精编剧场灯光音响设计方案资料.docx

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精编剧场灯光音响设计方案资料

武警黄金指挥部礼堂舞台机械

灯光、音响扩声系统工程设计方案

1工程概述

1.1工程基本概况

礼堂音响扩声、舞台灯光、舞台机械、幕布、电影放映系统工程其功能主要为：

以会议、报告为主，兼顾综合性文艺演出的使用及5.1声道立体声电影放映等，是一个多功能使用厅堂。

综上所叙，武警黄金指挥部礼堂舞台机械、舞台灯光、音响扩声系统工程包括以下几个系统：

礼堂音响扩声系统；

多媒体视频显示及切换系统；

礼堂舞台灯光系统；

舞台机械及幕布系统；

电影放映及还音系统。

1.2工程系统功能定位

为保证整个系统达到国内及国际先进水平，系统设备我们采用世界知名品牌。

系统设计理念：

技术先进、系统科学、配合合理、性能优良、功能齐备、经济实用、安全可靠、具有可扩展性。

音响扩声系统

扩声系统肩负会议、报告、演出娱乐的重要功能，本系统定位扩声系统具有良好的语言清晰度，同时在音乐播放时需要实现良好的声音还原度，声场扩声的均匀度，具有足够的声压级和频率响应，同时各种使用状况下的系统转换方便。

多媒体视频显示及切换系统

多媒体视频显示及切换系统定位于笔记本电脑、幻灯片、讲义等传递的信息传送到大屏幕上投影演示。

以及控制室等功能需求要设置不同显示方式和尺寸的视频及多媒体设备，同时需要保证现场画面的摄取功能。

电影放映还音系统

放映机选用中国名牌-珠江，并配置数码双红光读出头满足数字解码的需要，氙灯选用4KW，镜头的配置能满足普通影片、宽银幕及遮幅式影片的需要。

还音系统采用DTS数码立体声还音制式，处理器采用插入式组件和可更新软件，为硬件和软件两方面留下影院技术升级的扩展性。

舞台灯光系统

舞台灯光系统既要满足会议照明又要兼顾文艺演出时的效果灯光，灯光系统满足国家标准要求的舞台的平均照度、平均色温、显色指数等参数。

灯光采用冷光源。

1.3工程图纸分析

本礼堂呈长方形，厅总长22.7米，厅宽15.3米，舞台台口至厅堂后墙视距17米，礼堂高约7米。

舞台台口宽12.6米，舞台深5.4米，台口高800-1000毫米，控制室在小二层距地面4米。

依据建筑设计图给出的结构形状和数据尺寸，计算出本观众厅有效容积约为2400m3，总表面积约为1200m2。

武警黄金指挥部礼堂平面图如下图：

2音响扩声系统设计依据

音响扩声系统设计的依据为：

a.武警黄金指挥部礼堂设计要求和建筑结构图纸；

b.相关的国家及行业标准：

ØGB50371-2006《厅堂扩声系统设计规范》

ØGYJ25-86《厅堂扩声系统声学特性指标》

ØGB4959-95《厅堂扩声特性测量方法》

ØGB/T50356—2005《剧场、电影院和多用途厅堂建筑声学设计规范》

ØGBJ76-84《厅堂混响时间测量方法》

ØGB/T14476-93《客观评价厅堂语言可懂度的“RASTI”法》

ØGB/T14197-93《声系统设备互连的优选配接值》

ØSJ2112－82《厅堂扩声系统设备互联的优选电气配接值》

ØGB9003-88《调音台基本特性测量方法》

ØGB50198-94《民用闭路监视电视系统工程设计规范》

ØJGJ/T16-92《民用建筑电器设计规范》

ØGBJ16-92（95年修订）《建筑设计防火规范》

ØGB/T50314-2000《智能建筑设计标准》

ØGB/T50311-2000《建筑与建筑群综合布线工程设计规范》

ØGB50259-96《电气装置安装工程电气照明装置施工及验收规范》

ØGB50169-92《电气安装工程接地装置施工质量验收规范》

3扩声系统声学特性指标

武警黄金指挥部礼堂使用功能主要以会议、报告为主，兼顾综合性文艺演出的使用及5.1声道立体声电影放映等，是一个多功能使用厅堂。

音响扩声系统在使用时应保证音乐丰满度、优质的重放效果、要有高的语言清晰度，合适的响度，系统要有足够的动态余量，及声、视像的一致性。

依据武警黄金指挥部使用功能要求，音响扩声系统声学特性指标按照中华人民共和国国家标准GB50371-2006《厅堂扩声系统设计规范》，采用多用途类扩声系统声学特性二级指标来设计音响扩声系统。

