張思維
湖南經濟電視臺
［摘要］ 電視臺演播廳建設是一個綜合性系統工程，除了配備先進合理的視頻系統、音頻系統、通話系統及先進的燈光設備外，對其基礎工程的構建也必須設計周密合理,本文主要就演播廳的燈柵層、吊掛系統、電力和空調配置以及聲學裝修等方面相關問題進行詳細探討。
［關鍵詞］ 吊掛系統 燈柵設備層 聲學裝修 冗余設計 消聲隔震
一. 前言
電視臺演播廳建設是一個綜合性系統工程。除了要有先進、合理、可靠的視頻系統、音頻系統、通話系統及燈光設備外,在技術上我們還需要考慮的很多基礎性方面的問題。諸如燈柵設備層、燈光吊掛系統、聲學裝修、配電、空調、消防安全等基礎工程，無論是新建或改建演播廳,我們都希望建成的演播廳在設計上要先進合理、安全可靠、應用靈活、功能實用、操作維修方便，能夠滿足不同節目生產的需求，都必須周密細致的科學設計和合理安排，滿足一系列的技術規范和施工要求。所以，演播廳基本建設方案確定前，應根據其使用功能、性質、規模來認真地分析項目、比較不同的方案；比如一系列的技術規范和施工要求。因為所有這些項目構成了演播廳一個整體，在設計和建設中必須綜合地考慮才是可行的，不能忽略任何一個設計環節。
下面就電視臺演播廳基礎建設中的一些技術問題進行詳細探討。
二. 燈柵設備層和燈光吊掛系統
演播廳燈柵設備層主要用于安裝燈光吊掛系統，并可吊掛景物或音視頻設備。燈柵層上方還安裝有空調送、回風管道和消防用自動排煙、噴淋等設施。燈柵設備層采用普通型鋼作為承重構件，在材料、焊接、除銹涂裝上都要有技術條件和質量檢驗等級要求。燈柵設備層是安裝架設在演播廳內的上空，必須要求主鋼梁與演播廳主體框架固定連接，焊接牢固；荷載設計時必須依據演播廳屋頂層梁結構和燈柵設備層的總荷載進行嚴格的計算，在設計和工藝上要保證荷載重量及基礎結構承重的安全可靠性；設計要有充足的裕量。
燈柵設備層的高度距離地面應根據演播廳面積大小和廳內有效空間高度決定；通常500m2以上的演播廳有效空間高度約在13m至15m左右，燈柵層離地面高度一般在9m以上。為便于維修，燈柵設備層上方的高度為2m以上。在有些廳內高度局限的條件下應最大限度地提升燈柵層下方的有效空間高度。燈柵設備層上鋪設鋼板網，使技術人員在燈柵設備層上的任何一個位置可以安全地行走和進行操作，并能直接觀察到燈光吊掛系統的運行及演播廳地面情況。
燈光吊掛系統安裝在演播廳燈柵設備層上，主要用于吊掛各種類型的燈具。吊掛系統包括吊桿、吊桿控制箱、吊桿提升機、線槽及電纜、調光回路和直通回路、DMX512多路控制信號等。大中型演播廳普遍采用多功能復合水平吊桿，吊桿及走線槽均采用鋁合金型材制成，自重輕、強度大、造型美觀。根據桿體長度，可設置不同的調光回路及直通回路，調光回路及直通回路插座均采用三芯防塵防濺電源插座，并可用不同的顏色區分。吊桿均設置多路DMX512信號插口，可供普通、機械燈具及電腦燈、換色器等使用；所有燈具的阻燃電纜、信號控制線均敷設在電纜橋架內。電纜橋架主槽敷設在燈柵設備層中央，電源電纜、控制電纜要走各自的線槽；通過副槽把電纜線和控制信號線傳送到每根復合水平吊桿上。燈柵層到吊桿間的電纜使用扁平電纜，吊桿升降時靠收纜筐的遮擋自然收放電纜。
燈光吊桿的升降是由吊桿控制箱控制減速提升機來實現。這種提升機是一種演播室專用的燈光設備提升裝置，由電動機、減速機、防松繩式滾筒、行程保護裝置、沖頂保護裝置、松斷繩保護、變載保護裝置和電機安全保護制動電路等組成。普通提升機的減速機一般采用阿基米德圓柱蝸桿傳動技術，目前先進的減速機采用了平面二次包絡環面蝸桿傳動技術；后者相對于前者其承載能力大，傳動效率高，且結構緊湊、傳動平穩、噪聲較低。
