演播录音建筑装饰中的隔声吸声及消声技术论文
0、引言
在当代信息数字化、网络化迅猛发展的背景下，广播电视节目已成为大众接收外界信息不可或缺的重要渠道。电视节目制作也以技术数字化，制作多样化，设备科学化，播出网络化等特点而发挥出自己的特色。像央视1频道"新闻联播"、央视3频道"我要上春晚",浙江卫视"中国好声音"等好节目，创下了很高的收视率。如果制作环境不能满足声学的要求，节目的质量将会大打折扣，直接影响观众或听众的收视效果。
演播、录音建筑的声学装饰设计与施工具有综合性很强的技术特点，它涉及到建筑、结构设计、建筑声学、语言声学、音乐声学、工艺构造、室内美学等很多领域。其音质要求和隔音要求比其他厅堂都要严格，涉及音质评价和噪声控制等各个方面，声学装饰技术正是解决此类问题的综合性解决手段。本文旨在探讨装饰技术对演播、录音建筑声学环境的影响，并提出改进的措施。
近几年来国家广播电影电视总局和国家住房和城乡建设部陆续发布了一些最新的标准和规范，如GY//T5086-2012、GY//_T5087-2012等。这些规范是针对广播电视演播、录音建筑及其环境的声学技术标准，其基本的技术要求是： 录（播）音室、演播室及应具有合适的混响时间，无明显的声学缺陷，符合录播要求的安静声环境。其涵盖了噪声设计标准、噪声控制及其声学性能的评价及其测试方法等方面，是我们进行理论探讨和工程实践的标准。
1、演播、录音建筑隔声技术
演播、录音建筑中的噪声控制是声学装饰中头等重要的问题，它与一般装饰工程不同，当工程完工发现问题，通常很难进行修改，如果达不到允许噪声标准要求将失去使用价值。
1.1 围护结构空气声的隔离
1.1.1 内、外墙
演播、录音建筑的内、外墙必须采用厚重结构，根据质量定律，构件面密度增加一倍，或是噪声频率增加一倍，隔声量都会浅析装饰技术对演播、录音建筑声学环境的质量影响相应增加6dB.目前采用的方法是采用双层实心砖墙隔声墙，以获得良好的空气隔声性能。
在演播、录音建筑的墙或顶板上通常要穿过大量的电源、传声器的插座和对讲扬声器、信号指示开关以及电缆线槽。如果孔洞封堵不当，都会影响到墙体的隔声，必须做相应的封堵隔声处理。
1.1.2门和窗
演播、录音建筑中的门、窗的面密度一般比墙体小很多，同时门、窗四周的缝隙又是传声的重要途径。因此提高门窗的隔声量，关键是提高门窗本身材质以及四周缝隙的处理。近年来倾向于采用多层板材的复合结构，门缝常采用企口挤压、斜口挤压和冲气挤压等几种。
为了进一步提高门的隔声性能，有效的方法是设置双道门，并在双道门之间配置吸声结构，即构成所谓"声闸".演播、录音建筑中的窗均为内墙窗。它包括录音室与音控室之间的观察窗，电影放映室的放映孔等。为使内隔墙具有较高的隔声置，必须使窗具有与内墙相接近的隔声量，通常采用双层或三层玻璃窗构造的隔声量。
1.2 撞击声的隔离
隔绝撞击声是用国际上通用的标准打击器撞击楼板（或顶板），在它下面的房间内测量其撞击声级 LN.LN值越小，说明楼板（或顶板）隔绝撞击声的'性能越好；反之，则越差。
为改善楼板撞击隔声性能，有二种途径：
（1） 在基层板（承重楼板）上铺设弹性面层材料。在楼板表面铺设弹性良好的面层或基层材料，如各类地毯、塑胶地板、聚乙烯泡沫隔音垫等。这种方法对改善楼板中、高频撞击声是非常有效的。
（2） 在基层楼板下加设隔音吊顶。在基层楼板下，离开一定的距离设置隔音吊顶，如纤维板、石膏板吊顶，上铺吸音棉，可起到一定的隔音效果。
1.3 "浮筑"结构的做法
为了能有效地隔离环境噪声和振动对演播、录音的干扰，目前已广泛采用"浮筑"结构，即采用与承重结构完全分离的"房中房"形式。特别是对于那些设置在业务楼、综合办公楼内的演播、录音空间，基本上都采用"浮筑"结构。常用的结构形式有：
1） 内房采用钢筋混凝土结构或砖混结构，并用钢弹簧或橡胶垫作隔振装置，浮筑于承重楼板上；2） 因受荷载限制，内房采用轻质结构。地面在基层中增设玻璃棉板或发泡橡胶减振垫板浮筑于承重楼板上；内房隔墙采用轻钢龙骨多层石膏板，内填玻璃棉，并与外房墙之间形成空腔；顶板悬吊轻钢龙骨双层石膏板隔振吊顶，上填玻璃棉，并采用隔振装置连接吊顶与楼板。
