录音室声学设计报告

录音室声学方案上海声华声学工程有限公司2016.05.121项目概况该项目为录音棚声学设计，项目位于地下二层。主要进行隔声、音质以及空调噪声与振动控制的设计录音棚设计主要内容较低的背景噪声合适的混响时间根据用途确定较为合适的混响时间频率曲线房间的空间构型设计矩形房间具有较为合适的房间比例避免颤动回声、声聚焦等房间声学缺陷适当考虑房间的扩散度室内的声场不均匀度的设计吸声材料的选择以及吸声材料结构的设计21录音棚概况录音棚概况录音室为一矩形房间，录音室面积为21.5㎡，房间层高3.9m。装饰完成吊顶层高2.8m。房间的容积为60.2m³。控制室平面为直角梯形。面积为26.4m。录音室设计重点、难点录音室位于地下空间，相邻房间为设备机房等强噪声声源，需要降低噪声对录音室的影响。由于处于地下空间因此所使用的声学材料需满足防火、防潮的要求。地下空间的空调通风问题需要解决消声降噪的问题32录音室声学分析以及要求录音棚类型分析该录音棚的容积为60.4m³，从规模上分属于小型录音棚。录音棚从功能上分为音乐用录音棚。最佳混响时间较短。并且由于是音乐用录音棚，由于乐器以及唱歌发出的声音频段较宽，几乎覆盖整个可闻声频率段。所以要求该音乐用录音棚在20hz-20khz的整个频段内均有比较有效的吸声。整个频谱内混响时间曲线应该具有比较良好的平整度。低频与高频部分与中频部分混响时间的比值不应过大或过小。多声道录音用录音棚的特点是将乐队的乐师或声部分别配置在各个相互隔离的空间内分声道录制直达声，然后通过人工混响器追加混响后合成。这种录音工艺的等特点是乐器的质感强、清晰度高、层次分明、节奏感强。由于这种类型录音棚主要拾音的是直达声。所以不需要棚内的混响声和早期反射声。要求是较自然混响具有比较低的混响时间。录音棚空间构型分析房间为一矩形空间，矩形空间分析可以采用简正谐波理论进行分析。录音室的比例关系到录制声音的音色纯真程度，比例的不当会造成简正振动频率分布不均，使某些频率加强而失真。简正谐波的计算公式如下通过计算音乐录音棚的简正谐波模式为房间比例分析参考上图录音室的简正谐波模式计算结果。如果有几个模式计算出的频率相同或相差3hz内就代表该房间在该频段内有较简并现象。频率分布比较均匀，没有比较严重的简并现象。改善录音棚内简并现象的措施有，一改变房间内的空间体型，例如将房间设置成不规则形状；二墙面设置该频段吸声材料，减少房间内简并频段的混响声；三在室内界面设置吸声材料，改变房间墙面的声阻抗，从而改变低频反射声波的相位，达到改善房间低频特性的目的。4最佳混响时间分析室内的混响时间是室内音质最重要的数据，最佳混响时间的确定是综合厅堂容积、使用功能等因素考虑结果。综合以上结果分析，房间的中频最佳混响时间RT≤0.35s各频段相对于中频的比例为扩散度分析由于室内长、宽比例和房间的形式都是基于声场扩散的要求，因为只有在声场扩散的条件下，才能获得室内声场的均匀分布，声强、频率的均匀分布。而小房间的声场更加需要采用扩散措施来改善房间的扩散度。增加扩散度的措施1室内吸声材料测均匀分布在室内各界面无规地配置吸声材料可以使室内声场均匀2在室内各界面上设置扩散材料当声波波长与扩散体尺寸相近或比它小时，扩散体就能起到扩散作用。3在室内墙面或顶棚上设置扩声材料结构背景噪声要求为了获得较大的信噪比以及良好的录制声环境，需要录音室具有较低的背景噪声。结合该录音室的使用要求以及现场条件，确定录音室的背景噪声要求为录音室L≤25dB(A)控制室L≤30dB(A)隔声要求隔声的作用是降低录音室的背景噪声，防止相邻空间的噪声干扰。录音室以及控制室的隔声要求如下房间位置隔声量要求录音室隔墙Rw≥55dB录音室吊顶Rw≥55dB录音室声闸门组合隔声量Rw≥50dB录音室/控制室观察窗及隔墙组合隔声量Rw≥48dB控制室隔墙Rw≥50dB控制室门Rw≥35dB53录音室音质设计吸声材料设置设计房间的平均吸声系数根据房间的混响时间、容积及内表面积进行计算吸声系数公式为其中V表示房间的容积，S表示内表面积，α表示吸声系数。因此在房间的容积和内表面积都固定的情况下，房间的混响时间与材料的吸声系数有关，平均吸声系数越大，房间的混响时间越短，反正越长。吸声材料选择选用原则：选用吸声效果良好，并得到广泛应用的声学材料。选用几种声学材料配合使用，由于各声学材料由于吸声原理及结构的不同其吸声系数会在不同频段内各不相同，而且一般都是侧重一某一频段内。因此选用不同声学材料有利于使房间内的各频段的混响时间达到比较均匀的状况。选用环保、耐潮材料材料聚酯纤维吸声板聚酯纤维吸声板具有环保、耐潮、耐冲击性能佳、质量轻、易切割等特点。