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    維也納聲光技術——音樂錄音室的聲學設計

    文章來源:admin    時間:2023-03-30

      

    錄音室是錄制電影、歌曲、音樂等的錄音場所,錄音室的聲學特性對于錄音制作及其制品的質量起著十分重要的作用。錄音室有著較高的聲學要求,保證室內各處有足夠的響度和均勻度,防止回聲、顫動回聲、聲聚焦等房間聲學缺陷

    維也納聲光技術 音樂錄音室

    一、設計依據標準

    1、《廣播電視錄(播)音室、演播廳聲學設計規范》GY/T5086-2012

    2、《廣播電視中心聲學裝修工程施工及驗收規范》GY/T5087-2012

    3、《有線廣播錄音播音室聲學設計規范和技術用房技術要求》GYJ 26-86

    4、《廣播電視中心技術用房容許噪聲標準》GYJ 42-89

    5、《民用建筑隔聲設計規范》 GB50118-2010

    6、《建筑內部裝修設計防火規范》GB50222-2017

    二、室內聲學設計指標

    1、混響時間

    自然混響音樂錄音室的混響時間通常是低于同容積音樂廳的混響時間,根據《廣播電視錄(播)音室、演播室聲學設計規范》GY/T5086-2012中規定,不同容積的音樂錄音室混響時間(500Hz)應滿足下圖要求

    圖示 混響時間推薦范圍與容積關系

    低頻混響(125Hz)的提升(相對于中頻)也低于音樂廳,因為低頻混響長了,會影響樂器的質感和清晰度,通常選用中頻的1.1——1.2倍。高頻混響時間原則上要求不低于中頻,否則會影響高音樂器的亮度。在工作實踐中,允許低頻稍高于中頻,高頻混響稍低于中頻。

    表1. 各頻段與500Hz混響時間的比值

    2、背景噪聲控制

    在125-4000Hz(1/1倍頻程)的頻率范圍內,室內噪聲的平均聲壓級的允許值與播音室的種類有關外,還與站內設備系統本身的噪聲有關。根據《廣播電視錄(播)音室、演播室聲學設計規范》GY/T5086-2012中規定,錄音室內,連續穩態噪聲的平均聲壓級不應超過下表1內各噪聲評價曲線所規定的數值。


    3、圍護結構的隔聲標準

    (1)錄(播)音室、文藝類錄音室和演播室之間的隔聲性能宜符合下表2的規定:

    表2. 錄(播)音室、演播室之間的隔聲性能要求

    (2)錄音室頂部樓板的撞擊聲隔聲性能,宜符合下表3的規定:

    表3. 錄音室頂部樓板的撞擊聲隔聲性能要求

    (3)在錄音室的出入口處,宜設1道或2道隔聲門,設置2道隔聲門時,“聲閘”內應有強吸聲處理。單道隔聲門的空氣聲隔聲性能應符合下表4的規定。同時,隔聲門應有良好的機械性能。

    表4. 隔聲門的空氣聲隔聲性能要求

    (4)錄音室技術用房隔聲窗和隔墻的綜合空氣聲計權隔聲量應大于65dB。

    4、聲場均勻度

    室內聲場均勻,聲場不均勻度在100Hz~6.3KHz頻率范圍內小于±2dB。錄音室內應無顫動回聲、聲聚焦和聲染色等明顯的聲缺陷。

    三、聲學設計內容

    1、體型設計

    (1)規則的體型容易在室內造成聲學缺陷。尤其是空間的長寬高比例是整數比的情況下。因此可在空間體型設計之處,確定室內空間大小時調整長寬高的比例??梢砸罁队芯€廣播錄音播音室設計規范和技術用房技術要求》GYJ26-86中錄播室體型規定設計,當面積是以下四個固定值時,可按照表5設計。


    表5 固定錄播室面積的長、寬、高

    (2)當面積不能按照表中尺寸時可按照規定錄播室長、寬、高比例設計體型。

    小錄播室 L:W:H=1.6:1.25:1.0

    一般錄播室 L:W:H=2.5:1.6:1.0

    低長頂錄播室 L:W:H=3.2:2.5:1.0

    細長型錄播室 L:W:H=3.2:1.25:1.0

    當演播室容積較小時,屬于小房間范疇,此時演播室及輔助用房建議使用不規則體型,避免小房間內顫動回聲、共振、聲染色聲學缺陷的產生。

    為防止產生聲聚焦現象,增加后續音質設計的難度,演播室不宜采用平剖面為正方形或具有弧面墻、穹形頂的體形。

    2、室內擴散處理

    在自然混響音樂錄音棚內,聲擴散是至關重要的,室內的聲擴散不僅可以獲得均勻的聲場分布,從而是樂隊演奏的聲音均衡和融洽,同時可以減少錄音室為選擇“最佳”拾音位置所帶來的麻煩。

    通過對墻面進行凸凹的變化,使房間簡正模式均勻分布從而實現平滑的低頻相應,改善室內聲場。對于由于反射聲引起的聲像定位偏移現象,可以在引起反射的墻面設置擴散體或者強吸聲材料,消除反射聲的影響。擴散構造常用的做法主要包括以下做法。

    設置傾斜墻面改變室內的規則形狀,改變室內聲音由墻面反射后的傳播方向,從而改變室內聲場的振動模式。此種做法可以造成室內形狀不規則,但由于在室內出現銳角造成室內部分空間無法使用,造成空間浪費,降低室內使用效率。此類做法適用于面積較大的錄音室。