2、演播、录音建筑吸声技术
运用吸声技术可以创造良好的室内音质，在演播、录音室内应满足混响时间及其频率特性指标要求；应满足无颤动回声、声聚焦和声染色等明显的声缺陷要求。当前在演播、录音建筑声装中的吸声技术，主要是指吸声材料和吸声结构的运用。
吸声材料是指材料的吸声系数α大于 0.3的装饰材料，通常分类如下：
按材料的频率特性分为：低频吸声材料、中频吸声材料和高频吸声材料。
按材料的材质构造分为：多孔性吸声材料和共振吸声材料。
常用吸声材料中多孔性吸声材料，主要吸收中高频声；穿孔吸声材料，主要吸收中频声；薄膜薄板共振结构，主要吸收中、低频声。 在演播、录音室内采用的吸声材料，不仅要求要有较好的吸声性能，同时还须具有美观效果，具备防火、耐潮、强度等特性。
2.1 多孔吸声材料
吸声材料的主要吸声机理是当声波入射到多孔材料的表面时激发起微孔内部的空气振动，由于空气的粘滞性在微孔内产生相应的粘滞阻力，使振动空气的动能不断转化成热能，使得声波衰减。无论是纤维状多孔材料，还是颗粒状多孔材料，只要它们含有的多孔使内外互相贯通的，就会具有良好的吸声性能。那些虽含孔，但是内外互不贯通即闭孔的多孔材料，吸声效果不好。所以不是所有的多孔材料都具有良好的吸声性能。
（1） 有机纤维材料
有机纤维材料有动物纤维和植物纤维，动物纤维主要指毛毡和纯羊毛地毯，其特点是吸声性能好，装修效果华丽，但防火阻燃性差。植物纤维材料主要有木丝板、麻绒、海草、椰子丝等材料。这些材料防火、防潮、防霉效果较差，装饰效果也不理想，很少在演播、录音空间的声学装修中使用。
（2） 无机纤维材料
无机纤维材料是多孔吸声材料中最主要的类型，也是目前使用最为广泛的吸声材料。从材质上可分为玻璃棉、岩棉、无纺织物、环保纤维材料等。玻璃棉的特点是吸声性能好，防火、防潮、防霉效果较好，是目前使用最多的吸声材料。目前常用的是离心玻璃棉板，一般容重在 32~80K 之间，厚度在 25~100mm之间。岩棉产品由于易产生颗粒吸入物，在施工中容易对皮肤产生刺激性，环保性能差，但价格低，所以目前主要用在隔振和隔声工程中。
（3） 帘幕
具有一定透气性能的纺织品，在与墙或窗有一定距离时，对吸收中高频声音具有一定的效果。由于便于安装和移动，所以在演播、录音空间中经常使用。为了提高帘幕的吸声效果，在安装时帘幕应有一定的褶皱率，一般不小于墙面的2倍，离墙 100毫米左右效果最佳。利用帘幕改变吸声效果是一种比较简便和有效的方法，但要进行防火阻燃处理。
2.2 共振吸声材料
单个共振器结构，其形式是一个密闭的内部为硬质表面的容器，通过一个小的开口与外部的大气相通，称为亥姆霍兹共振器。共振吸声结构是以吸收低频为主的吸声结构，它是靠共振吸收低频声。常用共振吸声结构有穿孔板共振吸声结构、微穿孔板共振吸声结构、薄板共振吸声结构等。
（1） 穿孔板共振吸声结构
其吸声特性与单个共振器相同，在共振频率附近有一个吸声峰值，为了增加吸声频带宽度和吸声系数，需在穿孔板后的空腔内填充多孔性吸声材料。经实验检测，多孔性吸声材料应紧贴穿孔板安装吸音效果较好。随着室内装饰工业化和装配化程度的提高，近年普遍采用冲孔钢板或冲孔铝板，其加工质量好，安装简便，装饰效果好，防火性能满足消防要求，在声学装饰中广泛使用。
（2） 微穿孔板共振吸声结构
在普通穿孔板结构的基础上发展而来的，它的主要特点是将穿孔直径和板厚均控制在 1mm 以下，利用穿孔本身的声阻达到控制吸声结构相对声阻率的目的，从而可以取消板后的吸声材料，通过微穿孔薄金属板与背后的空气层组成简化结构。实践证明，微穿孔板吸声结构的吸声系数和吸声频带宽度都高于一般穿孔板，目前被广泛使用于像游泳馆等潮湿环境的吸声构造中。
（3） 薄板共振吸声结构
其吸声特性为，在声波交变压力激发下而引起薄板振动，使薄板发生弯曲变形，出现薄板内部摩擦损耗，从而将机械能变为热能。影响薄板吸声的主要因素是薄板本身重量，结构的不同组成形式和尺寸、结构的安装方法、板后龙骨的间距和空气层厚度等。常用的材料有木胶合板、石膏板、各种金属板、软膜等，这类材料不透气、无孔隙，将其固定在钢或木框架龙骨上，在板后部位留有一定深度的空气层，就构成了薄板共振吸声结构。该构造可有效控制室内的低频混响，且便于打扫维护，与穿孔板组合使用装饰效果美观。
