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维也纳声光技术——音乐录音室的声学设计

文章来源:admin    时间:2023-03-30

  

录音室是录制电影、歌曲、音乐等的录音场所,录音室的声学特性对于录音制作及其制品的质量起着十分重要的作用。录音室有着较高的声学要求,保证室内各处有足够的响度和均匀度,防止回声、颤动回声、声聚焦等房间声学缺陷

维也纳声光技术 音乐录音室

一、设计依据标准

1、《广播电视录(播)音室、演播厅声学设计规范》GY/T5086-2012

2、《广播电视中心声学装修工程施工及验收规范》GY/T5087-2012

3、《有线广播录音播音室声学设计规范和技术用房技术要求》GYJ 26-86

4、《广播电视中心技术用房容许噪声标准》GYJ 42-89

5、《民用建筑隔声设计规范》 GB50118-2010

6、《建筑内部装修设计防火规范》GB50222-2017

二、室内声学设计指标

1、混响时间

自然混响音乐录音室的混响时间通常是低于同容积音乐厅的混响时间,根据《广播电视录(播)音室、演播室声学设计规范》GY/T5086-2012中规定,不同容积的音乐录音室混响时间(500Hz)应满足下图要求

图示 混响时间推荐范围与容积关系

低频混响(125Hz)的提升(相对于中频)也低于音乐厅,因为低频混响长了,会影响乐器的质感和清晰度,通常选用中频的1.1——1.2倍。高频混响时间原则上要求不低于中频,否则会影响高音乐器的亮度。在工作实践中,允许低频稍高于中频,高频混响稍低于中频。

表1. 各频段与500Hz混响时间的比值

2、背景噪声控制

在125-4000Hz(1/1倍频程)的频率范围内,室内噪声的平均声压级的允许值与播音室的种类有关外,还与站内设备系统本身的噪声有关。根据《广播电视录(播)音室、演播室声学设计规范》GY/T5086-2012中规定,录音室内,连续稳态噪声的平均声压级不应超过下表1内各噪声评价曲线所规定的数值。


3、围护结构的隔声标准

(1)录(播)音室、文艺类录音室和演播室之间的隔声性能宜符合下表2的规定:

表2. 录(播)音室、演播室之间的隔声性能要求

(2)录音室顶部楼板的撞击声隔声性能,宜符合下表3的规定:

表3. 录音室顶部楼板的撞击声隔声性能要求

(3)在录音室的出入口处,宜设1道或2道隔声门,设置2道隔声门时,“声闸”内应有强吸声处理。单道隔声门的空气声隔声性能应符合下表4的规定。同时,隔声门应有良好的机械性能。

表4. 隔声门的空气声隔声性能要求

(4)录音室技术用房隔声窗和隔墙的综合空气声计权隔声量应大于65dB。

4、声场均匀度

室内声场均匀,声场不均匀度在100Hz~6.3KHz频率范围内小于±2dB。录音室内应无颤动回声、声聚焦和声染色等明显的声缺陷。

三、声学设计内容

1、体型设计

(1)规则的体型容易在室内造成声学缺陷。尤其是空间的长宽高比例是整数比的情况下。因此可在空间体型设计之处,确定室内空间大小时调整长宽高的比例。可以依据《有线广播录音播音室设计规范和技术用房技术要求》GYJ26-86中录播室体型规定设计,当面积是以下四个固定值时,可按照表5设计。


表5 固定录播室面积的长、宽、高

(2)当面积不能按照表中尺寸时可按照规定录播室长、宽、高比例设计体型。

小录播室 L:W:H=1.6:1.25:1.0

一般录播室 L:W:H=2.5:1.6:1.0

低长顶录播室 L:W:H=3.2:2.5:1.0

细长型录播室 L:W:H=3.2:1.25:1.0

当演播室容积较小时,属于小房间范畴,此时演播室及辅助用房建议使用不规则体型,避免小房间内颤动回声、共振、声染色声学缺陷的产生。

为防止产生声聚焦现象,增加后续音质设计的难度,演播室不宜采用平剖面为正方形或具有弧面墙、穹形顶的体形。

2、室内扩散处理

在自然混响音乐录音棚内,声扩散是至关重要的,室内的声扩散不仅可以获得均匀的声场分布,从而是乐队演奏的声音均衡和融洽,同时可以减少录音室为选择“最佳”拾音位置所带来的麻烦。

通过对墙面进行凸凹的变化,使房间简正模式均匀分布从而实现平滑的低频相应,改善室内声场。对于由于反射声引起的声像定位偏移现象,可以在引起反射的墙面设置扩散体或者强吸声材料,消除反射声的影响。扩散构造常用的做法主要包括以下做法。

设置倾斜墙面改变室内的规则形状,改变室内声音由墙面反射后的传播方向,从而改变室内声场的振动模式。此种做法可以造成室内形状不规则,但由于在室内出现锐角造成室内部分空间无法使用,造成空间浪费,降低室内使用效率。此类做法适用于面积较大的录音室。

