专业音响工程的设计

专业音响工程的设计内容摘要：

统的功率消耗。 在确定音箱和功放的功率配置时一定要掌握一个它们之间配置的比例，往往理论的声压级和音箱扩声功率计算都正确，可是在功放功率确定时不恰当，这就造成设计结果不能得到实施，设备也不能正常工作。 12 这里简单介绍一下，一般情况下，功放和音箱功率配置都要以扩声信号的动态来决定， 这个动态又跟系统的类型密切相关，由此我们又再次认识到总体设计时， 工程定位的重要性。 对于一般的扩声系统，信号的动态都不大， 可以确定功放的连续不失真功率是音箱额定功率的 倍，如果扩声信号的动态比较大，比如在 DISCO 厅使用，那么我们就应该取 倍的比例，这样的配置既可以保证设备长期安全稳定地工作，又能保证实际调控操作容易，大家在设计时一定要参照这个经验值，至于其中的理论分析我们就不再介绍了。 灯光系统的电源功率，直接决定于灯光设备的型号和它们的工作特点，所以要在工程的类型确定后， 在灯光设备的型号和其电源消耗功率之间反复核算，大家又可以发现前面的工程类型确定多么重要。 对于设备型号的区别， 在一般使用的灯光中， 主要反映在灯具里灯泡的功率，例如：电脑灯分为 150W， 200W， 250W， 300W， 400W， 575W，1200W 等多种规格，聚光灯分为 500W， 750W， 1000W 等规格，所以我们在计算时要核查清楚；对于设备工作特点的区别，一般是针对于它们的发光强度和方式，例如：称为 1000W 的频闪灯，实际它的电源消耗远没有 1000W。 区别于音响系统的功率计算， 在灯光系统的电源消耗计算中，没有什么计算公式和指标，只要将总体规划时设想的灯光设备的耗电功率和具体选型时确定的设备实际耗电功率反复进行核算就行，但正因为灯光功率的计算比较简单随意，所以不容忽视的问 题是：灯光设备的耗电功率一般都较大，如果在计算时不准确，或者灯具类型变动较大，那么最终的计算结果可能偏差较大，如果有几个 KW 的差距，那么实际使用时灯光系统难以正常工作， 用电的安全也会出现问题。 至于视频及辅助设备的耗电功率，相对就简单多了，一般只要将它们的标称功率计算进去便是。 最后我们将所有系统的耗电功率进行汇总，得到一个比较实际的总耗电功率，依此为依据，我们就可以向电力部门申请配电功率了。 电源的供应形式的确定 —— 在一般的工业和民用设备中，只要将需要的电源的功率充分提供给它们就可以了，但是在专业音响工程 中， 由于音响、灯光设备工作的特殊性，加上系统之间互相的影响，所以就必须对电源的供应形式提出一定的要求。 具体就音响系统而言，由于灯光设备和其它相应的工业设备会通过电源线路对它产生干扰，而且这些干扰形成的噪音很容易在人的听觉上产生不舒服的感觉， 往往在实际操作中这种干扰利用一般的方法还很难消除，所以必须在电源的供应形式上提出要求，尽量避免干扰的产生。 通常需要音响系统的电源取自供电线路中干扰较小的一路，比如：避开工业用电， 13 从民用线路上供电或者从单独的变压器上取出一路供电，凡是条件许可都应该尽量让音响系统的供电线 路和灯光系统线路分开，单独一相。 同时在供电线路上最好单独穿管供电，这样灯光系统产生的干扰就会在供电形式上得到一定的避免。 就灯光系统自身而言，由于考虑系统的功率较大，所以应该尽量采用多相供电，各相之间的功率要尽量配平，以稳定电网，布线时要尽量避开音响系统的电源线路和信号线路，同时还要设置相应的保护地线，以确保用电安全。 至于视频和辅助设备的电源供应形式，没有什么特殊的地方，这里就不再叙述了。 最后，我们需要绘制相应的示意图，将确定的电源供应形式表示出来，并且作好相应的标注。 另外，在电源的供应形式中，我们还必须清楚 关于电源地线和音响系统信号地线的区别，这里我们简单介绍一下。 电源的地线是电气工程中埋设的连接在用电设备外壳上，用以保护人身安全的线路， 音响系统信号地线一般不要借用，否则容易造成这个音响灯光系统的信号屏蔽混乱，给音响系统带来难以消除的噪音；音响系统的信号地是系统信号的零电平参照点，各设备连接成为系统后，信号地线就形成系统的屏蔽线。 