录音棚声学设计要点

录音棚声学设计要点

1、音乐录音棚声环境概述

录音棚是录制电影、歌曲、音乐等的录音场所，录音棚的声学特性对于录音制作及其制品的质量起着十分重要的作用。录音棚有着较高的声学要求，保证室内各处有足够的响度和均匀度，防止回声、颤动回声、声聚焦等房间声学缺陷。

根据录音内容，录音室又可分为音乐录音和语言录音两类。

音乐录音棚的类别很多，它大致可按如下几方面分类：

按音乐录音棚所属系统分类，它可分为电影系统、广播电视系统、音像出版系统、电教系统等四类。其中唯有电影系统的音乐录音棚，要求在棚内设置银幕和电影放映机房，以便对口形配音。因此，通常容积较大。

按音乐录音棚的录音工艺和声学处理方式，可分为自然混响音乐棚、强吸声分声道音乐棚、自然混响与分声道录音组合音乐棚、混响渐变音乐棚和多功能音乐棚等五类。

按音乐录音棚的规模可分为大、中、小三类：其中大型音乐棚可容纳120名乐师和100名合唱演员，棚的面积约需400m2；中型音乐棚，应可容纳70名乐师，建筑面积约为200～250m；小型音乐棚应可容纳30名乐师，建筑面积约为120m2左右。

录音棚室内示意图

2、音乐录音棚的声学设计指标

2.1混响时间

自然混响音乐录音室的混响时间通常是低于同容积音乐厅的混响时间，根据《广播电视录（播）音室、演播室声学设计规范》GY/T5086-2012中规定，不同容积的音乐录音室混响时间（500Hz）应满足下图9-1要求：

图9-1 文艺类录音室混响时间（500Hz）的推荐范围与容积的关系

各频段混响时间频率特性曲线与500Hz混响时间的比值应符合下表1-1的规定

表1-1 各频段与500Hz混响时间的比值

类别 中心频率（Hz）

63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

文艺类录音室 0.70～1.00 0.80～1.00 0.90～1.00 1.0 1.0 1.0 1.0 0.80～1.0

2.2 房间比例和体型

录音室一般体积较小，尤其是语言录音室，面积小的只有 10㎡左右。在这么小的室内，低频区共振频率分布很少，如体型设计不当，很容易出现因共振频率分布不均而引起的声染色。因此，录音室长、宽和高三者比例要满足一定的要求，表1-2 为矩形录音室的推荐比例。

表1-2 矩形录音室的推荐比例

录音室类型 高 宽 长

小录音室 1 1.25 1.60

一般录音室 1 1.50

2.50

低顶棚录音室 1 2.50 3.20

细长型录音室 1 1.25 3.20

2.3 背景噪声控制

在125-4000Hz（1/1倍频程）的频率范围内，室内噪声的平均声压级的允许值与播音室的种类有关外，还与站内设备系统本身的噪声有关。根据《广播电视录（播）音室、演播室声学设计规范》GY/T5086-2012中规定，录音室内，连续稳态噪声的平均声压级不应超过下表1-3内各噪声评价曲线所规定的数值。

表1-3 各噪声评价曲线所规定的数值

房间名称 规模 标称面积（㎡） 噪声容许标准 一级标准 二级标准

广播剧录音室 - 50～200 NR10 NR15

配音室 - 30～100 NR15 NR20

效果录音室 - 50～200 NR10 NR15

音乐录音室 中、小型 100～200 NR15 NR20

大型 ＞200 NR15 NR20

录音控制室 - 20～40 NR25 NR30

录音控制室（音乐） - 40～60 NR10 NR15

编辑、复制室，音频制作室，视频制作室 - 12～25 NR25 NR30

2.4 围护结构的隔声标准

2.4.1录（播）音室、文艺类录音室和演播室之间的隔声性能宜符合下表1-4的规定：

表1-4 录（播）音室、演播室之间的隔声性能要求

房间名称 评价量（dB） 相邻房间

语言、小型演播室（无扩声） 音乐类录音室 中型及以上演播室（有扩声）

录（播）音室、小型演播室（无扩声） 计权隔声量Rw ≥50 ≥65 ≥75

文艺类录音室 计权隔声量Rw - ≥65 ≥75

中型以上演播室 计权隔声量Rw - -

2.4.2录音室顶部楼板的撞击声隔声性能，宜符合下表1-5的规定。

表1-5 录音室顶部楼板的撞击声隔声性能要求

分类 撞击声隔声单值评价量（dB）

一级标准 二级标准

语言类录（播）音室文艺类录音室 计权规范化撞击声压级Ln,w

（实验室测量） 计权标准化撞击声压级L’nT,w

（现场测量） 计权规范化撞击声压级Ln,w

（实验室测量） 计权标准化撞击声压级L’nT,w

（现场测量）

≤40 ≤40 ≤50 ≤50

2.4.3在录音室的出入口处，宜设1道或2道隔声门，设置2道隔声门时，“声闸”内应有强吸声处理。单道隔声门的空气声隔声性能应符合下表1-6的规定。同时，隔声门应有良好的机械性能。

