演播室聲音環境改造對混響時間的影響

閆子熙

（河北省廣播電視科學技術研究所，河北 石家莊 050011）

1 概述

為滿足廣播頻率工作需要，河北廣播電視臺技術部門在臺內建設了一個小型演播室，用于廣播頻率組節目的錄制。演播室由原臺內一樓的閱覽室改造而成，原房間尺寸為15 m×8.4 m×4.1 m，面積約126 m2，體積約517 m3。房間四面為加氣磚實心墻，三面墻與走廊相連。

該演播室建設在功能上要滿足節目的錄制需求，在聲學上要滿足節目錄制活動的聲音清晰度，因而混響時間、聲場擴散度等指標尤為重要[1]。本文總結演播室裝修設計經驗，分享聲學施工、測試等環節的相關措施。

2 混響時間的測量方法

2.1 混響時間的概念

混響指的是室內的聲波碰到墻壁、地面、頂面產生的反射現象。這種反射是往返多次的。如果這些反射聲音在第一次被聽到50 ms 后仍多次反射繼續發生，直到一段時間后衰減消失，聽起來余音不絕，這種現象稱為混響。

混響時間指的是當聲源停止發聲后，殘余的聲音能量密度下降到原來的百萬分之一所需要的時間，也就是室內聲音能量密度衰減60 dB 所需要的時間，計算公式為

式中：T60是混響時間（單位：s），V是室內的容積（單位：m3），S是室內的總表面積（單位：m2），是室內所有表面材料的平均吸聲系數，m為空氣中聲波的衰減系數。從式（1）可以看出，房間的長、寬、高確定后，吸聲系數越大，混響時間越小。

2.2 混響時間測量方法

混響時間的測量主要有脈沖響應積分法和聲源切斷法兩種。

本文采用聲源切斷法進行測量。聲源切斷法是最常見的測量方法，較為方便。測量時，在室內建立一個穩定、持續的聲源，間歇性地停止聲源，使用聲級計記錄聲壓級衰變曲線，通過曲線計算混響時間[2]。測量方法及注意事項如下。

第一，在演播室（原閱覽室）空場環境中，測量頻率范圍內，聲源位置上脈沖峰值聲壓級應至少比背景噪聲高25 dB[3]。

第二，本演播室主要用于節目錄制，按照《室內混響時間測量規范》（GB/T 50076—2013）[4]推薦，聲源應放置于房間一個頂角，距離3 個界面大約0.5 m 位置。

第三，為保證測量數據的準確性，至少應采用以下頻率作為測量的中心頻率：125 Hz、250 Hz、500 Hz、1 000 Hz、2 000 Hz 及4 000 Hz。

第四，測試點均勻分布在演播室內，每個頻率測量不少于9 個點位。

為保證房間聲場的充分激勵，每次測試聲源啟用初始延放4 s 以上。

3 演播室聲音環境改造

3.1 原閱覽室環境

原閱覽室地面鋪設了加厚聚丙烯腈纖維地毯，頂部做了鋁單板吊頂，四面立面墻做了輕鋼龍骨石膏板隔墻。此外，室內三面墻擺設有書架、書籍和裝飾等物品，大廳擺放了閱讀桌椅等家具，房間聲學處理較為簡單[5]。

3.2 改造后的演播室環境

演播室建設時，將原閱覽室進行整體拆除，在拆除后的基礎上對立面墻、頂部、地面及門窗進行了改造。改造具體情況如下。

3.2.1 立面墻改造

演播室四面立面墻在原有實心墻的基礎上增加了隔聲層和吸聲層。隔聲層主要阻隔外部噪聲傳入演播室內，吸聲層主要滿足演播室內聲學要求。

隔聲層采用了C100 的輕鋼龍骨和雙面石膏板墻（厚度分別為12 mm 和9.5 mm）搭建隔聲層框架，在雙層石膏板墻內填充了厚度為80 mm，密度為80 kg·m-3的巖棉，填充高度從地板至樓底板，用作隔聲層。

吸聲層也采用C100 的輕鋼龍骨搭建框架，框架內填充了厚度為50 mm，密度為32 kg·m-3的玻璃棉板。面板外層敷設了12 mm 厚、35 mm 寬的阻燃板條。阻燃板條搭建成橫向400 mm 安裝，豎向600 mm 安裝的網狀結構。最后在阻燃板外層安裝了9 mm 厚的聚氨酯吸音板。隔聲層和吸聲層建設完成后，墻面整體厚度增加了約40 cm。

