智能大楼施工组织设计方案(3)

由上图可知，整个系统中最重要的部分就是扩声部分，因此在本方案中着重针对扩声系统进行详细的描述和设计。系统扩声声场特点厅堂扩声的音响设计，在声学方面的要求有自己的特点。它要确保语言清晰度，采用强吸声短混响的系统，使听众获得足够的声级和均匀的声场，这是几乎所有厅堂扩声的共性特点。根据厅、室的容量和所用设备、内装修等条件的不同所确定的声学处理方式也不相同。对于中小型报告厅、会议室通用的声学指标如下：混响时间中频（500Hz）混响时间为0.8~1s，混响频率特性接近平直。声场不均匀度自然声报告时，厅内500Hz的声场不均匀度不大于±3.5dB；采用扩声系统时，应小于±3dB。噪声级自然声报告时，厅内噪声级不大于30dBA；采用扩声系统时，应低于40dBA。没有音质缺陷自然声报告时，讲台台口两侧墙和吊顶应作为反射面，按几何作图法确定反射面的倾角，使厅内反射声均匀分布，后排听众的声级应≥65dB建筑声学根据厅室特点，可采用短混响。根据混响计算，确定在墙面配置强吸音材料，对于平行侧墙和凹弧形墙面来说，还可以消除颤动回声和声聚焦等缺陷。作为墙面的控制中，高频的吸引材料，通常采用矿棉板，阻燃织物或壁毯，也可以配置钻孔吸声结构（铝板或者纤维板钻孔）或织物包阻燃泡沫塑料等构造。讲台的后墙也应做吸声处理，以免后部反射声引起前方传声反馈；在放映电影时，后墙反射声与音箱系统直射声的相位差会引起不利的声干扰；当厅内的声吸收是以控制混响时间达到设计值时，顶部通常不做吸声处理，而仅作为反射面；护墙应采用胶合板或砌筑共振吸引器，以控制低频混响；其它部位可设多孔吸声材料。声学设计指标根据厅堂扩声系统设计规范可知电气系统和声学特性指标如下：电气系统特性指标在扩声系统额定带宽及电平工作条件下，从传声器输出端口到功放输出端口通路间的频率响应不劣于0~1dB；总谐波失真应不大于0.1%；信噪比应不劣于通路中最差的单机设备信噪比3dB。声学特性指标【文艺演出类】文艺演出类等级最大声压级传输频率特性传声增益稳定声场系统噪声级一级额定通带内≥106dB以80～8kHz的平均声压级为0dB，在此频带内允许范围：－4dB～＋4dB100Hz～8kHz的平均值≥－8dB100Hz时≤10dB；1kHz时≤6dB；8kHz时≤＋8dBNR-20二级额定通带内≥103dB以100～6.3kHz的平均声压级为0dB，在此频带内允许范围：－4dB～＋4dB125Hz～6.3kHz的平均值≥－8dB1kHz时≤＋8dB；4kHz时≤＋8dBNR-20早后期声能比（dB）500Hz～2kHz内1/1倍频带分析的平均值≥＋3dB（可选择项）【多用途类】多用途类等级最大声压级传输频率特性传声增益稳定声场不均匀度系统噪声级一级额定通带内≥103dB以100Hz～6.3kHz的平均声压级为0dB，在此频带内允许范围：－4dB～＋4dB125Hz～6.3kHz的平均值≥－8dB1KHz时≤6dB；4kHz时≤＋8dBNR-20二级额定通带内≥98dB以125Hz～4kHz的平均声压级为0dB，在此频带内允许范围：－4dB～＋4dB125Hz～4kHz的平均值≥－10dB1kHz、4kHz时≤＋8dBNR-20早后期声能比（dB）500Hz～2kHz内1/1倍频带分析的平均值≥＋3dB（可选择项）【会议类】会议类等级最大声压级传输频率特性传声增益稳定声场不均匀度系统噪声级一级额定通带内≥98dB以125Hz～4kHz的平均声压级为0dB，在此频带内允许范围：－6dB～＋4dB125Hz～4kHz的平均值≥－10dB1KHz、4kHz时≤＋8dBNR-20二级额定通带内≥95dB以125Hz～4kHz的平均声压级为0dB，在此频带内125Hz～4kHz的平均值≥－1kHz、4kHz时≤＋10dBNR-20允许范围：－6dB～＋4dB12dB早后期声能比（dB）500Hz～2kHz内1/1倍频带分析的平均值≥＋3dB（可选择项）4.6.3.3方案设计1、混响时间的计算室内声源停止发生后，声音衰减的过程叫做混响过程，混响时间是在达到稳态声场后，声源停止发声，从声源停止发声到室内声能密度衰减到原来的1％（衰减60dB）时所经历的时间，记做T60，计算混响时间，通常要计算125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz这六个频率的值，这里是指500Hz的声音混响时间。