板厚9mm。主要针对高频吸声，后部设置空腔后，中低频吸声也得到相应的提升。聚酯纤维的具体吸声系数为空腔125hz250hz500hz1000hz2000hz4000hz50mm0.160.440.801.001.161.00100mm0.360.881.081.120.921.04安装节点图图1聚酯纤维吸声板材料节点图6金属吸声板穿孔率23%孔径5mm孔距12mm板厚2mm后空200mm填棉具体吸声系数为空腔125hz250hz500hz1000hz2000hz4000hz200mm0.770.910.770.780.560.54GF吸声天花板玻纤天花板吸声系数空腔125hz250hz500hz1000hz2000hz4000hz200mm0.440.801.020.831.001.02数论扩散板利于二次余数扩散理论的声学扩散结构，可以使录音室内具有良好的扩散空腔125hz250hz500hz1000hz2000hz4000hz100mm0.770.910.770.780.560.547石膏板石膏板后空结构属于薄板共振结构，主要针对低频吸声，吸声系数如下空腔125hz250hz500hz1000hz2000hz4000hz100mm0.320.070.050.050.020.02布艺吸声板8声学设计部分序号安装位置吸声材料及结构数量功能简介录音室1吊顶GF天花吸声板18㎡吸收顶部反射声，增加房间侧面反射声能比2吊顶数论扩散板-15块做成扩散结构，增加低频吸声量，还有利于声场扩散作用3侧墙数论扩散板-227块增加顶面扩散，使声场均匀4侧墙金属吸声板12㎡增加低频吸声量，改善简并现象5前墙聚酯吸声板15㎡改善侧墙壁声阻抗，改善兼并现象。保留部分侧墙反射声。防止过度吸声导致声场不均。6后墙金属吸声板16㎡增加低频吸声量，改善简并现象7地面复合地板21.5㎡控制室8吊顶GF天花吸声板27㎡9墙面宽频吸声结构56㎡7地面复合地板27㎡布置说明布置材料仅列吸声材料的布置面积表格中提到的前墙为有观察窗及门一侧墙壁由于侧墙为对称布置，即两侧墙的吸声材料面积及结构相同，因此表格中的侧墙材料面积为两侧墙面积的总和由于布置材料仅考虑到吸声量的因素，未考虑到装饰上的效果。因此进行装饰设计时，根据设计的情况可以对该方案的吸声材料面积可以有10%以内的变化，对整个声场不会造成影响。9混响时间计算过程经过计算分析，该录音室中频混响时间符合≤0.35s的要求。10计算机模拟部分声学建模混响时间T30混响时间T30指的是房间内稳态声音停止后，声压级从-5dB至-35dB所经过的时间。上图所示的座椅部分为插入的听声点，声学模拟该点出的声学数据语言可懂度C50语言可懂度C50用于度量语言可懂度（Intelligibility），它显示50ms前后以dB为单位的声能比，50ms的声能包括直达声和早期反射声；50ms以后的声能属于混响声能。一般来讲，C50声学参量在一般混响时间的房间，高于0dB时就代表有良好的语言的可懂度。11听声面T30500hz听声面T30分布图1khz听声面T30分布122khz听声面T30分布500hz内听声面的T30为0.2-0.24s之间，区域之间的不均匀度为0.04s1khz内听声面的T30为0.23-0.24s之间，区域之间的不均匀度为0.01s2khz内听声面的T30为0.21-0.24s之间，区域之间的不均匀度为0.03s声压级、声压不均匀分析500hz总声压级分布1khz总声压级分布132khz声压级分布图声场不均匀度分析由于声学模拟的扬声器设置方式限制，会造成房间内的声场的不均现象，但侧墙的设置有利于声音的扩散，因此能够在一定程度上增强房间内的扩散度频率声压级声场不均匀度500hz105.9-110.3dB±2.20dB1khz106.3-110.4dB±2.05dB2khz106.2-110.2dB±2.00dB4录音室隔声设计隔墙设计包括两部分：一、土建墙隔声分析；二、装饰隔声分析设计首先分析隔墙的隔声性能、如果未达到录音棚的隔声性能，可通过装饰隔声解决选用原则：选用隔声量良好的隔声做法材料的低频需要良好得而低频隔声效果选用环保、耐潮材料材料14录音室隔墙录音室隔墙采用双层隔墙，中间填充声学阻尼材料。以满足隔声量55dB的要求。录音室/控制室隔声吊顶录音室做隔声吊顶，防止外界噪声干扰控制室隔墙控制室隔墙为单层隔墙结构，并且增加轻质隔声层录音室/控制室隔墙该隔墙采用重质的隔墙结构，观察窗观察窗为三层玻璃隔声结构，边缘做隔声、吸声处理录音室声闸门使用专业隔声门，隔声量≥30dB，声闸区做吸声处理。155录音室消声设计空调、通风装置需要做消声处理