邯郸文化艺术中心舞台音响系统工程

邯郸文化艺术中心舞台音响系统工程 图文/张业春 (北京仁歌视听科技有限公司，北京 100022) 【摘要】结合邯郸文化艺术中心的艺术需求和现场条件，介绍其音响和音响系统的 组成。 【关键词】邯郸文化艺术中心;舞台音响系统;音响设计;扬声器布局 Stage Audio System Design for Handan Culture and Arts Center ZHANG Ya-chun (Beijing Rangl Audio CO.,LTD,BeiJing 100022,China) 【Abstract】Audio design and system construction for Handan culture and art center were introduced combined with its art needs and local condition. 【Key Words】Handan culture and art center; stage audio system; audio design; speaker position 2邯郸文化艺术中心建筑总面积119 371 m，占地250亩，包括邯郸大剧院、报告厅、博 2物馆、图书馆和城市规划展览馆、地下车库及配套用房。其中，大剧院42 647 m，观众席 设三层共1 567座，能够接待国内外高水平演出团体，同时可以满足等大型会议的需求。艺 术中心舞台音响系统工程由北京仁歌视听科技有限公司参与设计与集成，历时一年于2012 年10月完成。 设计上，艺术中心的舞台音响按其各功能区的特性进行规划布局，使系统满足不同门类 的演出需求，更好、更快捷地为艺术展示和演艺创新活动提供一个现代智能化的大平台。 1 音响系统工程设计规划 1.1需求分析 邯郸大剧院是一个展现高雅艺术的殿堂，见图1。其扩声系统应分别满足歌剧、话剧、 舞剧、民族音乐、综艺表演、戏剧戏曲和会议等扩声需求。 图1 邯郸艺术中心大剧院实景图 报告厅是一个文化思想传播，学术交流的重要场所，见图2。其扩声系统应分别满足综 艺表演和会议等语音扩声的需求。 图2 邯郸艺术中心报告厅实景图 1.2 设计理念 根据对国内一流文化中心、多功能厅、剧院进行的考察，并参考国内一些在建剧院的设计方案，针对演出的严格要求，同时，调查访问了国内较有影响的已建成投入使用的剧院的管理者和操作人员。综合各方面的经验，确定本大剧院的基本设计理念如下: ? 服务于“声音艺术”的扩声系统的核心目标，实现高质量声音重放和还原。设计中对剧院的扩声声场布局做了优化，使之能更大程度解决声场中“声干涉”和“直达声能分布”的问，并将上述理念贯穿于所有设备选型与传输技术方案选择过程中，以避免整个扩声系统出现“音质瓶颈”。 ? 新技术的应用让系统管理和控制变得更“精确”与“简单”，彰显“人性化”设计。科技不断进步与发展，新技术层出不穷，供选择配置的设备名目繁多，功能各异，在满足设计要求的前提下，应该使管理者和操作者的工作更简单可靠。 ? 采用国际国内扩声领域中认同度高的主流产品，提高厅堂扩声系统设备的认同度与利用率，以保证设计理念通过设备性能和最终效果得到完美体现。 设计时，着重考虑剧场内的空间形态和与形态有关的容积、响度、声场分布、声扩散、早期反射声的强度和覆盖面。在初扩设计阶段，提出解决问题的具体措施，比如大厅和辅助用房各界面的用材(包括座椅)和构造，剧场内的墙面和顶棚反射面的用材，演奏台和活动音乐罩等混响时间的计算和声学设计。 1.3 设计范围 邯郸文化艺术中心舞台音响系统工程包括: ? 大剧院扩声系统(含观众大厅和休息厅)、舞台监督系统(内部通讯、催场广播系统、灯光提示系统、视频监视系统)、视频转播、会议显示及提词系统; ? 报告厅扩声系统(含观众大厅和休息厅)、舞台监督系统(内部通讯、催场广播系统、视频监视系统)、电影系统; ? 排练厅扩声系统。 1.4 设计指标依据 依据现有的国家、，并参照国际上通用的规范。基本技术依据的概念，在此为参照和等同(包括特性参数要求标准、特性参数测量方法规范标准、电气设计规范、安全要求等)，具体主要设计依据有:GB/T50371-2006《厅堂扩声系统设计规范》;JGJ 57-2000/J 67-2001《剧场建筑设计规范》;GBT 50356-2005《剧院、电影院和多用途厅堂建筑声学设计规范》等。 