由此可以发现，电源的地线和音响系统的地线绝对不能混淆，在确定电源的供应形式时就应该引起重视，区别对待， 具体的连接方法，我们将在后面的工程施工中进行介绍。 管线的预埋方案 —— 专业音 响工程的一个特点就是在工程的前期需要进行管线的预埋工作，尤其是大型的工程，需要预埋的管线非常多， 埋设的要求也不尽相同，而且埋设的质量会直接对工程的施工形成影响，所以需要我们在电气的设计中确定管线的预埋方案。 预埋的方案包括管线的类型、位置、数量以及它们的尺寸、材料。 在一般的工程中，需要将预埋的管线分为各系统的电源供应管线， 音响信号管线， 音响控制线和音箱线管线，灯光和其他设备的控制线管线；另外，对于工程中需要用来吊装设备的挂接件也属于管线预埋的范畴。 当工程的总体设计和方案确定后，我们就应该同时确定需要埋设 的管线的类型，然后根据总体设计中设备的布局和控制室的位置来确定预埋管线的位置，再根据设备的线路铺设情况来确定预埋管线的数量和尺寸，确定管线的数量和尺寸时，应该准确计算好线路的数量来确定。 首先，对于用以铺设线路的管线， 它们的尺寸一定要严格按照电工手册中关于穿线数量和不同管线口径的关系执行，特别是电源线路管线的预埋，绝对要避免电源线的总截面积超过管线规定的范围，否则容易给工程的安全造成极大的隐患；另外，电源线的直径确定也直接关系到预埋管线的方案，必须在 14 预埋方案中予以确定，在确定时同样需要严格参照电工手册中关于 各种材料类型的电源线直径和供电电流的关系执行，否则工程供电绝对不安全。 同时， 在用以铺设线路的预埋管线中， 它们的材料选择可以根据预埋的位置和防火要求来决定，埋设在地面和墙体内部的管线，一般要选择防腐蚀强度高的钢管；埋设在天花板顶棚上和控制室地板下的管线，一般要选择防火的 PVC 管和钢管；需要铺设数量较多的音箱或信号线的管线，一般可以选择防火的 PVC 线槽；另外我们还可以根据特殊的情况选用一些象铁皮软管，铁制线槽一类的管线。 其次，对于用来悬挂设备的吊装件的预埋也要确定一个合适的方案，在选择挂接件预埋位置的时 候，一定要咨询建筑部门，在他们的协助下选择，以确保足够的吊装强度；在挂接预埋件的尺寸和材料的选取时，也要查阅相关的手册，以保证足够的安全。 最后在确定完所有的预埋管线的方案后，我们应该绘制相应的示意图和实际施工图，标注出相应的管线位置、数量、尺寸、材料以及埋设口和建筑结构的关系等，必要时还需要向有关部门申报。 电气设计和方案的安全性 —— 专业音响工程始终不能忘记的就是安全性，电气的安全也特别重要， 在设计中同样要充分考虑。 首先要检查设计的配电容量、供电形式是否合理，不容许超负荷供电形式，埋设线缆不能低规格；不容 许选用质量低劣规格不够的开关元件。 其次，要检查管线的预埋方案是否安全规范，连接方式是否合理。 这些安全因素都要认真检查，必要时可以将设计的方案报有关部门批准。 系统布局与设备的选型 在工程的总体设计中，将理论的规划和计算落实到具体的系统配置的首要步骤，就是工程中各系统的布局。 布局的合理与否，布局的特点，布局的设备位置确定在很大程度上体现了各种规划和设计的思想，也直接决定了后面的设备选型情况，所以系统的布局也是设计的关键一步，也可以说是理论与实践结合的关键一步。 具体说来，系统的布局其实就是各系统里动作设备的 数量、位置的确定，比如：音箱的数量和吊挂位置，排列方向；各类舞台灯具的数量和悬挂位置，排列方向，电脑灯的数量、悬挂位置及相互的造型安排；视频投影和监视器的数量和位置以及悬挂情况对视觉的影响等方面。 在系统的布局设计中，要忠实地体现工程规划和总体设计的要求。 犹如工程的定位一样， 系 15 统的布局必须有一个统一的方向或特点，否则，如果没有统一的布局特点，就会发生系统的风格与规划不一致或系统间的风格相互矛盾的现象，例如：灯光已经按照舞台演出的要求进行布局了， 而音响系统的布局却按照 DISCO 厅的特点进行布局，这样就会使 规划设计前功尽弃。 