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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
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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 。
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      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。

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       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。
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【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


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