哈爾濱大劇院大劇場的擴聲系統(tǒng)設(shè)計

楊志剛　王一農(nóng)

【摘要】介紹哈爾濱大劇院中的大劇場工程概述，擴聲系統(tǒng)的功能定位、特性指標，并具體給出了系統(tǒng)的設(shè)備配置和內(nèi)通系統(tǒng)，以及測試結(jié)果和評價。

【關(guān)鍵詞】劇場；擴聲系統(tǒng)；內(nèi)通系統(tǒng)；備份系統(tǒng)

文章編號：10.3969/j.issn.1674-8239.2016.07.005

1工程概述

哈爾濱大劇院坐落于哈爾濱市松花江北岸的太陽島，在前進堤、外貿(mào)堤和改線堤合圍的區(qū)域內(nèi)，東側(cè)為東北虎林園、南側(cè)為太陽島濕地公園，北側(cè)與三環(huán)毗鄰；總建筑面積79 000 m²，建筑層數(shù)地上八層、地下一層（局部地下二層），包括1527座大劇場、386座小劇場、地下車庫和附屬配套用房等，總體結(jié)構(gòu)見圖1～圖5。為突出其主體位置，降低施工難度和成本，將±0標高抬高7 m，自然地面為118 m，因此±0標高為125 m，±0以上高56 m，±0以下高15 m（主要為停車場）。建筑設(shè)計為MAD建筑師事務(wù)所和北京市建筑設(shè)計研究院，建筑聲學、擴聲系統(tǒng)和舞臺燈光設(shè)計均為華東建筑設(shè)計研究院有限公司聲學及劇院專項設(shè)計研究所。

大劇場觀眾廳長29 m，其中二層樓座后墻向后延伸3.45 m三層樓座后墻向后延伸5.14 m；寬20.4 m-31 m；平均高約16 m。舞臺開口：18 m×12 m，舞臺臺面高度比第一排觀眾席高1 m。一層眺臺開口高4.3 m，深3.9 m，高深比為1：0.9，完全符合并優(yōu)于規(guī)范要求的1：1.2；二層眺臺開口高3.8 m，深5.5 m，高深比為1：1.4。臺口側(cè)墻設(shè)兩道耳光；天花設(shè)兩道面光天橋，一道追光。

2大劇場擴聲系統(tǒng)功能定位及特性指標

大劇場是一個以歌劇、戲劇、會議、音樂、通俗音樂演出活動的場所，擴聲系統(tǒng)應重點滿足歌劇、舞劇、戲?。ê拕。┐笮途C藝晚會的演出，以及政府會議或國際會議擴聲要求，并能兼顧交響音樂會和電臺、電視臺的現(xiàn)場直播。

為適應不同類型的演出，現(xiàn)場擴聲系統(tǒng)聲學特性指標按GB/T50371-2006《廳堂擴聲系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定的文藝演出類擴聲一級指標設(shè)計，見表1。

3擴聲系統(tǒng)的設(shè)計要點及安裝實現(xiàn)

3.1設(shè)計要點

該工程的擴聲系統(tǒng)定位要求是科學、先進、實用、符合國情并與國際接軌，便于國際、國內(nèi)大型文藝團體的演出使用。選用的揚聲器系統(tǒng)、調(diào)音臺、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳輸、音源、多軌錄音系統(tǒng)、效果器、傳聲器、線材、接插件等等，應充分地考慮到國際、國內(nèi)的通用性，系統(tǒng)的應用應達到國際先進國內(nèi)一流水平，并便于互換、維護、保養(yǎng)；系統(tǒng)的信號傳輸及接口、系統(tǒng)檢測、監(jiān)控、維護要立足于實用，符合大劇場的實際環(huán)境和使用要求，系統(tǒng)必須安全可靠，而且有良好的擴展性和兼容性，以便和第三方設(shè)備溝通。在系統(tǒng)的構(gòu)建和深化設(shè)計時，著重從以下幾個方面考慮。

（1）先進性

大劇場擴聲系統(tǒng)的先進性主要體現(xiàn)音頻信號的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化傳輸、分配與集中控制技術(shù)。

系統(tǒng)配置兩套獨立的控制系統(tǒng)：一套由數(shù)字調(diào)音臺控制，作為固定安裝；一套設(shè)計為模擬接口和模擬路由，由模擬調(diào)音臺控制。兩套系統(tǒng)分別基于數(shù)字光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)和模擬線路傳輸，光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)遍布在大劇場的每一個位置，包括舞臺、樂池、聲控室、功放室、觀眾廳、排練廳等等，負責擴聲系統(tǒng)的音頻信號及其控制信號的傳輸、分配與轉(zhuǎn)播。調(diào)音師可以根據(jù)自己的使用習慣選用，方便地將模擬臺接人系統(tǒng)中，加入模擬臺還可互為備份，也可以共同操作，各自擔負不同的功能。