系统的布局设计是可行的，能够在实际的工程中得以实现的。 由于设计特点和时间的限制，在理论的设计和规划中，经常会尽量理想地考虑将各系统的性能和特点充分地发挥， 而在实际的布局设计和施工中，经常会遇到理论设计和规划与建筑现场特点相冲突的情况，这就要求我们布局时考虑它们的可行性，特别是在与建筑装饰单位接触时，一定要与他们协商系统布局的可行性。 例如：音箱的悬挂点是否可行，承重要求是否能得到满足；舞台灯光系统布局是否有足够的空间；投影屏幕的悬挂空间是否满足等。 另外， 系统的布局可行性还包括布局的目标在 实际的工程中是否能得到实现，也就是说理论上的布局设计在工程施工结束后是否能达到希望的效果，例如：布局时倒是为了达到较好的声音扩散效果，将音箱的排列形式进行了考虑，但是实际效果是否能满意；布局时为了视觉效果确定了投影的位置，但是否会受灯光投射的影响等，这些都是布局设计时需要注意的。 布局设计的情况一定要绘制相应的图表。 因为各系统的布局情况是各种设计的直接反映，也是实际施工的具体指导，相应图表的绘制无论是在施工前设计的修改， 施工时的查阅，还是在日后系统的检修和操作直观、简洁性上，都有很大的意义。 同时，绘制相应的 图表也是工程规范性的标志， 是工程验收的参考。 在工程设计的最后，需要进行的工作就是各系统设备的选型了。 前面的设计内容里已经多次提到：工程的总体类型确定和相应的设计计算决定了工程的定位和最终质量， 而设备的选型是让这些设计内容得到实质体现的开始。 可见，设备的选型又成为后面施工、调试以及工程最终质量的基础。 究其原因，就是因为前面的设计都是在声场、电气理论和方案方面的设计，这些理论的设计是无法对系统中的设备型号、性能和特点进行设计的，也不可能对它们进行具体的要求，所以必须依靠恰当的选型，理论设计的思想和内容才能 得到充分地贯彻和实现。 可以想象，如果没有科学合理恰当的设备选型，无论多么优秀多么科学的理论设计效果都是无法得到保证的。 下面我们就根据设备选型的一般步骤来分别进行介绍。 先介绍设备选型的原则。 之所以需要一个选型的原则，是因为专业音响灯光及视频 16 设备的产品种类非常之多，同一种设备会有诸多牌号的器材可供选择，而这些器材在价格、性能、使用范围、外观以及性能价格比等方面都有不同程度的差别，假如在选型时不掌握一个原则，那么选型的结果可能不能令人满意。 当然， 不是说这个原则是一个标准，应该说它为选型确定一个范围，提供一个合 理的选型方式。 要遵循实用和适用的原则。 正因为专业工程的选型范围很广，而且不同类型的设备在性能上也有接近的地方，一旦盲目选择，就会导致设备闲置，功能不能完全发挥，操作复杂的结果。 具体在选型时， 所谓实用和适用都是针对于特定的使用场合，也就是前面我们说的工程定位是什么类型，什么类型的工程就应该选择相应类型的设备。 比如：如果给一般单位的多功能厅选择一台演出用的大型电脑调光台， 要用起来肯定可以用，但显然不实用；又比如：为一个 DISCO 厅配备一台多轨专业录音机，为空间狭窄的舞台配备一台大型的星空灯，这显然 就不适用。 从这个选型的原则我们可以看出： 它们的重要性； 精神。 是保持设备档次性能一致性的原则。 在选型时我们难免会遇到同类同样功能但档次性能不一致的时候，这时如果不仔细地分析，只要满足使用要求就选择，那结果就可能出现设备不 “ 般配 ” 的现象，这就是需要注意它们的档次性能的一致性。 比如：一个档次不高的实用多功能厅，如果你为了一味追求灯光的效果，选择了一台很贵的电脑灯， 音响的档次却较低，这样灯光的档次就和音响的档 次不一致了，而且最终的结果未必会好；又比如：某功放和某音箱的档次都比较高，互相的配合也很满意，但如果你只认为该功放的档次高，劲头足，将它拿去推另外一台音色很柔的音箱，可以想象绝对不会满意，这样就是它们的性能不一致了。 其次是选型时如何与总体设计相结合。 音响工程的复杂就在于它的综合性， 在工程的设计中，它的综合特点就体现在选型必须忠实地反映总体设计的思想，必须在总体设计和选型之间反复斟酌、相互协调。 要。