2 系统工程设计原则 ? 工程目标定位:达到国家验收标准，达到现今世界先进水平，满足整体工程评优获奖的技术要求。突出以人为本、按需设计的原则，充分考虑使用功能和操作特点的需求，做到量体裁衣按需设计。工程上采用主流技术(先进、实用、成熟技术)、主流产品(符合主流技术要求的成熟产品)，技术先进、功能实用性强，系统更考虑到今后的扩展需要。 ? 设备选型原则，满足系统先进性要求。在确保设备技术指标的前提下，关键设备选用世界知名品牌并通过3,5年实践验证的高可靠性产品。 ? 安全可靠和易操作维护性原则。产品及系统可靠、实用、安全保密和易操作、维护与先进很好地结合。 ? 经济、实用原则。追求最佳投资效能比，使系统达到世界先进水平，满足五年不落后、价格不昂贵的要求。 3 系统工程设计方案 3.1 大剧院设计方案 3.1.1 扬声器系统 邯郸大剧院扬声器系统布置如图3所示，系统采用d&b audiotechnik无源全频扬声器系统。 图3 邯郸大剧院扬声器布置EASE外视图 3.1.1.1 主扩扬声器系统 选用高Q值、恒定指向特性、为音响质量要求高的专业场所(如剧院、音乐厅、演播室等)而设计的Qi系列无源分频的线阵列扬声器系统; 中央声道由8只全频线阵列扬声器 Qi1和1只具有指向性的低频扬声器B2-SUB组成。整组线阵列组成水平75?、垂直70?的覆盖角，均匀覆盖池座观众区和楼座观众区。选用线阵列扬声器系统作为主扩声扬声器系统是为了使其对观众区进行更集中的覆盖而减少对天花侧墙造成的不良反射。同时由于中央声道组成的线阵列弧长较长,垂直辐射角度较宽,为使全频与超低频获得较理想的相位响应,将超低频扬声器系统采用与线阵列并列吊装的方式。 中央声道低频扬声器系统采用双18英寸低频单元正面耦合反射设计的B2-SUB，可有效减少声桥内低频共振现象。 中央声道补声扬声器系统采用6只8S补声扬声器，分别布置于池座两侧、楼座两侧。8S以水平100?、垂直100?的覆盖角，均匀覆盖池座和楼座左右两观众区。其与d&b功放配合可提供HFA功能，可用作近场补声扬声器系统，使用DSP处理器适当对8S高频进行衰减，确保扬声器附近观众不会产生听觉疲劳。 左右声道主扩声扬声器系统选用线阵列，与中央声道采用线阵列有共同的目的。远投线阵由左右各4只Qi1组成, 暗装于声桥，以水平75?、垂直39?的覆盖角均匀覆盖楼座及池座后区,由于扬声器系统距离观众厅后墙约30 m，这时调用d&b功放的HFC功能(高频提升)保证后场的声场具有良好的清晰度;近投线阵由左右各4只Qi1组成，以水平75?、垂直50?的覆盖角均匀覆盖池座区,并担当楼座的拉声像,由于左右声道近投扬声器系统暗装于扬声器室，距离前排观众席较近，扬声器高频容易引起近场观众产生听觉疲劳。 3.1.1.2 超低频扬声器系统 超低频扬声器系统由左右各2只B2-SUB(共4只，布置于扬声器室内)组成。双18英寸、低频单元正面耦合反射设计的箱体，使低频下限更低、低频音色更丰满浑厚。B2-SUB箱体采用号角式箱体，使低频声能向前辐射，而不会绕到扬声器后方。 3.1.1.3 补声扬声器系统 选用箱体小巧、大声压级的E系列和XS系列无源分频扬声器系统。其中: 台唇补声由7只E0(暗装于舞台台口前沿)组成，以水平100?、垂直100?的覆盖角，均匀覆盖乐池区;乐池栏杆补声由7只E0(暗装于乐池护栏内)组成，以水平100?、垂直100?的覆盖 角，均匀覆盖池座前排观众区。 3.1.1.4 天花效果声及舞台效果声扬声器系统 天空效果声扬声器系统采用4只同轴结构的MAX12(80?×80?)全频扬声器和2只具有指向性的B2-SUB低频扬声器。2只MAX12布置于观众厅前部分左右两侧暗装于天花板上，另2只布置于观众厅后部分左右两侧暗装于天花板上。4只MAX12能均匀覆盖整个观众厅的观众席。B2-SUB可将MAX12的低频扩展至37 Hz，使整组观众厅顶部效果声扬声器组低频响应更宽，低音更丰满。由于B2-SUB的低频具有指向性，低频声能不会绕到扬声器系统后方使天花板吊架产生共振。 舞台效果声扬声器系统采用2只同轴结构的MAX12(80?×80?)全频扬声器和2只具有指向性的B2-SUB低频扬声器。