對提升裝置的要求是：具有承載能力大，自鎖能力強，安全可靠等性能；運行平滑，運動速度可調，運行噪音低；具有上下限位保護、防沖頂保護、松斷繩保護、過載保護等功能；具有末級制動、應急切換等功能。另外還希望實現對吊桿控制方式的多樣化；通過電腦控制臺可將吊桿位置預先設定或自動控制吊桿升降到指定位置。各個吊桿位置可以按場景記憶和調出等。采用集散式控制系統構架形式，應用變頻調速技術、微電腦控制技術、全數字位置閉環布光控制系統就能夠實現這些要求。
燈光吊掛設備的配置是根據演播廳的規模和布局而定。演播廳的布局一般劃分為表演區和觀眾區，但對中小型演播廳也可不設觀眾區的布局，這樣布局所具有的優點是可以方便靈活地在演播廳場內任何區域表演；適用于不同類型節目變化的需求；沒有固定的觀眾席位；燈光采用滿天星的布局形式；但這樣也會相應地增加燈光吊掛裝置成本和使整個系統復雜化。
燈光吊掛系統的配置應在電視照明布光基礎上滿足高清晰度電視攝像機的照度的要求。因為高清電視畫面質量清晰、層次豐富，更強調對照度的均勻性、柔和性和立體感。高清圖像的像素比標清電視多，高清電視攝像機的靈敏度比標清攝像機的靈敏度低，在演播廳錄制節目時高清拍攝對景物的照度比標清要更高些，需要增大布光的范圍，增加用燈的數量，增加燈光的亮度。相應地要求燈光吊掛系統配置上，要縮小吊桿的縱橫間距，加大吊桿的布局密度。當然，為了更好地適應和滿足這些高清電視對燈光布局的要求，還需要不斷地在高清電視的實踐中探索和總結經驗。
三. 演播廳聲學裝修
演播廳的聲學裝修目的是創造一個好的聲環境來滿足電視節目制作的需要。演播廳在前期設計時就應該進行專業的聲學設計。但前期設計往往從外觀結構和空間布局考慮多，在功能技術和特殊要求上考慮不盡周全。因此必然要通過聲學的裝修處理來完善設計，以達到使用要求。為保證演播廳聲音錄制的高質量，搞好聲學裝修是先決條件；其次，才是音響系統與設備所起的作用。
演播廳的聲學裝修主要考慮多的是如何采取措施進行減震、隔音、消音和吸音。廳內應有良好的隔聲隔振措施。隔音主要是隔除室外各種環境雜音、噪聲對演播廳內節目制作的影響和干擾。建筑隔音一般包括隔離空氣聲音和撞擊聲音兩種。空氣聲是指建筑物中經過空氣傳播的噪聲。如門縫、窗口、穿線孔和通風管道等透過的聲音。撞擊聲是指在固體上撞擊而引起的噪聲。對空氣傳播的噪聲采取屏蔽和遮擋措施來使聲能減弱至符合演播廳錄音要求。撞擊噪聲可采取吸音措施來減弱。演播室與外相通的出入門道，一般按“聲閘”結構設計；演播廳的門采用加厚門或隔聲門；控制室與演播室之間的觀察窗采用加厚窗戶和雙層玻璃，而且玻璃夾層空間盡量不要造成兩玻璃平行的腔體，復合使用不同厚度的玻璃；對磚墻應滿漿滿縫，一切管道穿墻孔洞都應使用噴涂式泡沫隔聲材料或隔聲棉遮擋和填充密實。對演播廳內由于空調風機管道等造成的噪音應提出噪音限制要求，并對產生噪音的風機管道進行專業的消音減震降噪處理。四周墻壁、地面及吊頂應做吸聲處理。廳內建筑門窗、吊頂、玻璃、座椅、裝飾物等設施不得有共振現象；廳內不得出現回聲、顫動回聲、房間駐波和聲聚焦等缺陷，聲場擴散應均勻。[Page]
從室內聲音特性來看：當聲波從聲源向其周圍傳播時，聲波的強度隨著距離的增加而逐漸衰減。在室內傳播的有限空間內，由于存在墻壁、天花板等物體，聲波將被反射，前期反射聲(也稱近次反射聲)和多次反射聲一起產生混響。聲音在室內衰減的過程稱之為混響過程。室內聲場達到穩定狀態后聲源停止發聲，殘余聲能在房間內反復反射，經吸聲材料和空氣吸收，其平均聲能密度自原始數值下降到百萬分之一所需要的時間，或者說是室內聲場的聲強級衰變60dB所需要的時間被稱為“混響時間”。房間的體積不同，吸音的能力不同，則混響的時間、強度亦不相同。在聲學裝修中混響時間是要控制的重要指標，因為混響時間對于聲音的“質”具有很大的影響力。適度的混響時間，可使音樂豐滿，語言宏亮、飽滿。過短的混響時間使聲音干澀無力；混響過長將使語言清晰度降低，音樂缺乏節奏感和力度，唱詞模糊不清。適合某一種演播廳用途的混響時間，我們通常稱為最佳混響時間。最佳混響時間的選擇與演播廳的空間容積、墻壁、地板和頂棚等界面的吸聲系數有關，與不同的頻率有關，也與人們的主觀感覺有關；混響時間的計算有不同的修正公式，在此不做贅述。混響時間的測量方法可以按照國家廣電總局頒布的GY5022-2007《廣播電視播音（演播）室混響時間測量規范》進行測量。
