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舞臺音響解決方案

劇場舞臺燈光音響系統解決方案

一、工程項目基本概況

本次設計的某影劇院音響擴聲、舞臺燈光、電影放映系統屬于改造工程項目,改造后主要滿足為:影劇院的文藝演出,大型報告性會議,7.1聲道立體聲專業電影放映等,實為一個多功能型使用劇場。目前發現的問題是:

1、劇場擴聲聲場嚴重不均勻,前面的人感覺聲大受不了,后面的人感覺聽不清。

2、傳聲增益很差,話筒音量小無法正常使用,造成開會和演出不能順利進行。

3、系統設備陳舊,傳輸頻率特性很差,造成音質嚴重失真,不能滿足演出要求。

4、舞臺燈光鋪光不均勻,舞美燈光效果很差,造成演出時舞臺人物沒有立體感等。

5、劇場無內部通訊指揮系統,演出時指揮較混亂。

6、電影系統設施簡陋無法滿足數字院線的擴聲要求,觀眾無環繞立體聲體驗。

7、劇場的候場室太小,需要重新規劃設計房間。

8、調音室不符合正規使用要求,需要重新規劃位置,以及音箱安裝位也需要重新調整安裝角度和裝飾面。

9、劇場內外基礎照明系統已經嚴重陳舊,需要重新維護或更換。

根據以上幾點問題,本次設計我們按照改造要求和國家相關標準,結合目前劇場的實際建筑結構和業主投資情況,去認真分析和設計,給業主一套完善的解決方案。

二、設計思想

本項目,我們認真按照國家相關標準要求和業主有限資金的前提下設計,既然投資有限,我們盡可能的在有限的資金內把資金用到刀刃上,選配高質量性價比高的產品,設計一套完美的系統。

我們對產品的選型,盡可能的追求國際一線品牌中高質量高規格的產品,設計一套高穩定性、高完全性、高性價比、高智能化的一套完美的燈光音響方案和非常規范的工程交給業主。這樣,雖然利潤空間必然會大大減少,但盈利不是目的,能交給業主一套安全穩定、高質量的燈光音響工程才是重要的,贏得業主的口碑才是重要的,當系統穩定安全的運行了,無需我們的售后服務也就沒有了支出,實際上我們同樣也贏得了利潤,也贏得了更多的客戶認可,同時公司也贏得了長足的發展空間。

1.3、系統主要構成

某影劇院舞臺燈光、音響擴聲系統工程包括以下幾個系統:

影劇院音響擴聲系統;

劇場內部通訊系統

演員后場視頻監視系統

電影放映立體聲環繞聲系統。

影劇院舞臺燈光系統;

三、系統功能定位

為保證整個系統達到國內及國際先進水平,系統設備我們采用國內或世界知名品牌。系統設計理念:技術先進、系統科學、配合合理、性能優良、功能齊備、經濟實用、安全可靠、具有可擴展性。

1、音響擴聲系統

擴聲系統肩負各種文藝演出、會議、報告、電影放映的重要功能,本系統定位擴聲系統具有良好的語言清晰度,同時在音樂播放時需要實現良好的聲音還原度,聲場擴聲的均勻度,具有足夠的聲壓級和頻率響應,同時各種使用狀況下的系統轉換方便。

2、內通系統

劇場內通保證導演的對各個部門的全場指揮,采用4個通道

3、演員后場視頻顯示系統

保證候場和化妝間的演員能實時掌握舞臺的演出進度和各種動態,視頻系統要有實時演出畫面和字幕提醒功能。

4、電影放映還音系統

放映機、銀幕采用原有設備,還音系統采用7.1聲道環繞立體聲解碼。

5、舞臺燈光系統

舞臺燈光系統要滿足文藝演出的效果燈光和會議照明,燈光系統滿足國家標準要求的舞臺的平均照度、平均色溫、顯色指數等參數,會議燈光采用冷光源。

四、工程項目分析

本影劇院呈長方形,廳總長42米,廳寬26米,舞臺臺口至廳堂后墻視距28米,影劇院高約7.8米。舞臺臺口寬17米,舞臺深13.2米,臺口高7米,舞臺高度1米,另外,燈光音響控制室改在舞臺對面的三層放映室內,控制室距地5米左右。依據建筑設計圖給出的結構形狀和數據尺寸,計算出本觀眾廳有效容積約為5678.4m3,總表面積約為2245.6m2。