舞台效果分左右布置于主舞台后方。 环绕效果扬声器系统选用与主扩声扬声器音色一致的XS系列小巧型全频扬声器。其体积小巧、声压大，并很容易暗装于剧院侧后场，不影响大剧院整体的美观。 3.1.1.5 舞台返送扬声器系统 固定返送扬声器系统采用13只MAX12同轴扬声器(3只舞台口上方安装，2只舞台假台口安装，4只主舞台两侧天桥安装，2只左右侧舞台安装，2只后舞台左右两侧安装)，以水平80?、垂直80?的覆盖角，主要覆盖主舞台区、侧舞台区和后舞台区;流动返送扬声器系统采用8只同轴结构的MAX12扬声器(80?×80?)，按演出需求在舞台区流动布置。 舞台口上方安装的返送扬声器系统主要给会议使用;而假台口和左右两侧固定扬声器系统主要提供给大动态的音乐节目或戏剧使用。 3.1.2 扩声功能应用 中央声道:主要实现人声/独奏扩声，使整个声场具有更清晰的更突出的语音声或乐? 器独奏声; ?左右声道:主要实现音乐、综合管弦乐等扩声，是整个声场的扩声主体; ?超低频:实现声乐动态低频效果，在以人声扩声时(如会议)可关闭; ?效果扬声器:实现演出节目场景的环境效果声，如话剧、戏曲演出时的环境效果声; ?舞台返送:主要以实现演员能听清自己的语音声为目的，保证舞台具有较干净的中高频扩声。 当大剧院扩声系统根据不同的演出类型(比如西洋歌剧、戏曲、流行乐等)需作调整时，可通过功放远程控制系统进行一键快速切换功能，具体通过R1监控软件事先保存相应设置好的场景参数，根据不同的演出功能需要，只需按键调用参数，即可使扩声系统即刻调整为对应的扩声形式。 3.1.3 远程遥控数字功率放大器 系统采用d&b品牌原厂配套双通道数字功率放大器，其功放具有强大的DSP处理能力，以及可通过远程软件对功放进行监控，实时查看状态、调整参数、保存/调用场景等功能。 Qi1扬声器与功放配合可提供HFA、HFC、CPL等独有的功能。为了使整个线阵列扬声器系统提供更大的声压和平直频率响曲线，可调用CPL功能。每两只Qi1使用一个DSP功放通道驱动，使整个大剧院声场更均匀。 3.1.4 调音与传输控制系统 调音台选择英国 DiGiCot品牌的SD7数字调音台作为主调音台。备份调音台选用英国 Soundcraft双模式演奏控制台MH2，它设置有4个立体声返回，且每个立体声返回都带有一个4波段的均衡器板块，用来为主混音总线提供信号。 3.1.5 拾音系统 拾音设备选择了不同指向性、不同类型的拾音设备，包括有线话筒和无线传声器系统。通过调音台、多轨硬盘录音机等设备进行分轨录制及混音。 3.1.6 辅助系统 ?舞台监督系统:包括内部通讯、广播呼叫、视频监视、灯光提示。 ?舞台通讯系统:由有线双工内部通讯系统、公共广播系统等构成，它们之间有机结合，可进行广播;可以呼叫和监听剧院的各个控制室、各个工作岗位和演员更衣化妆间、其它技术用房及工作通道。 ?公共广播系统:在大厅、走道等公共区域按不同的功能划分为10个区域，每区一路独立的广播回路，用于播放节目信号。 ?视频监控系统:根据演出需要，将摄像机摄取舞台演出实况及观众区的情况实时传送到各演职人员工作位置，包括剧院的更衣化妆间、贵宾室、扩声控制室、灯光控制室及辅助技术用房等。其次，将演出的高清晰度视频信号传输到硬盘录像机供录音录像。另外，在现场直播或录像时，可实时回放现场摄录的节目信号。 ?灯光提示系统:作为内通系统的一种辅助手段，灯光提示系统独立地应用于大剧院灯光控制点及追光灯位等位置及指挥席。 让操作员更直观的控制灯光，方便视频录制与视频转播需求。 ?舞台会议显示及提词系统:在大剧院舞台两侧设置LED全彩室内大屏，专用舞台字幕机软件，字幕内容编写、修改方便快捷;网络传输控制，稳定可靠，亦可无线传输控制。在左、右耳光下方设置2台液晶监视器作为提词屏，通过电脑控制，可接入舞台监督的视频信号。 ?高清转播预留:在相应机位处预留了转播复合光缆一体化接口板及高清摄像机视频接口。 3.1.7 其他系统 另外还考虑了信号处理系统、综合接线箱和跳线盘/跳线板、系统供电、接地网络、管线预埋等方面的合理运用。 3.2 报告厅设计方案 3.2.1 扬声器系统 报告厅扬声器系统布置如图4所示: 图4 邯郸报告厅扬声器系统布置EASE外视图 3.2.1.1 主扩扬声器系统 选用d&b Ci系列扬声器和XS系列扬声器。 