江阴广播电台直播室声学装修

江阴广播电台直播室声学装修
丁雷
【摘要】结合江阴广播电台直播室室内声学装修设计与施工的实际,提出了直播室的声学室内装修方案,对声吸收与声扩散原理作了说明,设计出了符合这些直播室室内声学环境的声吸收与声扩散构造,并对工程施工中的质量与工艺控制作了要求,以确保直播室室内声学装修的整体质量.
【期刊名称】《电声技术》
【年(卷),期】2017(041)004
【总页数】7页(P18-24)
【关键词】直播室;声吸收;声扩散;施工工艺
【作者】丁雷
【作者单位】江阴职业技术学院,江苏江阴214405
【正文语种】中文
【中图分类】TB54
在笔者为《电声技术》所作《江阴广播电台直播室建筑声学设计》[1]与《江阴广播电台直播室隔声与减振工程》[2]两文中，已叙述了江阴广播电台直播室的建筑声学设计及隔声、减振施工过程。

室内声学对声学界面处理主要包括吸声、镜面反射及扩散反射三个方面，并根据它们在时间与空间中表现出的不同特性，引出其他相关参数，一个好的听音环境应该在这三方面取得平衡。

电台直播室由于对室内声学环境要求较高，因此，还需要对直播室进行精心的声学装修，使之具备合理的声
吸收与声扩散结构，确保合适的混响时间及语言清晰度[3]。

该电台的4个直播室中，2、3、4号直播室的结构与面积基本相同，而1号直播
室与其他直播室在结构上存在区别，本文对这些演播室的声学装修将分别进行详细介绍。

电台直播室的混响时间都要求较短，这些直播室的中频混响时间设计值为0.4±0.1 s，传声器接收的几乎全部是直达声，但为了增加语言的力度与饱满度，还需适当
考虑早期反射声所起的作用。

因此，在直播室内，除了要进行较强的吸声处理，考虑到声场均匀性还要做一些声扩散结构。

在电台直播室中合理地布置吸声材料与吸声结构，不仅可以有效控制混响时间，还可以在一定程度上降低噪音、改善声扩散及消除音质缺陷。

吸声材料与吸声结构两者还是存在区别的。

吸声材料其自身具备吸声特性，如岩棉、玻璃棉、工业毛毡等纤维性材料。

而吸声结构的材料自身不一定具备很强的吸声特性，而是设计成某种结构后才具备吸声能力，如空腔共振吸声结构及狭缝吸音砖等。

目前，在工程施工中用到的吸声材料与吸声结构种类繁多，品牌各异，性能各不相同，主要分为三类：多孔吸声材料，共振吸声结构及空间吸声体。

多孔吸声材料主要以中高频吸收为主，共振吸声结构以中低频吸收为主。

虽然这几种吸声构件的吸声机理各不相同，但它们的本质都是将声能转化为热能而消耗掉。

直播室的吸声结构选择需综合考虑材料的各项性能，除吸声性能外还要考虑其防火、吸湿、强度、装饰及加工等多个方面。

因此，在施工过程中，一般会将多种吸声构件组合使用，以获得直播室内满意的声学效果。

1号直播室为江阴电台飞扬907频道使用，是这几个直播室中面积最大的，达88 m2。

该直播室为开放式结构，沿走廊侧有大面积的透明观察窗，其结构及隔声处
理在前文中已有叙述，为防止驻波的产生，在右前侧做了45°切角处理，如图1所示。

为达到良好的吸声效果，1号直播室的墙面采用了多种吸声结构相互交替布置的方式，如图2～图5所示。

从图中可看出，该直播室的吸声主要采用了透声织物吸声板、条形板及七夹板等结构。

透声织物吸声板是将阻燃透声织物与四周边缘经固化处理过的玻璃棉板制成的一种具有较高强度与刚度的装饰吸声板，如图6所示。

吸声板表层织物具有很好的透
气性，自身流阻小，其相对声阻率为0.1左右，相对声抗率几乎可以忽略不计，因此不会影响内部玻璃棉板的吸声效果，织物强度高，不易撕裂，具有阻燃、防潮、不褪色、颜色多彩、纹理丰富等特性，并且可以起到防止玻璃纤维外逸的保护作用。