为此，武警黄金指挥部音响扩声系统声学特性指标为：

3.1最大声压级（在厅堂内各测量点可能的最大峰值声压级的平均值）（dB）

额定通带*内：

大于或等于98dB。

注：

*额定通带是指优于传输频率特性所规定的通带。

3.2传输频率特性

以125～4000Hz的平均声压级为0dB，在此频带内允许范围：

-6dB～+4dB；63～125Hz和4000～8000Hz的允许范围见下图：

多用途类二级传输频率特性范围

3.3稳态声场不均匀度（dB）

1000Hz、4000Hz时小于或等于8dB。

3.4传声增益（dB）

　　125～4000Hz的平均值大于或等于-10dB。

3.5系统总噪声级

小于或等于NR-25。

注：

国家标准GB50371-2006《厅堂扩声系统设计规范》中对系统总噪声级的定义：

扩声系统在最大可用增益工作状态下，厅堂内各测量点扩声系统所产生的各频带的噪声声压级（扣除环境背景噪声影响）平均值，以NR-曲线评价。

以上声学特性指标按照国家标准GB4959-85《厅堂扩声特性测量方法》进行测量。

4对建声要求

厅堂的音质及声学特性是建筑声学和电声系统扩声的综合效果，建声是电声的前提，根据礼堂的主要使用功能，确定建声设计指标是很重要的。

4.1混响时间

室内反射声形成混响，混响时间是决定室内音质的一个重要因素。

一般来说，混响时间短，有利于听音的清晰度，但过短会感到声音变得干涩、沉闷枯燥；混响时间长，有利于声音的丰满度，但过长则会感到声音混淆不清，降低了语言的清晰度。

因此恰当的选择和确定混响时间及其频率特性是十分重要的。

语言和音乐所要求的混响时间不同，为使有高的语言清晰度，要求混响时间短，为使音乐丰满，又要求混响时间较长。

恰当的处理房间的混响时间将使声音有较好的表现。

下图给出各种用途厅堂的中频（500Hz）最佳混响时间和容积的关系。

由图可知，厅堂的用途不同，要求的混响时间不同，且厅堂容积越大，要求的最佳混响时间也越长。

下图给出不同容积房间内的音节清晰度和混响时间的关系曲线。

由图可知，有相同混响时间的房间，容积越大，清晰度越低，混响时间越长，清晰度显著降低。

表1给出各类房间频率为500～1000Hz时的最佳混响时间推荐值。

体积较小的房间取小值，体积较大时取大值。

武警黄金指挥部主要以会议、报告为主，兼顾综合性文艺演出的使用及5.1声道立体声电影放映等。

音响扩声系统在使用时应保证音乐丰满度、优质的重放效果、要有高的语言清晰度，礼堂有效容积约为2400m3，。

依据中华人民共和国国家标准GB/T50356-2005《剧场、电影院和多用途厅堂建筑声学设计规范》中对多用途厅堂的观众厅满场合适混响时间的选择宜符合下列规定：

在频率为500～1000Hz时，对不同容积的合适混响时间，多用途厅堂宜采用下图所示范围：

会堂、报告厅和多用途礼堂对不同容积V的观众厅

在500～1000Hz时满场的合适混响时间T的范围

参照以上各图曲线及表1，建议武警黄金指挥部礼堂其观众厅的建筑声学设计中频（500～1000Hz）满场合适混响时间控制在1.1。

注：

国家标准GB/T50356-2005《剧场、电影院和多用途厅堂建筑声学设计规范》中对合适混响时间的定义：

在一定使用条件下，听众认为音质合适的混响时间，它是根据人们长期使用经验得出的，并且具有一定的容许范围。

关于混响时间频率特性，空气对高频的吸收，观众对高频的吸收都较大，要保持混响时间频率特性平直比较困难，高频混响时间允许低于中频，但高频对音质，音乐质量保真度影响极大，所以应尽量使高频下降得少一些。

