多功能厅声场设计需重点考虑的因素

罗国其

摘要

随着信息技术的迅猛发展，一个现代化的多功能厅，越来越成为单位开会、教育、学习和考核等信息交流的重要场所。而多功能厅的配套音响效果成为人们衡量多功能厅质量水平的重要参数，音响设计既要考虑满足基本功能的需要，更要做到具备优美的音质和清晰流畅的视频，使人身临其境、赏心悦目。而声场的设计又是整个音响设计中最重要的环节，一个合理的声场环境才能把音响设备的性能发挥到极致。

【关键词】多功能厅声场设计 考虑 因素

随着信息技术的快速发展，人与人、人与单位之间的信息交流越来越多、越来越重要，方式方法上的需求也越来越多。国家机关、社会团体、大中型企业、学校、部队等都建立了自己的多功能厅，虽然模式上可能有一些差别，但主要功能都是涵盖会议、学习、培训、演出、娱乐及交流等于一体，对音响要求具备优美的音质和清晰流畅的视频，可以说音响的质量决定了多功能厅建设的水平，而声场设计又是整个音响设计中最重要的环节，只有合理的声场环境才能把音响设备的性能发挥到极致。我结合自己参加单位几次多功能厅建设的实践，谈谈多功能厅音响建设中声场设计需重点考虑的因素。

1确定合适的混响时间

混响时间也称为衰变率，是指声能密度衰减60dB所消耗的时间，相当于声压级衰变60分贝。一般情况下，某频率的混响时间，是指室内的声音已经达到稳定状态，当声源停止发音后，屋内残余声音经反复吸收，平均的声能密度开始衰减达到百万分之一所消耗的时间，用T60或RT表示。当然，不同的多功能厅，由于大小不同、装修材料各异、功能要求不一样，对混响时间的要求也不同，对于像部队、学校等以语音为主的多功能厅，由于对语音的清晰度要求比较高，所以相应的混响时间就要求比较短，大概0.3·1秒左右即可。而对于以演出为主的会场，比如体育馆、演出大厅等，对混响时间要求可以放宽些，1-1.5秒左右即可。混响时间过短，则声音会发干，听起来感觉枯燥，没有亲切和自然感;而混响时间过长，则又会导致声音含混不清，声音的清晰度大大降低。所以必须掌握最佳的混响时间，才能达到声音既圆润又饱满，不拖沓也不干瘪。

混响时间的计算。公式为T60=KV/A （K为与空间温度有关的常数，一般取0.161s/m，V为厅堂的容积，A为总吸声量），A=S*a（S为室内总表面积，a为室内总表面积的平均吸声系数）。计算混响时间时，要了解室内所用的装修材料，统计好他们各自的面积，在相应的建筑手册中查出吸声系数，算出总吸收量，即可算出混响时间。如果混响时间和我们的需求差距比较大时，可以采取增加或者更换某些装飾材料，比如将墙面适当增加软包处理，光滑的地面适当铺上吸声效果好的地毯，天花板加装吸声材料等方式来改变混响时间。

2确定合适的混响半径

室内声音根据来源的不同，可以分为直达声和混响声，这些声音会随着时间和墙壁吸收开始衰减直到消失。混响半径就是指当直达声场与混响声场声能相等时，受声点到声源间的距离（r）被称为混响半径（ rc）。我们在对多功能厅进行扩声系统设计时，在确保合适的混响时间、足够的声压级以及良好的均匀度外，混响声能与直达声能的比也是我们要重点考虑的因素，所以对室内混响半径进行计算是非常必要的。当rre时，声场则以混响声场为主，通常，我们室内都要保持较好的语音清晰度，这就要求扬声器的最远供声距离最好不要超过3rc，也就是最远距离要小于3倍混响半径。混响半径的大小主要取决于扬声器的指向性、混响时间大小以及室内房间容积等。混响半径的计算，rc=0.14*Sqrt[QR]，R=S*a/（l-a），S为厅堂室内面积，a为厅堂室内吸声系数，Q为声源指向性因数。

3确定避免音质缺陷

实际工作中，多功能厅常见的音质缺陷主要有回声、颤动回声、声阴影及声聚焦等声学现象，所以我们设计多功能厅音响时就要合理确定声学环境，避免出现一些音质缺陷，从而影响整个大厅的音质感受。

3.1回声

回声就是指反射声的强度和持续时间达到足以引起我们把它与直达声区分开来，一般情况下，当声音延迟时间达到50ms时，我们的耳朵基本就能清晰分辨出来，感觉整个室内有两个声音。回声的产生大大影响声音的清晰度和观众感受，所以回声是我们设计时重点要防止的。通常情况下，当我们布设的两个扬声器超过17米（按声速340m/s来计算，相当于声音运行时间50ms）时，我们就得采取声音延时处理，否则就会出现回声。

3.2颤动回声

颤动回声主要是因为声波在特定界面间来回反复反射而产生的回声，比如室内顶棚与地面两个相对比较刚硬表面之间，厅内两平行墙之间，以及平面与平面之间都容易产生颤动回声。导致的结果就是声音产生连续重叠，并时而有颤抖的感觉，这种现象容易引起听者听力疲劳，甚至产生厌烦，大大干扰正常的收听。落实到具体设计中，就是尽量不在声压比较大的地方设置平行且反射性很强的墙面，特别是扩声区域又窄又长时。同时我们可以对平行光面墙壁采取吸声处理，目的就是使反射声音减弱甚至消失，也可以将墙面做成很多三角形样式，从而使声音均匀向周围反射。

3.3声影区

声影区的产生主要是由于障碍物的遮挡，或者折射而导致某些区域声音辐射不到。在声影区内，声压级一般都比较低，音量也很轻，所以声影区是导致声压不均匀的一个主要原因。我们在实际音响布设中，可以采取分散扩声来加以避免，对声影区范围大、影响严重的可以采取加装必要的补声扬声器来弥补。

3.4声聚焦

声聚焦主要是由于凹面对声波集中反射，从而在某个区域产生反射声聚集，造成在该区域声音特别响的现象。声聚焦现象导致声能过于集中、室内声压不均匀及声能汇聚点声音嘈杂，个别区域声音听起来就会变差，使声场的不均匀度加重，听众听起来会刺耳、会烦躁。主要解决办法有，采取控制室内墙面的弧度，对那些凹型的墙面以及顶部可以做吸声处理，如果条件允许，尽量减少大面积的凹型结构，特别是屋顶、墙壁和舞台等重要点位。如果不能避免凹型结构，那就在凹型面前面挂些比较厚重的布帘或者遮挡物，从而尽可能的降低对声音的影响。