揚聲器系統(tǒng)的精確控制聲場能力與功率放大器的遠程監(jiān)測技術(shù)等，使整個系統(tǒng)既要有靈活的系統(tǒng)控制又要有較好的聲場覆蓋，在滿足現(xiàn)場音質(zhì)的前提下，充分滿足現(xiàn)場擴聲聲壓級、聲場不均勻度要求，并避免回授的發(fā)生。

（2）安全、可靠性

基于現(xiàn)場演出的實時性特點，要求大劇場擴聲系統(tǒng)的主要設(shè)備與信號流程充分考慮部件及路由的冗余、安全及自動備份。

整個擴聲系統(tǒng)除控制信號外，所有音頻線路要求的信號流程均采用了光纖和AES/EBU數(shù)字格式連接和傳輸，以保證整體音頻系統(tǒng)信號高質(zhì)量的要求。整個光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)的光纖、光纖接口、控制模塊、路由器及所有設(shè)備的供電器均采用冗余備份或支持熱插拔。

在配接揚聲器系統(tǒng)時采用功率放大器每一輸出通道配接單只揚聲器系統(tǒng)的原則。

大劇場的音頻設(shè)備、連接器件及電源供應設(shè)備均滿足安全性要求，進口設(shè)備均有CE、UL等主要電氣安全標準認證，國產(chǎn)設(shè)備有3C認證。

（3）通用及可擴展性

配置的各種音頻設(shè)備在滿足系統(tǒng)配置的技術(shù)要求下，兼顧通用性，便于系統(tǒng)今后的擴展和擴容。

3.2系統(tǒng)配置和安裝

擴聲部分主要由揚聲器系統(tǒng)、功率放大器和揚聲器處理器等構(gòu)成；信號控制部分主要由調(diào)音臺和系統(tǒng)處理、網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)、傳聲器拾音系統(tǒng)、音源、周邊系統(tǒng)及多軌現(xiàn)場原始信號記錄等構(gòu)成，如圖6所示。

（1）大劇場設(shè)置有擴聲機房中的主擴調(diào)音位、現(xiàn)場調(diào)音位、舞臺擴聲（返送）調(diào)音位，既能獨立使用也能配合使用，可以滿足各種大型節(jié)目的現(xiàn)場擴聲以及可能的電視轉(zhuǎn)播、錄制不同需求。

主擴調(diào)音臺采用Stagetec Polaris Touch數(shù)字調(diào)音臺，采用臺面+NEXUS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。臺面采用3個POLARIS拼接而成，6塊全觸摸屏幕，3組推子模塊，48路推子；另外采用由2塊全觸摸屏幕+16路推子模塊組成的Polaris Touch調(diào)音臺，要用于舞臺擴聲（返送）調(diào)音，也可用于流動和備份調(diào)音臺。NEXUS系統(tǒng)舞臺接口共配置：96路傳聲器輸入，24路線路輸出，1塊DANTE數(shù)字接口卡，2塊MADI數(shù)字接口卡；NEXUS系統(tǒng)音控室接口共配置：16路線路輸入，16路線路輸出，8對AES輸入，12對AES輸出，2塊DANTE數(shù)字接口卡，1塊MADI數(shù)字接口卡。

流動調(diào)音臺采用YAMAHA PM5D數(shù)字調(diào)音臺，用于現(xiàn)場調(diào)音。

備份調(diào)音臺采用CADAC s—TYPE模擬調(diào)音臺，包含：40路傳聲器輸入，8路線路輸入，8編組輸出、8路VCA、10路輔助輸出、8×8矩陣輸出。

同時，3臺調(diào)音臺可互為冗余備份及信號交互。為滿足模擬調(diào)音系統(tǒng)的使用，3個調(diào)音位還預留有模擬調(diào)音臺使用的接口。網(wǎng)絡(luò)音頻接口基站分別設(shè)置于舞臺上場門的信號交換機房、聲控室、舞臺擴聲（返送）調(diào)音位、轉(zhuǎn)播車位。擴聲系統(tǒng)的數(shù)字調(diào)音臺與信號傳輸實現(xiàn)路由的冗余及自動備份。

（2）由于大劇場需實現(xiàn)歌劇、戲劇、會議、音樂、通俗音樂的多種功能，根據(jù)當前國內(nèi)外新建大劇院的使用情況，主擴聲系統(tǒng)有主揚聲器系統(tǒng)，補聲揚聲器系統(tǒng)和效果聲揚聲器組成，如圖7、圖8、圖9所示。所有揚聲器系統(tǒng)均采用Kling & Freitag系列產(chǎn)品。舞臺內(nèi)揚聲器系統(tǒng)采用固定安裝和流動返送相結(jié)合的方案。

