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天津市電視技術(shù)研究所高級(jí)工程師《高玉龍》淺談會(huì)議場(chǎng)所聲學(xué)環(huán)境營造的重要性
發(fā)布時(shí)間：2023-02-14
會(huì)議場(chǎng)所聲學(xué)環(huán)境營造的重要性
1.概述
會(huì)議場(chǎng)所房間容積從幾百立方米到幾千平方米不等，其房間形態(tài)也不完全是矩形造型，也有局部墻面為圓弧形，甚至整個(gè)房間呈圓形。
會(huì)議場(chǎng)所大多需要采用擴(kuò)聲系統(tǒng)，參會(huì)人員借助揚(yáng)聲器聽會(huì)議報(bào)告或他人發(fā)言。本文所討論的內(nèi)容就是針對(duì)揚(yáng)聲器發(fā)聲在不同會(huì)議房間里可能產(chǎn)生的各種問題，討論采用揚(yáng)聲器發(fā)聲的會(huì)議場(chǎng)所營造聲學(xué)環(huán)境的重要性。
因此，這里所談的會(huì)議場(chǎng)所不包括采用紅外同聲傳譯用耳機(jī)聽聲的情況，也不包括采用新一代無紙化多媒體會(huì)議終端耳機(jī)聽聲的情況。
揚(yáng)聲器與自然聲（包括樂隊(duì)器樂演奏、聲樂演唱等）兩類聲音不同，因而有著兩中不同建筑聲學(xué)處理規(guī)范，這是近年來國內(nèi)外聲學(xué)處理的一種趨勢(shì)。
2.房間可能存在的聲學(xué)缺陷
一個(gè)會(huì)議用房如果不重視聽音環(huán)境的營造，忽視聲學(xué)方面的技術(shù)處理就有可能出現(xiàn)如下聲學(xué)缺陷：回聲、聲聚焦、梳狀濾波器效應(yīng)等。[敏感詞]分別加以介紹
（1）回聲
在容積較大的會(huì)議場(chǎng)所，出現(xiàn)反射聲強(qiáng)度和時(shí)間差大到足以在聽覺上能將其與直達(dá)聲區(qū)分開來，亦稱聽到回聲。單一聲源產(chǎn)生的一連串可分辨的回聲叫作多重回聲，當(dāng)室內(nèi)兩個(gè)界面之間距離大到一定數(shù)值，且吸聲量不足時(shí)，其中間揚(yáng)聲器發(fā)出的聲音就可能產(chǎn)生多重回聲。回聲會(huì)影響聽聲者的注意力，降低聲音的清晰度。在多用途廳堂，還會(huì)破壞聆聽立體聲的聲像定位效果。
（2）聲聚焦
在扇形報(bào)告廳，觀眾席總是以舞臺(tái)為中心作弧形排列，因此后墻一般為凹曲面。由于凹曲面會(huì)使反射聲聚焦于某個(gè)區(qū)域，造成在該區(qū)域聲音特別響亮的現(xiàn)象，出現(xiàn)所謂的聲聚焦現(xiàn)象。聲聚焦點(diǎn)聲能過分集中，使聲音嘈雜，音質(zhì)下降。
有些會(huì)議廳本身就是圓形造型，更容易產(chǎn)生聲聚焦。
（3）梳狀濾波器效應(yīng)
梳狀濾波器效應(yīng)屬于聲波空間干澀現(xiàn)象。到達(dá)某一聽眾處的直達(dá)聲A和緊隨其后的較強(qiáng)的反射聲B，兩者之間具有一定延時(shí)。當(dāng)兩者相位相同時(shí)，該聽眾處的聲壓就是兩者聲音之和；而反相時(shí)則為兩者之差。實(shí)際上，該聽眾處的聲壓就是直達(dá)聲A和反射聲B聲壓的矢量和。其頻率響應(yīng)形狀如同梳子一樣，我們把這種聲波的空間干澀現(xiàn)象稱為梳狀濾波器效應(yīng)。
直達(dá)聲和來自房間側(cè)墻、地板、天花板稀疏的反射波存在干擾。于是聲信號(hào)在傳輸過程中，使得聲源中某一些頻率得到過分加強(qiáng)或減弱，使原始聲音被賦予額外的聲音特點(diǎn)，這樣就將破壞房間內(nèi)原有聲音的均衡性，造成聲染色。
3.房間聲環(huán)境的營造
會(huì)議場(chǎng)所上述聲缺陷對(duì)參會(huì)人員聽聲造成干擾，因此會(huì)議場(chǎng)所涉及的房間都有必要進(jìn)[敏感詞]間音質(zhì)設(shè)計(jì)和采取建筑聲學(xué)處理措施，以便營造一個(gè)良好的會(huì)場(chǎng)聽音環(huán)境。
（1）關(guān)于建筑聲學(xué)處理的分界頻率
如前所敘，會(huì)議場(chǎng)所房間容積從幾百立方米到幾千立方米不等，在進(jìn)行建筑聲學(xué)處理時(shí)了解聲學(xué)意義上的大、小房間之間的臨界頻率以下按波動(dòng)聲學(xué)方法處理。房間容積從400m3至3000m3各種情況下的相關(guān)數(shù)據(jù)表1 。
