EASE在扩声系统工程中的应用

摘要：本文通过专业扩声系统工程的设计及施工案例，从现代扩声工程计算机辅助设计的实践出发对现场扩声系统的设计进行了讨论，提出对专业扩声的计算机建模实践解决方法。

关键词：声学、扩声、建模、计算机辅助设计、EASE

中图分类号：F407文献标识码： A 文章编号：

第一部分EASE简介

EASE是当今在在国内使用较多的一种建筑声学和厅堂扩声领域流行的计算机辅助设计软件。在厅堂建筑声学设计和厅堂扩声系统设计过程中发挥了不容忽视的作用。

本文通过中山市纪念中学音乐厅扩声工程为实例,介绍EASE声学设计软件在工程实践中的应用及经验。

第二部分 音乐厅音响系统设计

2.1 扩声系统声学特性指标

参照《演出场所扩声系统的声学特性指标》WH/T18-2003大音乐厅扩声系统室内一级标准。

2.2 模型建立及混响时间设计

2.2.1 建立模型

首先通过使用EASE软件按照音乐厅的建筑尺寸在计算机上建立仿真模型。

2.2.2 观众厅的混响时间设计

在已建立的音乐厅声学模型上对观众厅的侧墙、后墙、顶棚、地面、座椅等定义相应的吸声材料后进行分析与计算，观众厅混响时间如下：

2.3 音乐厅扩声系统设计

2.3.1 中央扬声器组

主要用于中间声道的人声和乐器独奏的扩声。在舞台口上方拱顶声桥内中央位置，布置了一组2只同轴二分频全频音箱COAD CO-15覆盖二层池座观众区。布置了一组2只同轴二分频全频音箱COAD CO-15覆盖一层楼座观众区。

2.3.2左、右扬声器组

主要用于左、右声道音乐放送、乐器扩声和效果声。为避免前区声压级高，后区声压级低的不均匀弊端，在舞台口两侧安置了2只COAD CO-15全音域音箱，分别安装在与中央声道同高度分别向池座中、后区扩声。

2.3.3超低扬声器组

超低扬声器组分为两组，分别布置于左右主扬声器组的外侧。

一组：选用2只COAD SUB118超低音箱。另一组，选用2只2只COAD SUB118超低音箱。

2.3.4 拉声像扬声器系统

在舞台台唇镶嵌方式布置4只COAD CO-8小型全频扬声器。利用人耳哈斯效应的原理，声桥上中央主扬声器信号进行延时和台唇音箱提高前区声压的方法，可保证前区听众的声像一致性，消除声音压顶的感觉，同时又可弥补前排观众席声压级的不足。

同时台口左右下方的各两只COAD CO-18也将对应的上方的左右声道的声像下拉，让左右前区域的观众席位也能得到较好的声像一致性。

2.3.5 音乐厅声学特性指标计算

依据本设计方案所给出的扩声设计计算结果，可以清楚的看到了本观众厅预期的扩声系统声学特性指标。

主扬声器组

混响声场最大声压级分布图（空场稳态准峰值）

125Hz混响声场声压级；声场不均匀度≤2 dB

250Hz混响声场声压级；声场不均匀度≤3 dB

500Hz混响声场声压级；声场不均匀度≤4 dB

1000Hz混响声场声压级；声场不均匀度≤3 dB

2000Hz混响声场声压级；声场不均匀度≤4 dB

4000Hz混响声场声压级；声场不均匀度≤4 dB

8000Hz混响声场声压级；声场不均匀度≤5 dB

语言快速传递指数（RASTI）： 0.58~0.66

辅音损失百分比（Alcon%）：5%-8%

2.4.6 舞台反送扩声系统

专门为会议配置了4只COAD CO-12全音域两用音箱以流动方式布置在舞台，向主席台或表演区域供声。

2.4.7 后场补声兼效果声系统

为了满足一层观众区后区的听音效果，在一层观众区后区和二层楼座后区各配置了4只COAD CO-10同轴小型全频扬声器吸顶安装。

2.4.8 音乐厅扩声系统声学特性指标分析

由主扬声器组声场分布图中统计的计算结果统计如下表：

最大声压级（空场稳态准峰值声压级）：由统计表中可计算出，125~8000Hz范围内平均声压级为114 dB。

声场的不均度：由统计表中可计算出最大值为：1000~8000Hz ≤4 dB。

传输频率特性：由统计表计算可得出，125~8000Hz的平均值声压级为114 dB，与表中125~4000Hz的声压级比较，均满足≤±4 dB的范围；在63~125Hz内（EASE软件只计算到100Hz，无法计算）；在1000~8000Hz内≤ 6 dB，满足指标范围要求。

快速传递指数（RASTI）：0.58~0.66。

标准范围是1-0.6优良

0.45-0.6好

45以下差和不可接受

本音乐厅语言快速传递指数达到良好的标准

辅音损失百分比Alcon%：5%-8%

标准范围是0-3%优

3%-7%良

7%-11%好

11%-15%差

15%以下不可接受

本音乐厅辅音损失百分比Alcon%达到良好的标准

2.4.9 结论

由上述的分析计算结果可以看出，本设计方案的主要声学特性指标全面达到国标一级指标参数。

2.4.10 工程实践达到的声学特性指标

本扩声系统在认真安装，精心调试后，我们将按照国家标准GB4959-95《厅堂扩声特性测量方法》，使用国外先进的标准声学测量仪器，达到《演出场所扩声系统的声学特性指标》WH/T18-2003中“大音乐厅扩声一级指标”。

按照国家标准GB/T 14476-93 《客观评价厅堂语言可懂度的“RASTI”法》，对本扩声系统语言可懂度进行测量，使其全场平均达到优良标准以上，符合评优、获奖的要求。

第三章总论

本人认为，计算机的声学建模，它作为一个准确的预测工具，而且能够给用户提供很好的演示，对于工程设计而言具有很好的指导性。但实际施工中遇到不同的问题，技术困难是计算机辅助设计不能反映及得出结论的。因此工程项目实施必须在具有良好的声系统基础上，实事求是地从实际出发，以理论为基础，计算机设计为设计参考依，这样可以做到工程项目实施合理、高效及高质量。

参考文献：

1、《厅堂建筑音质计算机畏助设计-EASE4.1使用详解》，国防工业出版社，2007年11月版

2、《RENKUS-HEINZ.EASE4.1 Tutorial》，,2010

3、GB50371-2006《厅堂扩声系统设计规范》