各频率混响同时达到闻阈，即低频混响时间长于中高频，这满足听觉要求，低频的混响时间可提高20%，但不能太长致使语言清晰度不高。

4.2背景噪声

厅内的背景噪声高低影响语言清晰度和听音效果。

一般在室内最小声压级的位置上，信噪比S/N大于30dB，才不至于对清晰度有明显影响，信噪比提高到50dB，就可以获得高质量的放声，背景噪声又是扩声系统节目源的动态下限，直接影响到听音效果。

应考虑防止各项噪声源对观众厅的干扰。

这些噪声源包括下列方面：

a.建筑物内设备噪声。

包括观众厅的空调系统、送回风系统（包括电扇）和电器系统噪声，以及出入口门开关碰撞声和座椅翻动声等噪声。

b.外界传入观众厅的噪声。

既包括来自房屋内其他部分的噪声，如来自休息厅的喧哗，放映机房、舞台设施、办公室和厕所设备等处的噪声，也包括户外交通噪声（车辆、铁路、航空等噪声）以及其他社会噪声。

c.与本建筑物相关设施的其他噪声源。

国家标准GB/T50356-2005《剧场、电影院和多用途厅堂建筑声学设计规范》中对观众厅内噪声限值有如下规定：

观众厅和舞台内无人占用时，在通风、空调设备和放映设备等正常运转条件下噪声级的限值不宜超过表3中的噪声评价曲线NR值的规定。

表3.各类观众厅内噪声限值

观众厅类型

自然声

采用扩声系统

歌剧、舞剧剧场

NR25

NR-30

话剧、戏曲剧场

NR-25

NR-30

单声道普通电影院

NR-35

立体声电影院

NR-30

会堂、报告厅和多用途礼堂

NR-30

NR-35

右图给出了国际标准噪声评价数NR曲线，它是评价噪声烦恼和危害的参数。

根据各类房间及专用房的室内噪声允许值和歌剧、舞剧剧场观众厅内噪声限值，要求厅内在产生噪声的设备如通风空调、可控硅调光等全部开启的情况下，空场背景总噪声级应满足噪声评价数小于或等于NR-25。