吸声板的吸声特性与玻璃棉的容重、厚度及背后空腔深度有关，容重大于24
kg/m3、厚度50 mm的吸声板吸声系数均大于0.8[4]。

该台直播室还使用了窄条形槽木吸音板，该结构利用了共振吸声原理来吸声降噪。

穿孔板上每一个孔与其相对应的板后空气腔构成的系统形成了亥姆霍兹共振器，其结构可看作为是由质量与弹簧构成的共振系统，穿孔板的共振吸声结构就相当于多个亥姆霍兹共振器的并联，如图7所示。

声波进入穿孔板的小孔内向前传播，便带动空腔内空气一起振动，当声波频率与亥姆霍兹共振结构的固有频率相同时，空腔内的空气就产生共振，孔颈处的空气柱产生幅值及速度最大的往复振动，使得吸声结构的摩擦与阻尼也达到最大，此时单位时间内的声能转化为热能最多，形成吸收峰，使声能显著减弱。

当远离共振频率时，振动减小，声能转换吸收也减弱[5]。

穿孔板的厚度、穿孔率、孔径、板后空腔深度及板后有无吸声材料，吸声材料的厚度、容重等都是影响其吸声性能的因素。

图8为穿孔板的穿孔率对吸声性能的影响；图9为32 kg/m3的玻璃棉板，厚度分别为25 mm，50 mm和100 mm时的吸声频率特性；图10为厚度50 mm厚玻璃棉板后不同空腔深度时对吸声特性
的影响。

(注：在本文中，部分图纸的吸声系数是按照混响场测量法，而非驻波管法，所以会出现α≥1.0，按照标准规定，在α>1时，按1处理)。

直播室2,3,4三个房间的面积比直播室1要小，约为50 m2，如图11所示，在这几个直播室外均
设置了导控室，兼起到声闸的作用，取消了走廊侧大面积的落地窗，只保留了与导控室之间的观察窗，墙角也做了45°切面吸声结构，如图12所示，直播室内墙面
的吸声结构与直播室1的基本相同，如图13～14所示，直播室的顶部除了减震结构外[2]，还做了吸声扩散结构，如图15～16所示。

直播室体形结构及长、宽、高比例的确定都是基于声场扩散的要求，因为这会影响到声源各部分的平衡及传声器摆放位置的选择，小房间的声场只有在扩散的条件下，才能获得均匀的分布。

在直播室内改进声场扩散可采用如下措施：
1)室内扩声与吸声材料的均匀分布。

在直播室内各墙面上无规则配置吸(扩)声材料可以使室内声场均匀，利用相位差和声波干涉来改变声波的反射方向，这在设计上是容易实现的，无规的或棋盘式配置均能达到预期的目的。

这几个直播室墙面的七夹板贴防火饰面，条形板、木线条等结构都起到了声场扩散的作用。

2)在室内墙面或顶棚上设置声屏障或悬吊反射板，这样就可根据设计要求对直播室内的声场进行修正，这几个直播室的顶面上均设置了七夹板贴防火饰面声扩散结构，如图17所示。

3)直播室由于容积不大，难以在有限的墙(顶)面上同时安装扩散体与吸声体，这时可设计兼备扩散与吸收作用的声学结构。

将凸半圆柱、球切面或其它形状的扩散体安置在墙面或顶面上，其内部可根据需要填充多孔吸声材料，这就形成了扩散吸声体，结构如图18～20所示。

当声波波长与扩散体的尺寸接近或小于它时，扩散体就能起到扩散作用，另外还可避免颤动回声等现象[6]，施工现场如图21所示。

这些吸声扩散体中纤维性多孔材料的吸声特性在上文中已有详细叙述，此处研究其声扩散性能。

光滑面板的反射声能几乎集中在左右30°角区域内,超过该区域后,声
能会下降20 dB以上, 也就是说, 光滑面板对于入射声的反射基本上都是镜面反射。

而扩散吸声体的声能反射分布范围可以扩展到80°左右，甚至更大,而且没有太多
明显的衰减，从扩散效果来说，不管在低频段还是中高频段其表现出来的性能都是令人满意的，加上多孔性纤维材料本身具备良好的吸声性能，吸声扩散体的声学结构在扩散声能的同时又兼顾了吸声的效果，特别适用于像直播室、录音室等小面积、高标准要求的声学技术用房。

