贴阻尼材料，铝板采用背筋加固且间距不大于400mm，采用铆钉或螺栓连接；
地面采用水泥自流平施工，铺满地毯；
所述电声设计包括：
主席台区域设置有源数字可调音柱，阵列式扬声器，最大声压级100dB；
主席台后方两侧分别设置6+2线阵列音箱，即6组高频+2组超低频音箱，最大声压级127dB；
主席台对面及侧面设置无源补声音柱，阵列式扬声器，作为后场及侧方会议补声，采用不对称的声波聚焦塑造技术，在其垂直方向上不对称的声波散射，将声学覆盖区域略微偏向垂直轴心下方四分之一的圆周区域。
2.根据权利要求1所述的一种大空间多功能厅扩声系统的设计方法，其特征在于主席台前方预留流动音箱音频输出接口，配备8组倒相式音响，用以满足主席台发言者返听使用，包括返听扬声器4只和前区补声扬声器4只。
3.根据权利要求1所述的一种大空间多功能厅扩声系统的设计方法，其特征在于对多功能厅围护结构进行隔声设计，包括
展厅与设备及安防机房墙为隔声墙，门为隔声门，机房内墙面设吸声墙，顶为吸声吊顶；
展厅与室外环境间隔墙、与疏散通道间隔墙采用200mm厚加气混凝土砌块墙两侧抹25mm厚水泥砂浆，在展厅一侧附加双侧埃特板隔声墙。
4.根据权利要求3所述的一种大空间多功能厅扩声系统的设计方法，其特征在于展厅与室外环境间隔墙、与疏散通道间隔墙构造做法为：
200mm厚加气混凝土砌块墙两侧各抹25mm厚水泥砂浆+50空腔+75轻钢龙骨内填50厚岩棉板+两层9mm厚埃特板。
5.根据权利要求1或4所述的一种大空间多功能厅扩声系统的设计方法，其特征在于侧墙采用两种铝板，3.2m以下采用穿孔木纹转印铝板，3.2m以上采用渐变色铝板。
6.根据权利要求5所述的一种大空间多功能厅扩声系统的设计方法，其特征在于所述有源数字可调音柱为4台，内部由16组低音单元及16组高音单元构成，分布于主席台两侧，频率响应130Hhz-20KHz，覆盖中高低频。
7.根据权利要求6所述的一种大空间多功能厅扩声系统的设计方法，其特征在于所述补声音柱为14个，布置于主席台对面6个及两侧各4个，每个补声音柱由7组全频单元构成。
8.根据权利要求7所述的一种大空间多功能厅扩声系统的设计方法，其特征在于主席台对面补声音柱嵌入式墙面水平安装，下皮距地面3.2m；主席台两侧面补声音柱嵌入式墙面垂直安装，下皮距地面1.7m。
9.根据权利要求8所述的一种大空间多功能厅扩声系统的设计方法，其特征在于所述2组6+2线阵列音箱9m吊装；4台有源数字可调音柱距地面1.2m；
另安装无线手持话筒天线放大6套，采用墙壁安装，距地面3m。
10.一种大空间多功能厅，其特征在于该系统采用权利要求1-9任一项所述的大空间多功能厅扩声系统的设计方法进行施工。
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| GB368402A (en) * | 1929-12-12 | 1932-03-10 | Electrical Res Prod Inc | Improvements in or relating to buildings or chambers for acoustic purposes |
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| CN207245262U (zh) * | 2017-08-31 | 2018-04-17 | 北京城建集团有限责任公司 | 一种均匀传声的剧院 |
-
2021
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Patent Citations (3)
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