左右声道扬声器系统吊挂于舞台口上方左右侧。远投阵列由左右各1只Ci60组成，以水平65?、垂直40?的覆盖角均匀覆盖楼座及池座后区。近投阵列由左右各1只12S-D组成，以水平110?、垂直50?的覆盖角均匀覆盖池座区。左右声道远投、近投各采用1只扬声器，主要目的是尽可能避免单元之间的声场干涉。 拉声像扬声器系统由1只Ci60和1只12S-D组成。Ci60以水平65?、垂直40?的覆盖角均匀覆盖楼座区观众。12S-D水平110?、垂直50?的覆盖角均匀覆盖池座区观众，并对池座起拉声像作用。 3.2.1.2 超低频扬声器系统 超低频扬声器系统选用单18英寸超低频扬声器，由左右各1只Ci7-SUB组成。Ci7-SUB采用低频反射式设计，使单元的纸盆前后的低频声能耦合，提供更大的声压值。扩展低频下限、使低频音色更丰满浑厚。 3.2.1.3 舞台返送扬声器系统 固定返送由4只MAX12(2只舞台口上方安装，2只舞台口左右安装)组成，以水平80?、垂直80?同轴结构主要覆盖主舞台区。流动返送采用同轴结构的MAX12(80?×80?)，按演出需求在舞台区流动布置。 3.2.2 扩声功能应用 该报告厅以多功能要求对扩声系统进行设计，在满足会议扩声需要，提供较高语言清晰度的同时，亦能满足演出功能的需要。 ?中央声道:主要实现人声/独奏扩声，使整个声场具有更清晰的更突出的语音声或乐器独奏声; ?左右声道:主要实现音乐扩声，是整个声场的扩声主体; ?超低频:实现声乐动态低频效果，在以人声扩声时(如会议)可关闭; ?舞台返送:主要以实现演员能听清自己的语音声为目的，保证舞台具有较干净的中高频扩声。 3.2.3 电影系统 电影放映采用数字放映机进行视频播放，设置一套独立的影院扬声器系统。采用5.1声道的扩声方式，按照左、中、右、左环绕、右环绕和超低音多声道系统设计。 3.3 排练厅设计方案 排练厅流动系统选用d&b E12和Ci7-SUB。如需要一台d&b功放驱动2只E12和2只Ci7-SUB，只要将功放输出设置成Mxi TOP/SUB模式。 4 音响系统工程声场测试 经检测，邯郸文化艺术中心大剧院和报告厅声场测试结果如表1 和表2所示: 表1 大剧院声场测试结果 最大声压级 额定通带内大于或等于106 dB 106 dB 符合 dB 以80 Hz , 8000 Hz的平均80 Hz , 8000 Hz的平均声压 声压级为0 dB，在此频带内允级为0 dB，80 Hz , 8000 Hz传输频率特许范围+4,-4 dB; 范围为+4 , -4 dB; 符合 dB 性 40,80 Hz和8000,16000 Hz40,80 Hz和8000,16000 Hz 的允许范围 符合标准 稳态声场不100 Hz时小于或等于10 dB; 100 Hz时为106 dB 符合 dB 均匀度 1000 Hz时小于或等于6 dB; 1000 Hz时为106 dB 8000 Hz时小于或等于8 dB 8000 Hz时为106 dB 100,8000 Hz的平均值大于或传声增益 106 dB 符合 dB 等于-8 dB 系统噪声 NR-20 106 dB(A) 符合 dB(A) 表2 报告厅声场测试结果 最大声压级 额定通带内大于或等于103 dB 106 dB 符合 dB 以100 Hz , 6300 Hz的平均100 Hz , 6300 Hz的平均声 声压级为0 dB，在此频带内允压级为0 dB，100 Hz , 6300 传输频率特许范围+4,-4 dB; Hz范围为+4 , -4 dB; 符合 dB 性 50 Hz , 100 Hz和6300 50 Hz , 100 Hz和6300 Hz , 12500 Hz的允许范围 Hz , 12500 Hz符合标准 1000 Hz时小于或等于6 dB; 1000 Hz时为106 dB 传声增益 符合 dB 8000 Hz时小于或等于8 dB 8000 Hz时为106 dB 稳态声场不125,6300 Hz的平均值大于或106 dB 符合 dB 均匀度 等于-8 dB 系统噪声 NR-20 106 dB(A) 符合 dB(A) 工程竣工后，经多次会议应用，系统运行稳定，信号传输质量优异，符合国家相关标准 指标并完全达到用户使用需求，受到了一致好评。