下表为不同类型厅堂的最佳混响时间。厅堂用途混响时间（s）厅堂用途混响时间（s）电影院、会议厅1.0～1.2电视演播厅0.8～1.0演讲、戏剧、话剧1.0～1.4语言录音0.3～0.4歌剧、音乐厅1.5～1.8音乐录音1.4～1.6多功能厅堂1.3～1.5多功能体育馆小于1.8混响时间计算方法一般可以采用塞宾公式、艾润公式和克纳森公式，我们在方案中采用塞宾公式，即：T60＝KV/A＝T60=0.161V/A式中，T60为混响时间K为与温度有关的常数，一般取K＝0.161s/mV为闭室的容积（M3）A为房间吸音量（M2）A＝α1S1＋α2S2＋......αnSnα1为室内不同材料的表面积，S1为室内不同材料的吸声系数按照500Hz为参考频率，查吸引系数表，带入塞宾公式，得空场时：T60＝1.22、声场功率的计算声场总功率一般采用估算的方式，也可以由公式计算得出,计算方法如下:确定声压级：参照厅堂扩声系统声学特性指标，我们承诺本方案设计的扩声系统所能达到的指标可达到多用途厅堂类扩声系统一级标准，即大于等于103dB，另外考虑到音频信号的动态范围，这里考虑增加18dB的裕量。确定音箱灵敏度：音箱灵敏度的高低对系统所需要电功率的影响很大，灵敏度相差3dB，电功率则差1倍，这里建议在95～100dB左右。确定听音距离：音箱的最远供声距离D，不超过3Dc，即最远距离D应小于3倍临界距离Dc。确定声场总功率P＝10（Lp-S-10lgN+20lgD）/10由声场总驱动功率可得出所需要音箱数量和功率值。扩声系统的主音箱系统的功率分配一般根据所确定的组合台数，依照功率放大器不失真功率条件，选择合适的台数。3、语言清晰度设计对于多功能厅，一个很重要的设计指标是语言清晰度。语言清晰度也称为“言语可懂度”。清晰度指的是口语单词与我们听到的单词之间的同一性。不同的频率对语言的接受程度不同，也影响语言清晰度的指数。美国国家标准协会制定了一个关于不同频带对单词接受的数据。下表列出了不同频段对语言的接受程度频带（Hz）1252505001000200040008000语言了解能力(%)08142233230由上表可以看出语言的能量接受与清晰度的关系，在2000Hz～4000Hz时的语言能量要比在500Hz时的语言能量接受程度更高些。所以，清晰度是用来评定接受语言质量的客观依据。研究表明,如果我们以倍频程为单位来分析语言信号，成年男人的语言频谱在250hz处为能量的最大值。250hz两边都呈下滑趋势。1khz以上的倍频呈每倍频6dB开始衰减。而1khz到4khz之间的频段对可懂度是最有影响力。这就是为什么在非常嘈杂的环境中，扩声系统一般在这个频段显得不足。由于讲话覆盖频率范围为100Hz～8KHz，最大语音功率出现在250HZ和500Hz频段，在高频处迅速跌落，较低频率相应于无音，而稍高频率则为辅音，以2KHz为中心的倍频程段对可懂度影响约30%，在4KHz和1KHz分别为25%和20%，这表明延伸高频响应具有重要意义，应保证2～4KHZ的可懂度重要频段具有适当的信噪比。在本方案中，我们采用如下措施，提高语言可懂度：（1）语言扩声平均声压级95dB,并有6dB以上的动态余量（2）采用强指向性、低失真、高效率的放音设备，将扬声器的指向瞄准听众，让声音尽可能少的投射到墙面和天花板上。（3）语言信号电平（平均值）95dB，高于本底噪音30dB以上。（4）根据混响时间超过1.2秒时，语言清晰度是混响时间和直达声与混响声声能比的函数关系，因此我们提高D/R的比值，保证最大供声距离=临界距离的3—4倍。