主揚聲器系統(tǒng)分左、中、右三路，分別置于舞臺口上方和舞臺口左右兩側(cè)，三組分別覆蓋整個觀眾席。中央聲道采用6只ACCESS T5全頻揚聲器系統(tǒng)（3只遠投、3只近投）和6只ACCESS B10超低頻揚聲器系統(tǒng)；左、右聲道分別采用6只ACCESS T5全頻揚聲器系統(tǒng)（2只遠投、4只近投）、2只ACCESS B5低頻揚聲器系統(tǒng)、1只ACCESS B10超低頻揚聲器系統(tǒng)和1只ACCESS T9拉相位全頻揚聲器系統(tǒng)。

臺唇補聲揚聲器采用5只SONA小揚聲器，設(shè)置在樂池欄桿內(nèi)。樂池揚聲器采用5只SONA小揚聲器。由于耳光室伸出的遮擋，觀眾席補聲采用了6只ACCESS T5 CA 106揚聲器系統(tǒng)（左右各3只）。

效果聲揚聲器共36只CA 1001揚聲器，其中池座16只、二層樓座12只、三層樓座8只。天花效果揚聲器共3組，每組布置4只CA 1215全頻揚聲器和1只SWi llSE低頻揚聲器。

舞臺設(shè)置8只流動布置的地板返送揚聲器系統(tǒng)，需要時可放置在舞臺前部。舞臺擴聲采用8只CA 1515全頻揚聲器系統(tǒng)，其中6只布置在主舞臺（放置在假臺口背后的鋼架上），2只布置在后舞臺。舞臺效果聲采用8只CA 1215全頻揚聲器系統(tǒng)。

（3）在舞臺上、下場臺口分別設(shè)置了流動的返送調(diào)音臺接口、信號接口。

（4）在一層池座觀眾席設(shè)置現(xiàn)場調(diào)音位，上下場門也設(shè)置調(diào)音位。

（5）系統(tǒng)分別設(shè)置了觀眾廳效果聲（包含天花效果聲揚聲器）和舞臺效果聲揚聲器系統(tǒng)，均采用固定安裝方式。

（6）系統(tǒng)中設(shè)計了一套流動線陣列揚聲器系統(tǒng)，在舞臺兩側(cè)設(shè)有接口，流動系統(tǒng)可隨時接入主擴聲系統(tǒng)，也可以作為小劇場及其他流動系統(tǒng)使用。

（7）擴聲機房設(shè)有監(jiān)控系統(tǒng)，對功率放大器、擴聲通道信號處理器主要設(shè)備進行監(jiān)控，即時了解設(shè)備工作狀態(tài)。

4監(jiān)控內(nèi)通系統(tǒng)

大劇場舞臺監(jiān)督、視頻監(jiān)控系統(tǒng)包括各工位及技術(shù)用房的演出監(jiān)視攝像、視頻分配及顯示系統(tǒng)。內(nèi)部通信及廣播系統(tǒng)包括各工位及技術(shù)用房的內(nèi)部通信系統(tǒng)及催場廣播系統(tǒng)如圖10所示，信號提示燈系統(tǒng)如圖11所示。

5測試結(jié)果和評價

2015年09月25日，對哈爾濱大劇院進行了現(xiàn)場擴聲測試，采用的儀器為：丹麥B&K 7841 DIRAC Room Acoustics Software建聲測試分析軟件，丹麥B&K2250頻譜測量分析儀，德國SENNHEISERMKHS00無線測試傳聲器（可調(diào)指向性），德國SENNHEISERSKP500無線發(fā)射系統(tǒng)，德國SENNHEISER EW500無線接收系統(tǒng)，MINIRATOR MR-PRO噪聲發(fā)聲器。測試前經(jīng)CASELLA CEL-110/1校準器校準。

傳輸頻率特性用電輸入法測量，全頻帶粉紅噪聲儀信號接入擴聲系統(tǒng)，傳聲增益測試聲源與傳聲器間距為0.5 m。由于觀眾廳對稱，所以只測一半。池座選測9個測點，樓座選測6個測點，共15個測點，部分參量適當減少測點。測點距離地面高度均為1.2 m，測量在中午11：00-13：00時段進行，現(xiàn)場溫度20.2℃，相對濕度61.5%。測試結(jié)果見表2。

測試結(jié)果反映，頻率響應方面非常平滑，各個頻段電平均衡，還原真實，此系統(tǒng)具有非常大的動態(tài)裕量和儲備功率。在這個劇場，無論演出流行音樂、搖滾，還是話劇、歌劇，相信使用這套音頻系統(tǒng)，對調(diào)音師、演員或觀眾都會是種享受。