    在墻面設置擴散體。擴散體可采用簡單的折板造型或圓弧造型對入射到擴散體表面的聲音能量進行散射,同樣能起到改善室內聲場的作用。此種做法可以與裝修設計結合,避免出現聲學痕跡。

    根據經驗,它們的尺寸關系可由下式估算:


    式中:a——擴散體寬度,m;

    b—擴散體凸出高度,m;

    g——擴散體間距,m;

    c——空氣中聲速,m/s;

    f——聲波的頻率,Hz;

    λ——聲波的波長,m。

    圖一:有效的擴散體尺寸和聲波波長應有一定關系

    近年來有的學者提出了一種擴散表面,稱為“二次剩余擴散面(Quadratic Residue Diffusor)”。這是按照數論中的二次剩余序列來設計擴散面的起伏,可以使擴散面在較寬的頻率范圍內有近乎理想的擴散反射,見圖二。在墻面設置QRD等通過數論計算得到的擴散體。通過調整QRD的排列方式和階梯深度,可以調整該擴散體的擴散頻率和吸聲特性。但是該擴散體形狀怪異,很難通過裝修設計達到美觀的效果。


    因此在小空間室內聲場設計過程中,應結合裝修設計與聲學設計,因地制宜的選擇擴散方式,融聲學設計于裝修設計之中,在保證美觀的情況下滿足聲學要求。

    3室內音質處理

    錄音室內的混響時間控制是聲學設計中的另外一個重要方面。不同的容積空間要求有不同的混響時間指標。一般錄音室要求較短的混響時間,有利于電聲系統塑造優秀的室內聲場,尤其是塑造良好的環繞效果。

    常用的吸聲材料可分為薄板共振吸聲材料,多孔性吸聲材料??蛇x擇使用多種不同類型的吸聲材料,保證室內各個頻段都有良好的吸收。

    石膏板、木夾板等薄板共振吸收特性主要以吸收低頻為主,主要吸收頻率約在125Hz~250Hz附近。根據板材的厚度和其背后空腔大小不同,吸聲特性會發聲變化,通常為增加板材的低頻吸聲特性,可增加板材后空腔的深度。

    多孔性吸聲材料主要包括玻璃棉、密胺海棉(三聚氰胺海棉)、聚酯纖維板、布藝吸聲軟包等。其吸聲特性以吸收中高頻為主,主要吸聲頻段為500Hz以上,其吸聲系數可高達0.9~1.0。

    除上述傳統吸聲材料及做法,新型的吸聲材料及做法也大量出現,且裝飾性大大增強。其中最為常見的是木質穿孔吸聲板后襯多孔性吸聲材料、木絲吸聲板、微穿孔薄膜等。

    (1)頂面

    錄音室需要控制較低的混響時間,最佳布置吸聲材料的位置即是兩邊墻面和頂面,因此,錄音室頂面可以采用吸聲吊頂,配置常用的多孔吸聲材料,吸聲材料后留一定空腔(常用100——300mm空腔)增加低頻吸收即可。同時為避免頂面和地面產生共振、顫動回聲等聲學缺陷,須在錄音室頂面采用擴散體。例如:根據數論計算確定的QRD擴散體、MLS擴散體等。



    (2)墻面

    墻面是控制混響時間配置吸聲材料的重要部位,側墻與頂面同樣使用較強吸聲材料即可,注意要使用寬頻段吸聲結構或者不同的吸聲材料,保證低、中、高頻均有良好的吸收。同時需要注意過多的吸聲會使聲音失衡、不夠圓滑飽滿;房間內需要保留一部分的反射聲,使空間內的聲音分布平滑,室內每一處的聲音均勻,讓聲音具有包圍感,我們可以結合使用二次余數擴散板,經過精妙的計算均勻地朝各方向漫射,同時沒有任何陷波抵消直達聲,保留了聲音的自然色調。


    (3)地面

    地面地板一般是聲反射較強的材料,為了避免因較強聲反射帶來的回聲等聲學缺陷,在地面鋪地毯,能夠起到裝飾作用,又可以增加吸聲。

    4、噪聲控制

    錄音室及控制室要滿足相應噪聲評價曲線的要求。錄音室在音質設計中以配置足夠的吸聲材料,在其控制室中也需要安裝吸聲材料,在四周墻面和頂面控制室內沒有明顯聲學缺陷,并且降低背景噪聲。在噪聲控制中,不僅要吸收室內聲能,而且要防止外界噪聲傳入及錄音室和控制室房間的噪聲干擾;因此,需要對這些房間進行隔聲隔振處理,在錄音室的噪聲控制處理時通??梢圆捎谩胺恐蟹俊备≈Y構。

    (1)頂面隔聲

    錄音室和控制室需要較低的背景噪聲環境,以免在錄播時打擾到工作人員,錄音室是錄播時主要的工作空間。錄音室一般建在電視臺大樓等建筑中,為了防止樓上噪聲干擾,需要錄音室和控制室頂面樓板下方設隔聲吊頂。

    可以使用雙層石膏板內填隔聲氈,采用減振吊頂,對空氣聲起到減弱的作用。

    圖4.1 隔聲天花構造示意圖

    (2)墻體隔聲

    墻體隔聲視建筑附近噪聲級而定,如果外界噪聲經過墻體的傳聲損失后,進入室內的聲壓級仍然>25dB,則墻體需要做隔聲處理,可以采用石膏板或阻尼隔聲等隔聲構造。

    圖4.2 隔聲墻體構造示意圖


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