[关键词]声学设计；噪声评价曲线；混响时间

　　为了适应现代教育技术发展的需要，暨南大学在新建的科学馆里建造一个电视演播室，用于电视教材，电视新闻等节目的制作，并作为相关专业学生实习的基地，建筑面积200m²，高7m。暨南大学科学馆邻近交通干道，馆内设有语言实验室和计算机房，有众多的学生到馆里上课和实习，声学环境较差。演播室对声学指标有较高的要求，因此，声学设计在建造演播室中格外重要。

　　演播室声学设计主要是噪声控制和混响时间控制，其设计流程如图1所示。

图１：声学设计流程图

1、 噪声控制

　　演播室的噪声来自多方面，既有演播室外部的噪声，又有演播室内部的噪声。

　　演播室的外部噪声可分为二类，一类来自演播室建筑之外，例如过往车辆、飞机所产生的交通噪声；另一类来自建筑物之内，但又在演播室之外的噪声，例如学生下课时的喧哗声。

　　演播室的内部噪声主要来自空调系统，灯光控制系统和演播室工作时，摄像机的移动噪声和工作人员的走动噪声等。

　　噪声传入演播室主要通过三种途径，一是声波的透射性，噪声作用于墙壁、地板、天花板而产生振动，把声能辐射进演播室；二是通过施工时留下的缝隙传入演播室；三是通过固体传声而进入演播室。

　1.1隔声量的计算

　　演播室的噪声评价与建筑隔声设计的好坏有着密切的关系，在建筑设计的初始阶段应给予高度的重视。这是因为不同用途的演播室其噪声评价曲线有所不同（见表1），墙体门窗的隔声设计也不同。高校电视演播室主要用于电视教材制作，为了节省投资，可以适当放宽噪声控制要求，该演播室噪声评价曲线选定NR-30。

　　表1 不同噪声评价曲线的1/1倍频带声压级/dB。

　　隔声量的计算应按频率125Hz,250Hz,500Hz,1000Hz,2000Hz和4000Hz分别进行计算.

　　演播室与其他房间相邻时,其隔声量可按下式计算:

　　式中:R——声量(dB)

　　L_p1——邻室室内平均声压级（dB）

　　L_p2——演播室内允许的噪声声压级（dB）

　　S——外墙面对邻室公共墙面积（m²）

　　a——演播室吸声量

　　其中吸声量A应按下式计算：

　　式中： V——演播室容积（m³)

　　T₆₀——混响时间（s)

　　式（1）中隔声量的计算结果，再加上2-3dB设计裕量作为对墙体门窗隔声性能的要求。

　　暨南大学电视演播室的环境噪声，实地测量为78dB，通过计算，墙体门窗平均隔声量应不小于46dB。

　1.2隔声处理

　　噪声传播有空气声和固体声两种途径，该演播室的隔声处理主要是空气声的隔绝。

　1.2.1墙体

　　采用满桨满缝的砖墙隔声，价廉而隔声效果好。不同质量的砖墙具有不同的隔声量，其计算公式如下：

　　R=13.5lgM+3

　　式中：M——单位面积质量

　　式（3）表明，砖墙的隔声量与墙体单位面积质量有关，质量越大，其隔声量也越大，当砖墙的材料选定后，单位面积质量取决于墙体厚度。表2列出普通砖墙不同厚度时的隔声量。

　　表2 砖墙隔声量（dB）

　 根据表2砖墙的隔声量，演播室使用240mm厚砖墙已可以满足隔声设计要求，为了填重起见，在演播室的内墙面贴上50mm厚的隔声泡沫板，以增大墙体的隔声量。

　1.2.2 门

　　门的隔声量主要取决于它的质量，刚性及气密封性。用质量大的材料制造隔声门时隔声量就大，但制造安装工艺比较麻烦，而且整个门看上去显得笨重。该室的隔声门使用轻质材料制作，（如图2）所示。在三层13mm厚的木板中夹两层11mm厚的玻璃棉，两面再各加一层五合板和一层榉木饰面板，门框及门的边缘敷上毛毡对门缝进行密封。为了提高隔声量，该室采用方向互相垂直的两道隔声门，中间留有一定空间，做成声闸，在声闸区域，全部墙面及顶棚都与室内一样作隔声和吸声处理，使噪声通过时有较大的衰减。这种轻质隔声门重量轻，质量好，制作安装方便。表3列出实测声闸的隔声值。

图2 隔声门剖面图

　　表3 声闸实测隔声值

　1.2.3 窗

　　为了隔绝空气声，该演播室不开设直接通向室外的窗口，导播室的观察窗采用三层玻璃窗，如科3所示。窗口的隔声量主要取决于玻璃，中低频时玻璃的隔声量由密度决定，故最好选用厚一点的玻璃板。有资料推导两块玻璃板不平行安装时，可使隔声量增大3-5dB。该演播室观察窗采用三块10mm厚的玻璃板，内、外两层趄下向中倾斜，中间一层垂直向下，避免平行安装，玻璃框架用吸音毛毡密封。经过细致的处理，该观察窗的隔声效果良好。表4列出了观察窗的实测隔声值。

图3 观察窗剖面图

　　表4 观察窗的实测隔声值

　1.2.4 空调和灯光控制系统的处理

　　空调系统和灯光控制系统噪声指标的优劣，是保证演播室噪声能否达到设计要求的重要环节。对于空调系统，该演播室为了减少送风时的空气噪声，适当增加风管壁厚，风管我壁加配角铁加强筋，防止送风时产生机械振动；风管内壁贴50mm厚的超细玻璃棉毡，外包玻璃丝布，再用钢板网压紧；穿墙的风管采用软连接，穿墙管道的四周填充50mm厚玻璃棉毡；控制送风速度，使出风口的风速小于1.5m/s

　　灯光控制系统的噪声主要是可控硅工作时产生的噪声.为了减少可控硅调光器工作时的噪声,除了选用低噪声的可控硅调光器外,还使用独立的小房间放置.可控硅调光器室的顶棚做一吸声吊顶,室内墙面铺50mm厚超细玻璃棉毡,外罩钢板网,并设置隔声门.可控硅调光器底座经过隔振处理,防止工作时振动噪声经楼板传入演播室.