某影劇院影劇院平面圖見圖1

五、音響擴聲系統設計依據

音響擴聲系統設計的依據為:

某影劇院影劇院設計要求和建筑結構圖紙;

相關的國家及行業標準:

GB 50371-2006《廳堂擴聲系統設計規范》

GYJ 25-86 《廳堂擴聲系統聲學特性指標》

GB 4959-95 《廳堂擴聲特性測量方法》

GB/T 50356—2005《劇場、電影院和多用途廳堂建筑聲學設計規范》

GBJ 76-84 《廳堂混響時間測量方法》

GB/T 14476-93 《客觀評價廳堂語言可懂度的“RASTI”法》

GB/T 14197-93 《聲系統設備互連的優選配接值》

SJ2112-82《廳堂擴聲系統設備互聯的優選電氣配接值》

GB9003-88《調音臺基本特性測量方法》

GB50198-94 《民用閉路監視電視系統工程設計規范》

JGJ/T16-92《民用建筑電器設計規范》

GBJ 16-92(95年修訂)《建筑設計防火規范》

GB/T50314-2000《智能建筑設計標準》

GB/T50311-2000《建筑與建筑群綜合布線工程設計規范》

GB50259-96《電氣裝置安裝工程電氣照明裝置施工及驗收規范》

GB50169-92《電氣安裝工程接地裝置施工質量驗收規范》

六、擴聲系統聲學特性指標

某影劇院使用功能主要以文藝演出、各種大型會議、報告為主,兼顧其它綜合性的使用,以及7.1聲道立體聲電影放映等,實為一個多功能使用廳堂。

音響擴聲系統在使用時應保證音樂豐滿度、優質的重放效果、要有高的語言清晰度,合適的響度,系統要有足夠的動態余量,及聲、視像的一致性。

依據某影劇院使用功能要求和定位,音響擴聲系統聲學特性指標按照中華人民共和國國家標準GB 50371-2006《廳堂擴聲系統設計規范》,我們以文藝演出類擴聲系統聲學特性指標 (摘自GB 50371-2006)一級指標來設計音響擴聲系統。為此,某影劇院音響擴聲系統聲學特性指標為:如下表所示等級

一級

最大聲壓級(dB):額定通帶*內≥106dB

傳輸頻率特性:以80~8000Hz的平均特性聲壓級為0dB,在此頻帶內允許≤±4dB,40~80Hz和8000Hz~16000Hz的允許范圍見圖6-1。

傳聲增益:100~8000Hz的平均值≥-8dB

穩態聲場不均勻度(dB):100Hz時≤10dB;1000Hz時≤6dB;8000Hz時≤+8dB

早后期聲能比(可選項)(dB):500~2000Hz內1/1倍頻帶分析的平均值≥+3dB

總噪聲級:≤NR20

二級

額定通帶*內≥103dB

以125~4000Hz的平均特性聲壓級為0dB,在此頻帶內允許≤±4dB,63~125Hz和4000Hz~8000Hz的允許范圍見圖9-1

125~6300Hz的平均值≥-8dB

1000Hz、4000Hz時≤+8dB

500~2000Hz內1/1倍頻帶分析的平均值≥+3dB≤NR20

通過以上一級標準規定:

6.1、最大聲壓級 (在廳堂內各測量點可能的最大峰值聲壓級的平均值) (dB)

額定通帶*內:大于或等于106dB。

注:* 額定通帶是指優于傳輸頻率特性所規定的通帶。

6.2、傳輸頻率特性

以125~4000Hz的平均聲壓級為0dB,在此頻帶內允許范圍:-4dB~+4dB;63~125Hz和4000~8000Hz的允許范圍見圖2

文藝演出類一級傳輸頻率特性范圍

6.3、穩態聲場不均勻度 (dB)