演播室與導控室中間還安裝了觀察窗。觀察窗（長3.54 m，高1.35 m）采用了兩層中空鋼化玻璃，厚度分別為8 mm 和10 mm，演播室方向8 mm 厚鋼化玻璃上側傾斜演播室方向10°安裝。雙層玻璃有效地阻隔了導控室中的設備噪聲傳入演播室。

此外，在建設過程中，技術人員還對演播室與外面走廊相通的墻縫、消防管道、出風口及排煙孔等與外界相通的地方做好密封，防止外界噪音傳入影響聲學效果[6]。

3.2.2 天花板改造

演播室上層為臺內會議室，會議室與演播室間樓板為9.5 mm 厚鋼筋混凝土。為做好演播室聲學效果，演播室頂面做了吸音處理。吸音層（貼頂安裝）采用CS60 主龍骨和敷面龍骨作為吸音框架，框架內填充了50 mm 厚，密度為32 kg·m-3的玻璃棉，玻璃棉下面增加了9 mm 厚的FC 沖孔板，沖孔直徑10.7 mm，沖孔率18.5%，沖孔板背后留黑色吸音棉氈。此外，影響屋頂吸音層設計的另外一個因素是演播室專業燈光，因為燈光設備的安裝高度直接影響著節目拍攝效果。綜合考量，在演播室整體高度僅有4.1 m 的情況下，頂部吸音做了2 層結構，厚度大約25 mm。

3.2.3 門窗改造

演播室的隔聲門門扇均采用中間填充特殊吸音棉的復合構造鋼質門，隔聲量52 dB。門縫與門框之間的接合部分采用T 型雙層密封條。門框與墻洞之間的縫隙充滿發泡劑，防止漏音。

3.2.4 地面改造

演播室的地面部分設計為拍攝區和舞臺區兩部分，面積大約各占1/2。拍攝區采用水泥自流平面和2.0 mm 厚的PVC 地膠，方便攝像機機位的移動和拍攝。舞臺區采用了40 mm×40 mm×3 mm 鍍鋅方管架空，基層面使用15 mm 厚的阻燃板。阻燃板上面增加了12 mm 厚的裝飾木地板。

4 混響時間測量比較

演播室施工前和完成后，技術人員對房間進行了聲學測試。測試過程采用丹麥B&K 公司的儀器，主要包括2250 聲級計（配7228 建筑噪聲軟件）、立體聲源（配4292L 全向聲源和2734A 功放）。測試過程及結果如下。

4.1 原閱覽室聲學測試

按照測試方法要求，本次測試聲源位置的聲壓級比背景噪聲高大約45 dB，聲源擺放在房間的東北角，距離3 個界面大約0.5 m。為保證測量數據的準確性，原閱覽室和演播室均采用了100 Hz、125 Hz、160 Hz、200 Hz、250 Hz、315 Hz、400 Hz、500 Hz、630 Hz、800 Hz、1 000 Hz、1 250 Hz、1 600 Hz、2 000 Hz、3 150 Hz、4 000 Hz、5 000 Hz 作為測量的中心頻率，每次測試選擇16 個測試點進行測量，如圖1 所示，S 為聲源，P 為測量點位置。每次聲源播放3 組粉紅噪聲，每次噪聲延放4 s。經測試，原閱覽室平均混響時間為2.0 s 左右，呈現明顯下降趨勢。

圖1 閱覽室測量點位圖

4.2 演播室聲學測試

演播室聲學測試采用原閱覽室測量的方法。最終測得演播室平均混響時間在0.5 s 左右，頻率特性曲線變為平直略向上。

4.3 測試結果及對比

演播室在原閱覽室基礎上進行了專業改造，采取了一系列隔聲和吸聲處理。屋頂增加了25 cm 的吸聲層，四面立面墻增加了40 cm 的隔聲和吸聲層，采用了52 dB 隔聲量的隔音門。這些措施極大地優化了房間的混響時間。最終混響時間達到0.5 s 左右，比原來降低了1.5 s，較好地完成了房間的聲學處理。

5 結語

本次演播室改造在混響時間處理上采取了一系列措施，包括墻面、地面、吊頂等位置的隔聲和吸聲。改造后，演播室的混響時間達到了較好效果。演播室設備安裝調試完成后，用戶錄制節目過程中，室內安靜，語言清晰。播音主持和其他工作人員對演播室給予了較高的評價。