（5）选用优质的PEAVEY电子周边设备，对局部频段进行调整，提高2～4KHZ频段的可懂度，使得在10KHZ范围内可懂度能有效改善。（6）采用延时手段对后场进行校正，使各声源到达最远听众席的延时差不大于2—5ms。（7）采用灵活安装方式+放音单元叠加的方式，灵活调整主扬声器的覆盖区域，尽量减少扬声器彼此间的声干涉。（8）调整扬声器的安装角度并采取多种措施，如对扬声器在功率放大器端进行必要的衰减，严格控制反射声的方向和强度，避免出现不良声反射。4.6.3.4系统及设备的选型在扩声音响系统中，音响质量的优劣完全依赖于整个音响系统设备中的每一个环节工作状态。设备性能的优劣是衡量整个系统是否优质和稳定工作的重要标志。因此音响系统的选型与声场音质设计一样，非常关键。在传统扩声产品的锁链中，调音台、功放、周边设备、音箱、数字音频处理器等品牌芜杂繁多，进口与国产产品非专业的用户也很难界定其真假。因此在产品选择上，尽量选择技术先进，性能可靠，具备悠久历史的品牌，从音源到调音台、周边电子设备、功放、音箱等则尽量选择同一品牌的产品，最大限度的避免因兼容性而带来的问题。扩声系统原理图音箱系统选型音箱是整个音响系统的喉舌，是音响系统最重要的一个部分，音箱的选择主要从音箱的灵敏度和额定功率、指向性分析、输入输出阻抗等方面考虑。由于单元的材料和工艺是音箱产品优劣的最重要区分，因此我们在方案中选择美国Peavey公司的产品。功放选型为了保证扩声系统的音质效果，功率放大器要有足够的功率裕量，并能长期稳定地工作。同时选择的放大器在提高效率、减小失真、短路与空载保护、降低温升等方面，均应有完善的技术设施。因此我们在方案中选择美国Peavey的PV系列功放。Peavey新的PV系列功放保留了原有的双通道设计，高功率和百威独有的专利DDT技术（失真侦测技术），以及专利的Turbo-V冷却设计。封顶式的输入增益控制。它是一个真正耐用的设备，能够几乎完全消除失真，支持低频信号直接输出，独有Turbo-V冷却设计，它比传统的散热片设计更能均衡的冷却功率的电子晶体管。调音台及其它设备选型调音台是整个音响系统的心脏部分。良好的电气性能、稳定的工作状态、平直的平率响应、极小的谐波失真是我们在产品选型过程中不可忽略的部分。除满足不同数量的输入通道和输出编组以外，还需要支持与合适的均衡器、延时器、混响器、压缩限幅器、移频器等设备组成一个稳定、可靠的系统。因此我们在方案的设计中，选择了美国Peavey的履获大奖的FX系列调音台，FX系列调音台采用新的，百威独有高级技术加强原音重现的效果和专业录音效果，包含消音的MIC前置放大器，可以产生很高的增益却只有很低的噪音和失真。4路监听发送，位于fader前，EQ后（内部线路可以实现EQ前发送）；另有2路fader后效果发送。调音台包含双DSP处理器，可以将多样的效果同时通过aux5/6分配给任一通道。包含效果处理，效果加强，延时处理，信号放大，压缩等功能。每个效果窗口可以一并连接3个处理器。具有16/24/32个输入声道，其中多路单声输入通道及话筒输入，多路立体声输入，每路话筒输入都具有SilencerMIC前置放大器。自带可切换的48V幻象电源，低切滤波；4编组输出，6路辅助输出；双DSP效果处理器，双USB接口及内置MP3压缩，实时输出；可直接使用U盘存储、录制及播放的MP3音频文件，可录制节目，现场排练，演讲等；直接连到USB记忆条，无需多余的硬件就可以在电脑里接受到电子版的声音。内置多功能数字处理器，包括反馈抑制器，压限，28段图示均衡，5段参量均衡，延时器，分频器。内置DSP效果处理器，分别具有两套独立效果处理器，每个处理器由3个模块组成，每一个模块都有相同的效果库，可任意组合。根据创作的不同需要做出新的组合效果。每一个处理器都有100种效果模式。其中前45种是预置效果，55个用户定义效果，第二个效果处理器可分置于主通道或编组输出。在第2届声响亚洲音响设