1000Hz、4000Hz時小于或等于6dB。

6.4、傳聲增益 (dB)

125~6300Hz的平均值大于或等于-8dB。

6.5、系統總噪聲級

小于或等于NR-20。

注:國家標準GB 50371-2006《廳堂擴聲系統設計規范》中對系統總噪聲級的定義:擴聲系統在最大可用增益工作狀態下,廳堂內各測量點擴聲系統所產生的各頻帶的噪聲聲壓級(扣除環境背景噪聲影響)平均值,以NR-曲線評價。

以上聲學特性指標按照國家標準GB 4959-85 《廳堂擴聲特性測量方法》進行測量。

5.6、對建聲要求

廳堂的音質及聲學特性是建筑聲學和電聲系統擴聲的綜合效果,建聲是電聲的前提,根據影劇院的主要使用功能,確定建聲設計指標是很重要的。目前該影劇院是改造項目,主要是對燈光音響系統改造,建筑裝修不做改造,因此房間的建聲問題不能改善,目前在現場初步測試房間的混響時間大約在1.5-1.8S,

6.7、混響時間

室內反射聲形成混響,混響時間是決定室內音質的一個重要因素。一般來說,混響時間短,有利于聽音的清晰度,但過短會感到聲音變得干澀、沉悶枯燥;混響時間長,有利于聲音的豐滿度,但過長則會感到聲音混淆不清,降低了語言的清晰度。因此恰當的選擇和確定混響時間及其頻率特性是十分重要的。語言和音樂所要求的混響時間不同,為使有高的語言清晰度,要求混響時間短,為使音樂豐滿,又要求混響時間較長。恰當的處理房間的混響時間將使聲音有較好的表現。

下圖給出各種用途廳堂的中頻(500Hz)最佳混響時間和容積的關系。由圖可知,廳堂的用途不同,要求的混響時間不同,且廳堂容積越大,要求的最佳混響時間也越長。(見圖3)

圖4給出不同容積房間內的音節清晰度和混響時間的關系曲線。由圖可知,有相同混響時間的房間,容積越大,清晰度越低,混響時間越長,清晰度顯著降低。

表1(圖4)給出各類房間頻率為500~1000 Hz時的最佳混響時間推薦值。體積較小的房間取小值,體積較大時取大值。

某影劇院主要以文藝演出會議、報告為主,兼顧綜合性的使用及7.1聲道立體聲電影放映等。音響擴聲系統在使用時應保證音樂豐滿度、優質的重放效果、要有高的語言清晰度,影劇院有效容積約為5678.4m3,。

依據中華人民共和國國家標準GB/T 50356-2005《劇場、電影院和多用途廳堂建筑聲學設計規范》中對多用途廳堂的觀眾廳滿場合適混響時間的選擇宜符合下列規定:

在頻率為500~1000 Hz時,對不同容積的合適混響時間,多用途廳堂宜采用下圖所示范圍(圖5)

會堂、報告廳和多用途影劇院對不同容積V的觀眾廳,在500~1000Hz時滿場的合適混響時間T的范圍,參照以上各圖曲線及表1,建議某影劇院其觀眾廳的建筑聲學設計中頻(500~1000 Hz)滿場合適混響時間控制在1.2-1.5S最佳。

注:國家標準GB/T 50356-2005《劇場、電影院和多用途廳堂建筑聲學設計規范》中對合適混響時間的定義:在一定使用條件下,聽眾認為音質合適的混響時間,它是根據人們長期使用經驗得出的,并且具有一定的容許范圍。

關于混響時間頻率特性,空氣對高頻的吸收,觀眾對高頻的吸收都較大,要保持混響時間頻率特性平直比較困難,高頻混響時間允許低于中頻,但高頻對音質,音樂質量保真度影響極大,所以應盡量使高頻下降得少一些。各頻率混響同時達到聞閾,即低頻混響時間長于中高頻,這滿足聽覺要求,低頻的混響時間可提高20%,但不能太長致使語言清晰度不高。