也可用A计权声级dB（A）表示，A计权声级dB（A）大致上为噪声评价数曲线NR值加5，即噪声评价数NR=dB（A）－5。

总噪声级小于NR-25是指在31.5～8000Hz范围内，总噪声频谱中任一倍频程中心频率的噪声分量都不超过噪声评价数NR-25曲线相应的声压级dB值。

4.3声反射

为提高声场均匀度应考虑在侧墙和平顶设置扩散体，后墙应作强吸声处理，避免后墙声反射导致前区出现回声。

4.4隔声和隔振

应有良好的隔声、隔振措施，在整个声频范围内，建筑门窗玻璃、座椅等设施不得有共振现象，厅内不得有声聚焦，回声等声学缺陷。

5音控室技术要求

扩声系统主要设备均在音控室内，为使设备正常运转，操作人员有良好的工作环境及进行监听，对音控室提出如下一些技术要求：

a.音控室内进行监听，混响时间应小，墙面和吊顶应作简易声学处理使混响时间小于0.8秒。

b.音控室用白炽灯照明，不使用带镇流器的日光灯，以免引起干扰。

c.音控室应设接地线，接地电阻不大于2欧。

d.音控室铺设架空活动地板（计算机房用成品活动地板），规格为600×600mm，活动地板距混凝土地面为300mm，至音控室内管线均暗敷在活动地板下。

e.距活动地板0.3m处设电源插座若干。

f.音控室内应有空调。

g.音控室内配电话机1台。

6音响扩声系统设计

依据武警黄金指挥部礼堂使用功能和建筑结构现对礼堂音响扩声系统设计作介绍。

音响扩声系统设计的关键是选择音箱即对音箱选型和音箱在厅内的布置。

音箱的布置和安装方式要使听众区具有足够的直达声强且全场声场分布均匀。

扩声声场设计决定了观众、表演艺术（演员）和技术人员（调音师）通过音箱所能接收到的信息可以达到什么程度，是听感形成的关键。

其中包括建声环境、扩声形式的选择、音箱系统的选型以及相关的设计分析与计算工作。

近年来在国外出现了“扩声系统优化设计”的理论，并在许多专业剧院中得到应用并取得了良好的效果。

所谓“优化设计”，主要指的是在常规的声压级、均匀度、清晰度等设计目标外，更加关注相干声源的声干涉问题，以及更宽频带的指向性控制问题。

如何有效解决音箱阵列本身的干涉以及合成声场中的声干涉问题，这也是直接影响音乐明晰度的主要因素。

对音箱频率及相位响应的优化，对声系统的高精度调试、校准等技术的应用，可以有效地提高扩声系统的还原性能，从而进一步改善听闻效果，这些扩声声场设计理论与方法是大量的工程应用实践与实验室实证相结合的成果。

本次设计中给予了充分的应用。

6.1音箱选用和布置

6.1.1音箱选用

由于电子技术的发展，声系统中电子设备的频率响应与相位响应上的处理已达到很高水平，音响扩声系统还原性能的主要瓶颈是换能器的失真，因此音箱的选用是决定扩声系统品质的最重要因素。

在音箱的选择上既要保证声音的还原性能，也要考虑其在国际文化交流中品牌的美誉度和认同度。

我们在音箱选用时，结合采用的扩声形式，根据音箱的客观指标（频响，指向特性、功率等），以及国际上业界对各品牌音箱的主观评价，最终选择美国MeyerSound（美雅声）专业有源音箱作为礼堂的主扩声音箱。

作为近年来世界范围内歌剧院、剧院、音乐厅等高音质扩声场所应用最多选用的音箱，MeyerSound音箱与其它音箱的区别如下图所示：

美国MeyerSound（美雅声）音箱被誉为世界高端产品，其优势在于自成系统确保信号高保真还原。

美国MeyerSound（美雅声）专业有源音箱特点：

1）.内置压缩限幅器

MeyerSound音箱内置压缩限幅器，极大减少了因过载而损毁的可能性，为用户省去了许多的麻烦。

对于一般音箱系统的压缩限幅器，很多调音师由于没有正确掌握。

往往是凭经验调整的，由于压缩限幅器的参数选择不正确，造成诸多问题，不但起不了保护音箱和功放作用、还可能引入较大的失真。

例如，阀值选择过大。

则不能及时启动压缩器而烧毁音箱或功放；阀值选择过小，则过早启动压缩器而引入失真，改变原有音源的音质和音色。

2）.采用“TruPower”保护技术

所有的MeyerSound音箱均采用了“TruPower”限幅电路保护音箱驱动单元，并实时监测音箱的输出功率，这个技术使音箱具有更高的声压，增加可用余量，并使其在长时间工作后功率压缩仍小于1dB，而一般的音箱系统，功率压缩达到了3至6dB。

3）.内置参量均衡器

MeyerSound音箱内置参量均衡器，使音箱在工作频段内各频率响应平滑，没有任何过激点或陷波点，极大的减少反馈的形成，提高系统的传声增益，在调整系统的房间均衡时，提供了很大的便利。

4）.采用相位校正技术

MeyerSound的音箱均采用相位校正技术，这是MeyerSound的又一专利技术之一。

使得音箱在工作频段内各频率的响应也相当一致，也就是说使得声音中各频段的信号同时到达人耳。

而人耳对声音到达的时间差是很敏感的，MeyerSound的相位校正技术很好地解决了这个问题。

5）.内置功放

MeyerSound的音箱内置功放，不仅省去大量的音箱线材．安装方便，而且减少信号的传输损耗，同时提高了功放的有效阻尼系数。

因为功放和音箱驱动单元的距离很短，它们之间的电阻也很小，功放的阻尼系数得到充分发挥，更加有效减少瞬态失真，而且，省去了功放和音箱的功率匹配、灵敏度匹配、分频点的选择等问题。