在墙面设置扩散体。扩散体可采用简单的折板造型或圆弧造型对入射到扩散体表面的声音能量进行散射,同样能起到改善室内声场的作用。此种做法可以与装修设计结合,避免出现声学痕迹。

根据经验,它们的尺寸关系可由下式估算:


式中:a——扩散体宽度,m;

b—扩散体凸出高度,m;

g——扩散体间距,m;

c——空气中声速,m/s;

f——声波的频率,Hz;

λ——声波的波长,m。

图一:有效的扩散体尺寸和声波波长应有一定关系

近年来有的学者提出了一种扩散表面,称为“二次剩余扩散面(Quadratic Residue Diffusor)”。这是按照数论中的二次剩余序列来设计扩散面的起伏,可以使扩散面在较宽的频率范围内有近乎理想的扩散反射,见图二。在墙面设置QRD等通过数论计算得到的扩散体。通过调整QRD的排列方式和阶梯深度,可以调整该扩散体的扩散频率和吸声特性。但是该扩散体形状怪异,很难通过装修设计达到美观的效果。


因此在小空间室内声场设计过程中,应结合装修设计与声学设计,因地制宜的选择扩散方式,融声学设计于装修设计之中,在保证美观的情况下满足声学要求。

3室内音质处理

录音室内的混响时间控制是声学设计中的另外一个重要方面。不同的容积空间要求有不同的混响时间指标。一般录音室要求较短的混响时间,有利于电声系统塑造优秀的室内声场,尤其是塑造良好的环绕效果。

常用的吸声材料可分为薄板共振吸声材料,多孔性吸声材料。可选择使用多种不同类型的吸声材料,保证室内各个频段都有良好的吸收。

石膏板、木夹板等薄板共振吸收特性主要以吸收低频为主,主要吸收频率约在125Hz~250Hz附近。根据板材的厚度和其背后空腔大小不同,吸声特性会发声变化,通常为增加板材的低频吸声特性,可增加板材后空腔的深度。

多孔性吸声材料主要包括玻璃棉、密胺海棉(三聚氰胺海棉)、聚酯纤维板、布艺吸声软包等。其吸声特性以吸收中高频为主,主要吸声频段为500Hz以上,其吸声系数可高达0.9~1.0。

除上述传统吸声材料及做法,新型的吸声材料及做法也大量出现,且装饰性大大增强。其中最为常见的是木质穿孔吸声板后衬多孔性吸声材料、木丝吸声板、微穿孔薄膜等。

(1)顶面

录音室需要控制较低的混响时间,最佳布置吸声材料的位置即是两边墙面和顶面,因此,录音室顶面可以采用吸声吊顶,配置常用的多孔吸声材料,吸声材料后留一定空腔(常用100——300mm空腔)增加低频吸收即可。同时为避免顶面和地面产生共振、颤动回声等声学缺陷,须在录音室顶面采用扩散体。例如:根据数论计算确定的QRD扩散体、MLS扩散体等。



(2)墙面

墙面是控制混响时间配置吸声材料的重要部位,侧墙与顶面同样使用较强吸声材料即可,注意要使用宽频段吸声结构或者不同的吸声材料,保证低、中、高频均有良好的吸收。同时需要注意过多的吸声会使声音失衡、不够圆滑饱满;房间内需要保留一部分的反射声,使空间内的声音分布平滑,室内每一处的声音均匀,让声音具有包围感,我们可以结合使用二次余数扩散板,经过精妙的计算均匀地朝各方向漫射,同时没有任何陷波抵消直达声,保留了声音的自然色调。


(3)地面

地面地板一般是声反射较强的材料,为了避免因较强声反射带来的回声等声学缺陷,在地面铺地毯,能够起到装饰作用,又可以增加吸声。

4、噪声控制

录音室及控制室要满足相应噪声评价曲线的要求。录音室在音质设计中以配置足够的吸声材料,在其控制室中也需要安装吸声材料,在四周墙面和顶面控制室内没有明显声学缺陷,并且降低背景噪声。在噪声控制中,不仅要吸收室内声能,而且要防止外界噪声传入及录音室和控制室房间的噪声干扰;因此,需要对这些房间进行隔声隔振处理,在录音室的噪声控制处理时通常可以采用“房中房”浮筑结构。

(1)顶面隔声

录音室和控制室需要较低的背景噪声环境,以免在录播时打扰到工作人员,录音室是录播时主要的工作空间。录音室一般建在电视台大楼等建筑中,为了防止楼上噪声干扰,需要录音室和控制室顶面楼板下方设隔声吊顶。

可以使用双层石膏板内填隔声毡,采用减振吊顶,对空气声起到减弱的作用。

图4.1 隔声天花构造示意图

(2)墙体隔声

墙体隔声视建筑附近噪声级而定,如果外界噪声经过墙体的传声损失后,进入室内的声压级仍然>25dB,则墙体需要做隔声处理,可以采用石膏板或阻尼隔声等隔声构造。

图4.2 隔声墙体构造示意图


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