建声施工的工艺与质量直接影响和决定着直播室的声学效果，因此在施工过程中要注意以下几点：
1)要清楚各种吸(扩)声材料及由这些材料构成的吸(扩)声结构具备不同的吸(扩)声频率特性，即便是相同的吸(扩)声材料，吸(扩)声结构，使用方法不同，其吸(扩)声
特性也不尽相同。

因此在施工中要根据设计时的要求来选取和使用相应的吸(扩)声频率特性的材料与结构。

理论上要求吸声材料在宽频带内都具备较高的吸声系数，但在实际工程中是较难实现的，因为吸声特性平直的材料与结构是没有的，通常多孔材料的高频吸收好于低频，而薄板共振结构则相反，如果声场中某个(段)频率特别突出时，还需特殊处理。

因此在实际施工中选用的吸(扩)声材料与结构要有针对性。

2)要了解吸(扩)声设计及施工中所选用的吸(扩)声材料与结构的物理性能，如表面
密度，力学强度，抗压抗弯曲性能等。

这些材料与结构要求施工简便，不易破损，利于保养与更换，在使用时不易老化，不脆化，不掉渣，不因时间推移而板结或下沉，以保持吸(扩)声性能的长期稳定与可靠。

在施工过程中要防止和减少灰尘、胶水等对材料与结构的封堵影响，否则会使吸声性能受到较大破坏。

3)要注意所选用吸(扩)声材料与结构的使用空间环境，吸声构造会将多孔材料置于
其中，施工时要确保这些松散材料不飞散。

一定要关注材料中的甲苯、二甲苯、氨、氡等有害物质的挥发与释放，不能对人身健康造成危害，材料的防潮性能要好，还要求耐腐蚀、防霉防蛀。

4)要特别注意所选用吸(扩)声材料与结构的防火性能，要符合满足A级防火的要求，这一点非常重要。

5)吸(扩)声的构造是直播室内建筑装修设计的重要组成部分，因此在施工时要注意色调、造型等的装饰效果，使吸(扩)声结构融入到室内装饰中，达到吸(扩)声效果
与艺术的统一[7]。

经过紧张有序的施工，直播室的主体建设及建筑声学工程已基本完成。

直播室建声工程涉及到建筑的设计与施工、音质控制(隔声、吸声、扩声等)以及空调设备隔振消声、噪声控制等多个方面，需要各个行业的紧密配合与协调。

设计与施工时要与建筑、消防、空调暖通等多个单位与部门，提前做好相关的考虑和条件预留，做到各工种专业之间声学指标相应一致，相互匹配，不留漏洞。

直播室建声设计与施工是一个严谨的系统工程，施工中根据不同的声学特征制定装修方案,并全程对施工工艺进行严格的质量控制,发现问题要及时调整与整改，防止
因某一处或某一项的工程不达标而影响直播室的整体质量。

最终要使得直播室不仅具有美观的视觉效果，还要有一个优良的声学环境[8]。

施工完毕后，直播室内的声学环境究竟怎样，能否达到设计与使用的要求，后续的文章中将继续详细叙述。

丁雷(1976— )，江苏高邮人，副教授，中国电子学会声频工程分会委员，主要从事音像系统工程、楼宇智能化系统设计与施工研究，Email:
****************。

【相关文献】
[1] 丁雷. 江阴广播电台直播室建筑声学设计[J]. 电声技术，2017，41(1)：1-6.
[2] 丁雷. 江阴广播电台直播室隔声与减振工程[J]. 电声技术，2017，41(3)：1-6.
[3] 国家广播电影电视总局. 广播电视录(播)音室演播室声学设计规范：GYT5086—2012 [S]. 北京：中广电广播电影电视设计研究院，2012.
[4] 钟祥璋.建筑吸声材料与隔声材料[M]. 2版.北京：化学工业出版社，2012.
[5] 龚新华.江西广播电台直播室声学设计[J].电声技术，2008，32(9)：12-16.
[6] 潘婉榕，李大为.海峡之声广播电台广播大楼的声学设计[J].电声技术，2013，37(1)：8-12.
[7] 前川善一郎，林德尔.环境声学与建筑声学[M].燕翔，译. 2版.北京：中国建筑工业出版社，2013.
[8] 丁雷.江阴广电中心大型演播室建筑声学设计与施工(续完)[J].电声技术，2015，41(12)：12-16.。