表1-6 隔声门的空气声隔声性能要求

隔声门 空气声隔声单值评价量+频谱修正量（dB）

简易隔声门 计权隔声量+粉红噪声频谱修正量Rw+C ≥35

带声闸的隔声门 计权隔声量+粉红噪声频谱修正量Rw+C ≥40

不带声闸的隔声门 计权隔声量+粉红噪声频谱修正量Rw+C ≥45 （4）录音室技术用房隔声窗和隔墙的综合空气声计权隔声量应大于65dB。

2.5声场均匀度

室内声场均匀，声场不均匀度在100Hz～6.3KHz频率范围内小于±2dB。录音室内应无颤动回声、声聚焦和声染色等明显的声缺陷。

3、音乐录音棚的声学设计要点

3.1自然混响音乐录音棚的设计

自然混响音乐录音棚声学设计的特点是：棚是乐队的组成部分。棚内的音质在很大程度上决定录音效果。录制的内容主要是传统的交响乐。因此，其规模通常是大、中型的（即70~120名乐师），小型的很少。

自然混响音乐棚的声学设计与音乐厅类同，要考虑体形、混响时间、声扩散、早期反射声和允许噪声标准等方面的问题。

3.1.1音乐棚的体形

在大、中型自然混响音乐棚内，体形设计要适当考虑棚的长、宽、高比例，以免房间低频共振而引起失真。为了尽可能增加房间的低频共振数目，房间的各向尺寸应当不同，经研究发现：房间的理想比例是2的立方根次幕，即1：1.26：1.59；同样适用的比值还包括这几个值中的一个或几个的整倍数，例如：1：2.52：1.59，1：1.26：3.18或1：2.52：3.18。对于大型音乐棚来说，并不要求非常严格的遵守这些比值，但是整数比（1：1，1：2，1：3）是应当避免的。如果采用不规则体形，对声扩散和防止平行墙面的不利声反射是有利的。在大型自然混响音乐录音棚内，为了便于配置乐队的各声部、以及建筑、结构设计简单等原因，通常采用矩形平、剖面的形式。只要注意房间比例和两对平行墙面的声学处理，一般不会在体形设计上出现问题。

对中、小型自然混响音乐棚，由于跨度小，现浇屋盖和墙体的难度不大，有可能时，尽可能采用不规则形体，免得在两对平行墙面上设置多种形式的扩散结构，以及减少由此而占用的面积和空间。

3.1.2混响时间

自然混响音乐录音棚的混响时间，通常要低于同容积音乐厅的混响时间，这是因为接收对象不同，音乐厅是人的双耳听闻，而录音棚是传声器接收（单耳听闻）。混响长了，会严重影响清晰度和各声部的层次。其最佳的经验值可根据棚内的容积在1.2～1.4s（中频500Hz）内选择。

低频混响（125Hz）的提升（相对于中频）也低于音乐厅，因为低频混响长了，会影响乐器的质感和清晰度，通常选用中频混响的1.1～1.2倍。

高频混响时间原则上要求不低于中频，否则会影响高音乐器的亮度。但实际上不易做到，特别在大型音乐棚内，空气对高频的声衰减很大，追加乐师本身对高频的声吸收，影响了高频混响达到理想的要求。因此，在工程实践中，允许高频混响稍低于中频，但差异过大是不允许的。

应该指出，在上述提及的混响时间值，均指空场混响时间，这是录音棚建筑与其它各类会堂的不同之处，其原因在于：

影剧场和音乐厅内，大厅的每座容积最大值通常都低于10m，听众的数量对大厅混响有较大的影响，因此，都按满场确定混响时间指标。而音乐录音棚内，每个乐师通常要占25~40m，因此，乐师本身的声吸收影响很小。

音乐厅和剧场内本底混响较长，听众声吸收的影响较大，而录音棚内本底混响相对地比音乐厅短，因而听众声吸收的影响不大。

由于以上原因，目前对所有录音棚的混响时间，都按空场考虑。

3.1.3声扩散

在自然混响音乐录音棚内，声扩散是至关重要的，室内的声扩散不仅可以获得均匀的声场分布，从而是乐队演奏的声音均衡和融洽，同时可以减少录音室为选择“最佳”拾音位置所带来的麻烦。

通过对墙面进行凸凹的变化，使房间简正模式均匀分布从而实现平滑的低频相应，改善室内声场。对于由于反射声引起的声像定位偏移现象，可以在引起反射的墙面设置扩散体或者强吸声材料，消除反射声的影响。扩散构造常用的做法主要包括以下做法。

设置倾斜墙面改变室内的规则形状，改变室内声音由墙面反射后的传播方向，从而改变室内声场的振动模式。此种做法可以造成室内形状不规则，但由于在室内出现锐角造成室内部分空间无法使用，造成空间浪费，降低室内使用效率。此类做法适用于面积较大的录音室。

在墙面设置扩散体。扩散体可采用简单的折板造型或圆弧造型对入射到扩散体表面的声音能量进行散射，同样能起到改善室内声场的作用。此种做法可以与装修设计结合，避免出现声学痕迹。

根据经验，它们的尺寸关系可由下式估算：

42acf，ab0.15，3g

式中：a——扩散体宽度，m；

b—扩散体凸出高度，m；

g——扩散体间距，m；

c——空气中声速，m／s；

f——声波的频率，Hz；

——声波的波长，m。

图一：有效的扩散体尺寸和声波波长应有一定关系

近年来有的学者提出了一种扩散表面，称为“二次剩余扩散面（Quadratic Residue

Diffusor）”。这是按照数论中的二次剩余序列来设计扩散面的起伏，可以使扩散面在较宽的频率范围内有近乎理想的扩散反射，见图二。在墙面设置QRD等通过数论计算得到的扩散体。通过调整QRD的排列方式和阶梯深度，可以调整该扩散体的扩散频率和吸声特性。但是该扩散体形状怪异，很难通过装修设计达到美观的效果。