2、 混响时间控制

　　演播室里声源停止发声后,声音会继续经各界面多次反射或散射而逐渐衰减,在室内保留有余声,这一过程叫混响,用混响时间T₆₀衡量.其定义是室内声场达到稳态时,声源停止发声,其声压级衰减60dB所需要的时间.

　　混响时间是演播室音质好坏的重要因素,混响时间过短,演播室内声音发干,过长声音拖尾.混响时间控制包括二方面,一是适当选择演播室长\宽\高的比例,使室内声音的任一频率信号都不会过分加强或减弱;二是合理设计室内吸声装修,使混响时间按近设计值.

　　演播室很难控制最佳声学比例的尺寸,给设计带来不少困难,但是必须保证演播室的长、宽、高尺寸不接近或互相成整数倍，以防止产生室内声音在某一频率信号得到过分加强或减弱。

　2.1 混响时间的计算

　　演播室的最佳混响时间T₆₀应根据演播室的体积和用途来确定，演播室体积大，室内声音衰减慢，要达到较短的混响时间，需要布置大量的吸声材料。对传播语言为主的演播室，主要考虑语言的清晰度，对传播音乐为主的则希望声音丰满。高校电视演播室需要兼顾清晰度和丰满度，该演播室的混响时间T₆₀定为0.6-0.7s

　　混响时间的计算，可按频率125Hz，250Hz，500Hz，1000Hz，2000Hz和4000Hz分别进行。计算公式如下：

　　式中： T60——演播室的混响时间（s)

　　V——演播室的体积（m²)

　　S——演播室的室内总面积（m²)

　　a——单位面积平均吸声系数

　　m——空气中声波的衰减系数

　　其中

　（5）式中：a_i——第i种吸声材料的吸声系数

　　Si——第i种吸声材料的面积（m²)

　　通过混响时间的计算，可以确定吸声材料的种类和数量。混响时间的偏差控制在+/-10%之内。

　　取T₆₀为0.6s，代入（4），通过计算，该演播室的平均吸声数a为0.31。

　2.2 吸声处理

　　吸声处理是为混响时间而设置，它对隔声同样具有一定的作用。但吸声和隔声是两上不同的概念，隔声是指隔断外界噪声对室内的影响，而吸声主要是指室内吸声层的设置对混响时间的影响。

　2.2.1 吸声吊顶

　　演播室室内吊顶在外观上起装璜作用，在声学上有吸声效果，并可减少楼板直接向下传播噪声。演播室中，还设计了吸声用吊顶，采用轻钢龙骨框架固定矿棉吸声板，吸声吊顶后面有较大的空隙，大大提高了吸声结构对低频声的吸收，有利于降低室内低频混响时间。所用的矿棉吸声板以矿渣棉为主要原料，加入粘合剂和防潮剂压制而成，具有轻质、防火的特点。

　2.2.2吸声墙面

　　为使室内T60的频率特性尽可能平直，演播室墙面采用二种不同的吸声结构，如（图4）所示。吸声结构使用轻钢龙骨框架，后置100mm空腔，打600mm×600mm方格，方格内置袋装玻璃棉，将600mm×600mm的穿孔石膏板的各角固定在轻钢龙骨上。石膏板的孔不必全通开，因为孔的通与否影响穿也率，可在一定程度上改变吸声效果，起调节混响时间的作用。

图4 吸声墙剖面图

　2.2.3 天幕

　　本演播室沿墙大半周做一白布天幕，既可以装饰室内环境，又能改善室内吸声效果，同时又可方便调节摄像机的白平衡。

3、 声学指标测量

　　施工结束后，华现建设学院专业测量人员对该演播室主要声学指标进行了测量。

　3.1噪声

　　测量条件：空调和灯光系统工作，隔声门全关。

　　测量仪器：丹麦B&K2230精密声级计

　　测量结果见表5。

　　测量结果表明，本演播室的噪声指标达到NR-25，优于设计值。

　　表5 实测演播室噪声声压级

　3.2 混响时间

　　测量条件：空场，隔声门全关。

　　测量仪器：丹麦B&K2230精密声级计、B&K1625倍频程滤波器、B&K2317电平记录仪、脉冲声源。

　　测量结果见表6。测量结果表明，演播室的混响时间达到设计值。

　　表6 实测演播室混响时间

4、 结束语

　　暨南大学电视演播室声学设计的合理性、可行性已经得到测量验证。目前全国高校建有规范化电视演播室的学校并不多，随着现代教育技术的发展，越来越多的学校需要建造电视演播室，因此，探讨一种既达到一定声学指标，造价不高具有演播和录音功能的演播室声字设计方法，是十分必要的。（作者：黄楚喜）


来源：摘自《电声技术》