多功能廳聲場設計需重點考慮的因素

羅國其

摘要

隨著信息技術的迅猛發展，一個現代化的多功能廳，越來越成為單位開會、教育、學習和考核等信息交流的重要場所。而多功能廳的配套音響效果成為人們衡量多功能廳質量水平的重要參數，音響設計既要考慮滿足基本功能的需要，更要做到具備優美的音質和清晰流暢的視頻，使人身臨其境、賞心悅目。而聲場的設計又是整個音響設計中最重要的環節，一個合理的聲場環境才能把音響設備的性能發揮到極致。

【關鍵詞】多功能廳聲場設計 考慮 因素

隨著信息技術的快速發展，人與人、人與單位之間的信息交流越來越多、越來越重要，方式方法上的需求也越來越多。國家機關、社會團體、大中型企業、學校、部隊等都建立了自己的多功能廳，雖然模式上可能有一些差別，但主要功能都是涵蓋會議、學習、培訓、演出、娛樂及交流等于一體，對音響要求具備優美的音質和清晰流暢的視頻，可以說音響的質量決定了多功能廳建設的水平，而聲場設計又是整個音響設計中最重要的環節，只有合理的聲場環境才能把音響設備的性能發揮到極致。我結合自己參加單位幾次多功能廳建設的實踐，談談多功能廳音響建設中聲場設計需重點考慮的因素。

1確定合適的混響時間

混響時間也稱為衰變率，是指聲能密度衰減60dB所消耗的時間，相當于聲壓級衰變60分貝。一般情況下，某頻率的混響時間，是指室內的聲音已經達到穩定狀態，當聲源停止發音后，屋內殘余聲音經反復吸收，平均的聲能密度開始衰減達到百萬分之一所消耗的時間，用T60或RT表示。當然，不同的多功能廳，由于大小不同、裝修材料各異、功能要求不一樣，對混響時間的要求也不同，對于像部隊、學校等以語音為主的多功能廳，由于對語音的清晰度要求比較高，所以相應的混響時間就要求比較短，大概0.3·1秒左右即可。而對于以演出為主的會場，比如體育館、演出大廳等，對混響時間要求可以放寬些，1-1.5秒左右即可。混響時間過短，則聲音會發干，聽起來感覺枯燥，沒有親切和自然感;而混響時間過長，則又會導致聲音含混不清，聲音的清晰度大大降低。所以必須掌握最佳的混響時間，才能達到聲音既圓潤又飽滿，不拖沓也不干癟。

混響時間的計算。公式為T60=KV/A （K為與空間溫度有關的常數，一般取0.161s/m，V為廳堂的容積，A為總吸聲量），A=S*a（S為室內總表面積，a為室內總表面積的平均吸聲系數）。計算混響時間時，要了解室內所用的裝修材料，統計好他們各自的面積，在相應的建筑手冊中查出吸聲系數，算出總吸收量，即可算出混響時間。如果混響時間和我們的需求差距比較大時，可以采取增加或者更換某些裝飾材料，比如將墻面適當增加軟包處理，光滑的地面適當鋪上吸聲效果好的地毯，天花板加裝吸聲材料等方式來改變混響時間。

2確定合適的混響半徑

室內聲音根據來源的不同，可以分為直達聲和混響聲，這些聲音會隨著時間和墻壁吸收開始衰減直到消失。混響半徑就是指當直達聲場與混響聲場聲能相等時，受聲點到聲源間的距離（r）被稱為混響半徑（ rc）。我們在對多功能廳進行擴聲系統設計時，在確保合適的混響時間、足夠的聲壓級以及良好的均勻度外，混響聲能與直達聲能的比也是我們要重點考慮的因素，所以對室內混響半徑進行計算是非常必要的。當rre時，聲場則以混響聲場為主，通常，我們室內都要保持較好的語音清晰度，這就要求揚聲器的最遠供聲距離最好不要超過3rc，也就是最遠距離要小于3倍混響半徑。混響半徑的大小主要取決于揚聲器的指向性、混響時間大小以及室內房間容積等。混響半徑的計算，rc=0.14*Sqrt[QR]，R=S*a/（l-a），S為廳堂室內面積，a為廳堂室內吸聲系數，Q為聲源指向性因數。

3確定避免音質缺陷

實際工作中，多功能廳常見的音質缺陷主要有回聲、顫動回聲、聲陰影及聲聚焦等聲學現象，所以我們設計多功能廳音響時就要合理確定聲學環境，避免出現一些音質缺陷，從而影響整個大廳的音質感受。

3.1回聲

回聲就是指反射聲的強度和持續時間達到足以引起我們把它與直達聲區分開來，一般情況下，當聲音延遲時間達到50ms時，我們的耳朵基本就能清晰分辨出來，感覺整個室內有兩個聲音。回聲的產生大大影響聲音的清晰度和觀眾感受，所以回聲是我們設計時重點要防止的。通常情況下，當我們布設的兩個揚聲器超過17米（按聲速340m/s來計算，相當于聲音運行時間50ms）時，我們就得采取聲音延時處理，否則就會出現回聲。

3.2顫動回聲

顫動回聲主要是因為聲波在特定界面間來回反復反射而產生的回聲，比如室內頂棚與地面兩個相對比較剛硬表面之間，廳內兩平行墻之間，以及平面與平面之間都容易產生顫動回聲。導致的結果就是聲音產生連續重疊，并時而有顫抖的感覺，這種現象容易引起聽者聽力疲勞，甚至產生厭煩，大大干擾正常的收聽。落實到具體設計中，就是盡量不在聲壓比較大的地方設置平行且反射性很強的墻面，特別是擴聲區域又窄又長時。同時我們可以對平行光面墻壁采取吸聲處理，目的就是使反射聲音減弱甚至消失，也可以將墻面做成很多三角形樣式，從而使聲音均勻向周圍反射。

3.3聲影區

聲影區的產生主要是由于障礙物的遮擋，或者折射而導致某些區域聲音輻射不到。在聲影區內，聲壓級一般都比較低，音量也很輕，所以聲影區是導致聲壓不均勻的一個主要原因。我們在實際音響布設中，可以采取分散擴聲來加以避免，對聲影區范圍大、影響嚴重的可以采取加裝必要的補聲揚聲器來彌補。

3.4聲聚焦

聲聚焦主要是由于凹面對聲波集中反射，從而在某個區域產生反射聲聚集，造成在該區域聲音特別響的現象。聲聚焦現象導致聲能過于集中、室內聲壓不均勻及聲能匯聚點聲音嘈雜，個別區域聲音聽起來就會變差，使聲場的不均勻度加重，聽眾聽起來會刺耳、會煩躁。主要解決辦法有，采取控制室內墻面的弧度，對那些凹型的墻面以及頂部可以做吸聲處理，如果條件允許，盡量減少大面積的凹型結構，特別是屋頂、墻壁和舞臺等重要點位。如果不能避免凹型結構，那就在凹型面前面掛些比較厚重的布簾或者遮擋物，從而盡可能的降低對聲音的影響。