6.8、背景噪聲

廳內的背景噪聲高低影響語言清晰度和聽音效果。一般在室內最小聲壓級的位置上,信噪比S/N大于30dB,才不至于對清晰度有明顯影響,信噪比提高到50dB,就可以獲得高質量的放聲,背景噪聲又是擴聲系統節目源的動態下限,直接影響到聽音效果。

應考慮防止各項噪聲源對觀眾廳的干擾。這些噪聲源包括下列方面:

a. 建筑物內設備噪聲。包括觀眾廳的空調系統、送回風系統(包括電扇)和電器系統噪聲,以及出入口門開關碰撞聲和座椅翻動聲等噪聲。

b. 外界傳入觀眾廳的噪聲。既包括來自房屋內其他部分的噪聲,如來自休息廳的喧嘩,放映機房、舞臺設施、辦公室和廁所設備等處的噪聲,也包括戶外交通噪聲(車輛、鐵路、航空等噪聲)以及其他社會噪聲。

c. 與本建筑物相關設施的其他噪聲源。

國家標準GB/T 50356-2005《劇場、電影院和多用途廳堂建筑聲學設計規范》中對觀眾廳內噪聲限值有如下規定:

觀眾廳和舞臺內無人占用時,在通風、空調設備和放映設備等正常運轉條件下噪聲級的限值不宜超過表3中的噪聲評價曲線NR值的規定。

表3. 各類觀眾廳內噪聲限值

觀眾廳類型

自然聲

采用擴聲系統

歌劇、舞劇劇場:NR 25、NR-30

話劇、戲曲劇場:NR-25、NR-30

單聲道普通電影院:NR-35

立體聲電影院:NR-30

會堂、報告廳和多用途影劇院:NR-30、NR-35

右圖給出了國際標準噪聲評價數NR曲線,它是評價噪聲煩惱和危害的參數。根據各類房間及專用房的室內噪聲允許值和歌劇、舞劇劇場觀眾廳內噪聲限值,要求廳內在產生噪聲的設備如通風空調、可控硅調光等全部開啟的情況下,空場背景總噪聲級應滿足噪聲評價數小于或等于NR-25。也可用A計權聲級dB (A)表示,A計權聲級dB (A)大致上為噪聲評價數曲線NR值加5,即噪聲評價數NR= dB(A)-5??傇肼暭壭∮贜R-25是指在31.5~8000Hz范圍內,總噪聲頻譜中任一倍頻程中心頻率的噪聲分量都不超過噪聲評價數NR-25曲線相應的聲壓級dB值。

6.9、聲反射

為提高聲場均勻度應考慮在側墻和平頂設置擴散體,后墻應作強吸聲處理,避免后墻聲反射導致前區出現回聲。

6.10、隔聲和隔振

應有良好的隔聲、隔振措施,在整個聲頻范圍內,建筑門窗玻璃、座椅等設施不得有共振現象,廳內不得有聲聚焦,回聲等聲學缺陷。

6.11、音控室技術要求

擴聲系統主要設備均在音控室內,為使設備正常運轉,操作人員有良好的工作環境及進行監聽,對音控室提出如下一些技術要求:

a. 音控室內進行監聽,混響時間應小,墻面和吊頂應作簡易聲學處理使混響時間小于0.8秒。

b. 音控室用白熾燈照明,不使用帶鎮流器的日光燈,以免引起干擾。

c. 音控室應設接地線,接地電阻不大于2歐。

d. 音控室鋪設架空活動地板(計算機房用成品活動地板),規格為600×600mm,活動地板距混凝土地面為300mm,至音控室內管線均暗敷在活動地板下。

e. 距活動地板0.3m處設電源插座若干。

f. 音控室內應有空調。

g. 音控室內配電話機1臺。

該廳的音響控制室改在舞臺對面的三層放映室,這樣方便調音員的觀看舞臺動態和房間的音質、音量等信息。

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