表中臨界頻率fc是采用在線房間模式計(jì)算器算出來的，對(duì)應(yīng)的混響時(shí)間通過臨界頻率公式可以折算出來。臨界頻率是聲學(xué)大、小房間之間的理論上的分界頻率，低于該頻率聲場(chǎng)就進(jìn)入簡(jiǎn)正模式區(qū)。實(shí)際上fc是給出房間中頻混響時(shí)間的建議值。但是滿足擴(kuò)散聲場(chǎng)頻率[敏感詞]值是有一定規(guī)范的，即必須滿足1/3陪頻程中簡(jiǎn)正模式數(shù)目等于或大于20的需求。因此，擴(kuò)散聲場(chǎng)[敏感詞]頻率就是該房間實(shí)際上的聲學(xué)大、小房間之間的分界頻率。該頻率是通過在線房間模式博內(nèi)洛曲線求出，滿足1/3陪頻程中簡(jiǎn)正模式數(shù)目等于或大于20的要求。所謂聲線跟蹤[敏感詞]頻率就是進(jìn)入聲場(chǎng)鏡像反射區(qū)的起始頻率，用來給出采用軟件進(jìn)行聲學(xué)參量模擬時(shí)，其有效頻率范圍的實(shí)際下限值 。
擴(kuò)散聲場(chǎng)頻率[敏感詞]值是對(duì)房間進(jìn)行聲學(xué)處理時(shí)的一個(gè)重要參考頻率。如果作為多功能會(huì)議場(chǎng)所的揚(yáng)聲器低頻下限值大大低于該分界頻率，就要考慮對(duì)簡(jiǎn)正模式區(qū)的建筑聲學(xué)進(jìn)行處理，盡可能減少該頻率不出現(xiàn)聲染色。這往往是會(huì)議場(chǎng)所聲學(xué)設(shè)計(jì)者容易忽視的一個(gè)問題。當(dāng)然，如果擴(kuò)散聲場(chǎng)頻率[敏感詞]值與揚(yáng)聲器低頻下限值大體相當(dāng)，就可以不必考慮這個(gè)問題。
（2）關(guān)于吸聲處理原則
對(duì)于那些主要靠揚(yáng)聲器產(chǎn)生聲音的場(chǎng)合：如電影院、視聽室以及有擴(kuò)聲的會(huì)議室等房間，則應(yīng)將揚(yáng)聲器所激發(fā)的環(huán)境”二次反射聲“（包括揚(yáng)聲器產(chǎn)生的前期反射聲和混響聲）盡量減弱，以減輕對(duì)直達(dá)聲的干擾，避免由此產(chǎn)生的聲像和清晰度下降。因此以揚(yáng)聲器放聲為主要音源的房間沒有"[敏感詞]混響時(shí)間"的概念，這些場(chǎng)合應(yīng)該采用強(qiáng)吸聲聲學(xué)處理規(guī)范。
那么聲音重放系統(tǒng)（也包括廳堂擴(kuò)聲系統(tǒng)）揚(yáng)聲器輻射出的聲音與自然聲聲源有著哪些不同之處呢？自然聲聲源是未作任何‘修飾“的聲源；聲音重放系統(tǒng)（含擴(kuò)聲系統(tǒng)）揚(yáng)聲器輻射出的聲音是經(jīng)過加工修飾過的聲源。在擴(kuò)聲系統(tǒng)里（經(jīng)由調(diào)聲臺(tái)）增加了聲音品質(zhì)修飾和音響效果加工處理環(huán)節(jié)，在影視作品里聲音錄制的后期處理中已就對(duì)白編輯、音樂編輯，環(huán)境編輯、效果編輯若干環(huán)節(jié)進(jìn)行了技術(shù)處理。要想原汁原味地重現(xiàn)這些經(jīng)過修飾的聲音，就需要降低聲環(huán)境對(duì)揚(yáng)聲器輻射直達(dá)聲的干擾。此時(shí)，增加房間常數(shù)是[敏感詞]的選項(xiàng)，體現(xiàn)在建筑聲學(xué)方面就是增加吸聲。
表2列出的是[敏感詞]標(biāo)準(zhǔn)GB/T50356-2005《劇場(chǎng)、電影院和多用途廳堂建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)規(guī)范》，電影院行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GY/T 183-2002《數(shù)字 立體聲電影院的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》以及ITU（國際電信聯(lián)盟）各自對(duì)房間中頻混響時(shí)間的推薦值。從表2數(shù)據(jù)可以看出，GB/T 50356-2005還是秉0“持[敏感詞]混響時(shí)間”的理念制定。而GY/T 183-2002和ITU推薦的中頻混響時(shí)間符合強(qiáng)吸音的聲學(xué)處理理念，符合當(dāng)今時(shí)代建筑聲學(xué)處理的總趨勢(shì)。