2.3 演播、录音建筑扩散结构
在演播、录音建筑中，由于空间大，声源的直达声传播有距离的限制，所以应该适当的布置声学反射板，用来反射和扩散声场内的近次反射声，以加强直达声的作用，从而有利于控制室内的混响时间。为了获得良好的声扩散效果，除了采取控制房间长、宽、高比例尺度外，通常还必须增添扩散结构。
扩散结构在自然混响的音乐录音室内具有重要作用，特别是对于多功能录音室内，则更是必须着重考虑的问题。 扩散结构包括：常规扩散结构和近几年研制的数论扩散体，其中常用的为基于二次剩余序列的QRD 扩散体和最大长度序列的MLS扩散体。
3、演播、录音建筑消声技术
在演播、录音建筑中，为了隔绝外界噪声，均不采用自然通风，而是通过空调系统建立人工空气调节系统。控制空调系统在日常运行中的噪声，并达到室内允许噪声的标准要求是演播、录音建筑声学消声技术的重要内容。控制噪声应从如下几方面采取措施：
（1） 减小通过空调机房墙、顶、地等围护结构直接传播的噪声；（2） 降低通风机通过管道空气传播的噪声；（3） 控制送、回风口因风速过高而产生的气流振动噪声；（4） 隔绝从空调、制冷设备的基础和管道传递振动而产生的固定传播噪声。
以上几方面必须在空调设备的初步设计阶段，就应着手进行全面的考虑，选择低噪声空调主机，并对系统做消声、减振的计算和必要的检测工作，确保室内小于允许噪声标准。
4、结语
演播、录音建筑声学环境要达到的技术指标是： 根据空间的使用要求，混响时间及混响时间频率特性、扩散性和环境噪声等必须满足要求。混响时间主要是由房间的体积和室内吸声材料的吸声量所决定的。扩散性指标是由房间体型及吸声材料的合理布置所决定的。隔声性能又是由围护结构的建筑构造所决定的，这些技术指标都与建筑结构有直接关系。因此，在声装设计与施工中，必须关注如下几方面：
（1） 空间体型比例和混响时间控制。对于短混响、小体积的长方形的录音室来说，要严格控制房间的长、宽、高比例尺度，避免由于出现"简并"现象而产生声染色缺陷发生。通常可以通过公式进行频率分布分析计算，得出最佳的体型系数。同时，通过一定的体型变换，尽量避免多重回声，声聚焦等声学缺陷。
（2） 空间声场均匀度指标要求。演播、录音建筑的声场均匀度通常是指室内能量密度在各个传播方向作无规则分布的情况。通常控制的标准是，室内声场均匀度要求所有测量点的声压级最大值与最小值之差不大于6dB.要做到这一点，就要在声装吸声设计上必须注意，室内墙面吸声面的布置和大小与声反射面的布置和大小应符合均匀的原则，避免出现大面积平行相对的声反射面，减少声压的不均匀。
（3） 噪声评价曲线的确定。演播、录音建筑的隔声和设备的消声也是治理的重点。
我们首先就要分析室内、外噪声侵入的方式，给出合理的隔声方案。例如，观察窗和门的设计构造、安装工艺等是否合理，会直接影响到今后室内的声环境质量。另外，大量空调设备的使用，大进风量和低风速之间的矛盾，使得空调机房和管道等设备之间必须进行消声处理。
（4） 声学技术与装饰技术的紧密结合。装饰设计与施工是室内营造的最后阶段，声学装饰在满足声学要求和防火、防水、环保等前提下，应尽量做到简洁美观，体现人性化的美学视觉效果。
在此原则下选择合理的装饰效果、材料和构造。选材应充分考虑造价、耐用和维护方便，并充分考虑最终达到的混响指标要求，它直接关系到室内音质的好坏。不但要有良好的听觉环境，还要有美观的视觉效果，在提供出色声环境的同时，也提供了一个优雅的工作环境。
（5） 验收调试和评价。在演播、录音建筑施工过程中的声学调试是确保达到预期音质指标的重要步骤，是声学技术的重要环节。在声装施工进行到一定阶段且未全部完成时，创造条件，进行声学测定和录音试验，并组织审听。以便根据实测数据和试录的效果，核实设计指标，及时修改设计和构造。演播、录音建筑竣工、交付使用前，应进行全面的声学测定，对此类建筑的全面评价通常要经过1-2年时间使用后，才能定论。
参考文献：
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