6）.智能供电系统

智能交流供电系统，提供自动宽电压选择（稳压电源），工作电压范围为85-134V和165-264V，并且具有电磁干扰滤波，软启动电流接通以及浪涌电流的抑制等功能。

7）.高声压、大功率驱动单元

在高低音单元音圈中添加磁液，有效减少了音圈的阻尼和降低音圈的温度，提高喇叭单元的灵敏为高声压，大功率输出提供有力的保障。

8）.全方位的解决方案

MeyerSound为了更好地还原声音，一直致力于设计和创造全系列零部件，以建立一个综合的，性能优越的扩音系统，并提供综合解决方案。

每一个音箱都把功放、处理器和喇叭单元内置其中，不仅节省安装时间、存储空间以及运输劳工费用等等，而且无需调试即可还原完美的声音，大部分工作都由Meyersound厂完成，如压缩限幅器的调节、功放和扬声器的功率匹配、灵敏度匹配、分频点的选择等等。

9）.模块化设计

MeyerSound（美雅）有源音箱采用模块化设计，即使损坏，维修也很方便，维修时更换模块即可，非常方便。

总之，美国MeyerSound（美雅声）音箱对信号处理、放大及还原等所有可能影响声音还原的各个环节，进行深入研究并加以控制，为还原良好的音质提供完整的解决方案。

美国MeyerSound（美雅声）音箱在国际上享有极高的声誉，以其音质好、音色表现准确、工作稳定可靠荣获多项大奖，是近年来国际上高级剧院的首选音箱，从英国的国家剧院、皇家歌剧院到法国的巴士底歌剧院，从美国旧金山歌剧院到好莱坞的柯达剧院，从纽约卡奈基音乐厅到澳洲悉尼歌剧院，从日本国立文化艺术中心到香港文化中心。

MeyerSound（美雅声）音箱都得到高度评价，2001年6月23日在北京紫禁城举行的世界三大男高音申奥音乐会上，MeyerSound（美雅声）音箱被指定为专用的音箱，杭州大剧院的歌剧院和音乐厅就选用美国MeyerSound（美雅声）音箱。

2001年6月23日在北京紫禁城，世界三大男高音，三位世界声乐艺术的超级巨星，世界高

音之王帕瓦罗蒂、情歌王子多明戈、歌剧之王卡雷拉斯放歌北京紫禁城——支持北京2008年奥运会申办成功，为了确保演出效果完美，体现高雅音乐的魅力，对扩音音箱特别指定要选用美国MeyerSound的品牌，在该扩音系统最终方案里，所有音箱均选用美国MeyerSound（美雅声）产品。

虽然MeyerSound音箱应用了多种先进技术，在国外的大型剧院得到极为广泛的应用，而且在国内的不少新建剧院也采用了MeyerSound音箱，但仍有部分人对其不了解，存在以下疑问，在此做简单的说明。