對(duì)于房間尺寸較大的會(huì)議場(chǎng)所，兩個(gè)平行墻面采用吸音處理措施或者同時(shí)采用吸音和擴(kuò)散處理措施可以消除可能產(chǎn)生的“回聲”現(xiàn)象。房間中頻響時(shí)間宜采用ITU推薦值，對(duì)房間做強(qiáng)吸聲處理。
對(duì)于圓形會(huì)議廳（包括圓弧形墻面的會(huì)議場(chǎng)所）采用聲擴(kuò)散處理，即在圓弧形面上布置聲擴(kuò)散條或二次余數(shù)序列擴(kuò)散體，簡(jiǎn)稱QRD擴(kuò)散體。這樣投射到圓弧墻面的聲波被分散到空間的許多方向，不能在聚焦到某一區(qū)域。同時(shí)，聲擴(kuò)散體本身還具有一定的吸聲作用（1KHz~4KHz時(shí)吸聲系數(shù)大約為0.2~0.3）。
對(duì)于消除梳狀濾波器效應(yīng)的有效方法就是避免出現(xiàn)強(qiáng)的反射聲來干擾直達(dá)聲，可以采用強(qiáng)吸聲和聲擴(kuò)散措施進(jìn)行處理。
頂棚吸音問題。在容積比較大的多用途廳堂頂棚宜采用浮云擴(kuò)散體陣列，不僅具有吸聲作用，還增加了廳堂聲場(chǎng)的均勻度。
關(guān)于吸聲處理處理需要注意在整個(gè)聽聲頻率范圍內(nèi)的均衡吸聲，降低混響時(shí)間曲線的起伏范圍。所以在某一吸音面上要采用低頻、中頻、高頻吸聲材料（或結(jié)構(gòu)）交替布置。如果條件允許也可以采用寬帶吸聲結(jié)構(gòu)。
而聲學(xué)擴(kuò)散體的使用問題需要注意兩點(diǎn)：
首先，注意擴(kuò)散體擴(kuò)散頻率范圍以及擴(kuò)散體與聽眾之間的小作用距離。例如7階二次余數(shù)序列擴(kuò)散體，當(dāng)擴(kuò)散頻率為600Hz（此時(shí)散射頻率為300Hz），高頻截至頻率為2150Hz時(shí)，擴(kuò)散體與眾座位的小距離為1.72m。如果距離擴(kuò)散體再近，聲擴(kuò)散的作用將會(huì)減弱。
另外，單個(gè)擴(kuò)散體很少使用，通常需要若干擴(kuò)散體單元組成陣列使用。但是若干擴(kuò)散體單元以相同方式排列組成陣列（稱為周期性調(diào)制擴(kuò)散體陣列）會(huì)使聲擴(kuò)散特性變差，因此需要采用非周期性擴(kuò)散體陣列。采用巴克碼（巴克碼是一種具有特殊規(guī)律的二進(jìn)制碼字）排列的周期性調(diào)制擴(kuò)散體陣列就是其中的一種方式。這種按照一定規(guī)律排列的方式可以使陣列獲得不同散射角度向上的聲擴(kuò)散，使聲擴(kuò)散更加均勻，進(jìn)一步了解這一問題可參見參考文獻(xiàn)【3】中第七章的內(nèi)容。
4小結(jié)
會(huì)議場(chǎng)所各種各樣，聽聲效果也各有不同。但是在建筑會(huì)議場(chǎng)所時(shí)，只有重視視聽環(huán)境的營造，并采取實(shí)際步驟努力營造一個(gè)良好的會(huì)場(chǎng)聽聲環(huán)境，才會(huì)使參會(huì)人員親身感覺到一個(gè)良好的聽聲環(huán)境對(duì)開好會(huì)議是多么重要。
【參考文獻(xiàn)】
1管善群.用跨學(xué)科思維改善揚(yáng)聲器聽感的關(guān)鍵之管見.2009電聲技術(shù)國際研討會(huì)ISETA特別報(bào)告，2009.11.11
2楊定軍.聲學(xué)梳狀濾波器效應(yīng)J電聲技術(shù)，1985（6）：6-9
3高玉龍.小房間聲學(xué)設(shè)計(jì) 及建筑聲學(xué)處理M.北京：國防工業(yè)出版社，2014年9月
4GB/T 5056-2005 《 劇場(chǎng) 、電影院和多用途廳堂建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)規(guī)范》
5GY/T 183-2002 《 數(shù)字立體聲電影院的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》
REC.ITU－Ｒ BS.1116－11recommendation ITU－Ｒ BS.1116－1*.Method for the subjective assessment of small impairments in audio systems including multichannel sound systems