a.MeyerSound的功放放在音箱内，是否不利于散热？

MeyerSound的功放虽然在音箱内，但散热装置设计合理，完全跟处理电路隔离，非但不影响功放的正常散热，比装在机柜里的功放散热更有效，而且不影响其它周边设备。

下图为该音箱典型的散热结构：

根据工厂严格的测试结果表明，MeyerSound音箱的工作温度是：

<-400C或>+750C。

即音箱在-400C到+750的使用环境下可以正常工作。

不存在散热难的问题。

b.MeyerSound音箱内置功放，需接入220V强电，存在安全隐患？

这是一个无畏的担心，MeyerSound的所有产品都经过了各发达国家严格的安全认证，如美国UL认证及欧洲CE认证，它们对防火及触电等安全指标有严格规定。

其采用的具体措施见下：

MeyerSound音箱的TruPower保护电路不但起精确保护作用，还为音箱提供严格的安全保障，如下图所示：

当输入电平过高，启动压缩限幅电路，避免信号过载，保护扬声器单元和功放。

当单元驱动电压过高，启动压缩限幅电路，避免驱动单元受损。

当温度过高，启动散热系统，保护功放和扬声器系统。

具体数据为：

64度，启动一级风扇；74度，启动二级分散；非正常情况，超过85度，关闭供电电源。

即整个扬声器系统不会超过85度，若超过该值，立即停止供电。

为此，我们对武警黄金指挥部礼堂音响扩声系统选用美国MeyerSound（美雅声）音箱。

6.1.1.1主扩声音箱

我们选用MeyerSound（美雅声）UltraSeries超级系列中的UPA-1P12英寸低音扬声器宽覆盖二分频有源音箱为主扩声音箱。

MeyerSound（美雅声）UltraSeries超级系列音箱，第一个制定并采用了在小型的箱体中产生高功率输出、线性的频率响应和极低失真的标准，同常规的音箱比较，自带功放的UltraSeries超级系列音箱提供非常高的声压级，出众的瞬态表现和极低的噪音，另外，当多个音箱组成水平或者垂直阵列时，新的恒Q值设计的号角与专利的相位修正电路协同工作，可以提供均匀和可预计的指向性表现，全部UltraSeries超级系列音箱采用一体化的带有自动电压选择的通用电源（除了UPM-1和UMS-1P），也可用手动切换。

其他UltraSeries超级系列特性包含模块化的音频输入选项，MOSFET功率放大器，兼容RMS（远程监视系统），以及许多不同的安装吊挂的选项。

UltraSeries超级系列音箱是各种不同类型中、小型场所的理想选择，包括剧场、歌剧院、夜总会、会议厅、教堂、主题游乐场、多媒体展览馆等。

UPA-1P12英寸低音扬声器宽覆盖二分频有源音箱技术指标：

频率响应：

60Hz–18KHz

自由场：

100Hz–16KHz（±3dB）；77Hz–18KHz（－6dB）

半空间：

77Hz–16KHz（±3dB）；66Hz–18KHz（－6dB）

相位响应：

600Hz–16KHz，±35°；250Hz，＋90°

最大声压级：

133dB

覆盖角度（水平×垂直）（-6dB）：

100°×40°

分频频率：

1200Hz

换能器单元：

低频单元，12英寸锥形纸盆低音扬声器

高频单元，1.4英寸喉管+3英寸振膜压缩驱动器

功放峰值功率：

700W（350W/每通道）

功放类型：

功率补偿MOS型输出（AB/H）

总谐波失真、瞬态失真、互调瞬态失真：

＜0.02%

音频输入阻抗：

10KΩ

音频输入类型：

平衡输入

音频输入插座：

XLR–F卡侬母插座和XLR–M卡侬公插座

交流电源–自动电压选择：

80-264VAC；50/60Hz

最大额定持续电流（＞10秒）：

115V：

2.8Arms、230V：

1.4Arms、100V：

3.2Arms

最大峰值电流：

115V：

5Apk、230V：

2.5Apk、100V：

5.8Apk

尺寸（宽×高×深）：

368×569×368mm

净重：

35kg

6.1.1.2超低频音箱

为加强低音放音效果，选用MeyerSound（美雅声）UltraSeries超级系列中的UMS-1P双10英寸低音扬声器超低频有源音箱。

UMS-1P双10英寸低音扬声器超低频有源音箱技术指标：

频率响应：

25Hz–200Hz

自由场：

29Hz–110KHz（±3dB）

相位响应：

32Hz–110Hz，±60°

最大峰值声压级：

127dB

覆盖角度（水平×垂直）（-6dB）：

360°×180°

换能器单元：

低频单元，2×10英寸锥形纸盆低音扬声器

功放峰值功率：

450W（225W/每通道）

功放类型：

功率补偿MOS型输出（AB/H）

总谐波失真、瞬态失真、互调瞬态失真：

＜0.02%

音频输入阻抗：

10KΩ

音频输入类型：

平衡输入

音频输入插座：

XLR–F卡侬母插座和XLR–M卡侬公插座

交流电源–自动电压选择：

105-130VAC；208-260VAC；50/60Hz

最大额定持续电流（＞10秒）：

115V：

1Arms、230V：

0.5Arms、100V：

1.2Arms

最大峰值电流：

115V：

2.9Apk、230V：

2Apk、100V：

3.3Apk

尺寸（宽×高×深）：

578×414×445mm

净重：

38kg

6.1.1.3舞