通常對音樂用途的廳堂要求混響時間應長一些，如音樂廳、音樂錄音室等。對語言用途的房間，要求混響時間應短一些。電視演播室的混響時間一般取值在0.8~1.5秒左右。混響時間也與演播廳的空間大小成正比，演播廳越大混響時間取值越大。值得探討的是一些設計比較偏向于將推薦的聲場混響時間取得偏小些，理由是：聲場混響時間長了后無法調控，希望在調試和使用中，通過音頻系統加入人工混響來達到混響的要求。但聲場中的混響聲是聲源產生的自然混響聲，它是靠襯托直達聲來顯示其特殊性的，是聲場中的重要特性。而在音頻系統使用時加入人工混響，等于把信號中的直達聲一并加入了混響，實際上使直達聲也做了不真實的改變。有一些設計則傾向于將混響時間設計長一點，以便根據不同的節目錄制需要通過可調節聲場混響時間的手段來達到最佳的音質效果。
電視臺建造的中小型演播室為了減少混響時間是通過增加吸聲量，增加空間吸聲體的手段，實現短混響時間的要求。吸聲要兼顧高、中、低音的均衡。裝修通常的做法是：室內墻壁和頂棚全部用吸音材料，常用的材料有吸音磚、巖棉板、巖面袋、穿孔石膏板、鈣塑板、厚絨布和防火絕緣板等。裝飾無需華麗，注意各個頻段的吸聲要均勻，顏色以灰暗色無反光為宜。按照聲學要求，除了吸聲外，還要有漫反射，擴散聲場和利用腔體共振吸收相關的低頻聲能的裝置。同時為達到防火性能的要求，制作上述裝飾體時，選材一定要符合防火規范。
四. 演播廳的電力配置
演播廳節目錄制特別是直播節目過程中對電力配置的要求極其嚴格。一方面是因為各種昂貴的播控設備系統對電源的質量要求高，電壓要穩定，波動幅度小；一方面是節目錄制或直播時要求供電必須安全可靠，運行不能間斷。可以說電力配置是演播廳構建的重要基礎部分。在演播廳建設的實踐中，我們對電力配置系統特別注重以下方面的要求：
1.設計時必須滿足總體負荷和安裝容量；應有冗余設計和增容靈活性；采用雙總線供電，演播廳內的電源配置要充分考慮燈光、舞美、道具、LED大屏幕及視音技術各方面對電力的需求。三相配電平衡；電源接口分布合理，靈活應用，互不影響，安裝安全方便；各種開關、插座、配電箱有清晰明確的標識；保證用電效率和用電的安全。
2.演播廳電力系統要有良好的接地點。擴聲系統和燈光系統可采用獨立接地干線，但整個系統接地應統一，避免不同的接地點形成地電位差。電力電纜和燈光干線都全部安裝在金屬線槽內，金屬線槽有良好接地裝置。強弱電之間要采取一定的措施分隔，避免強電對弱電的干擾，保證弱電系統安全。各種配電柜（箱）、開關、插座等電器設施和各種線纜的選擇必須嚴格符合技術規范要求。在變電所低壓母線要裝設避雷器，調光燈光配電柜裝設電涌保護器，防止演播廳或附近建筑物遭受雷擊時的過電流、過電壓，損壞調光柜及燈光控制計算機系統，保證調光硅柜及燈光控制計算系統等設備安全。
3.演播廳的電力配置需要將電視燈光特殊照明的用電和播控設備的工藝供電互相隔離。燈光采用380V、三相五線制供電；通過主電纜從動力中心獨立引入到燈光的調光硅房，經過硅柜的每個調光回路施加到演播廳的各類燈具上。由于調光過程中會造成大負荷電流的變化、調光脈沖電流對電源波形破壞產生的畸變、脈沖電流的高次諧波通過導線向空間輻射電磁場、燈光閃爍等等原因造成對其它工藝設備的干擾。因此必須避免燈光電源對視、音頻系統串擾和影響。在相關線路鋪設時也要求是相互絕對分開，獨立敷設，并采用穿鋼管方式保護。所有信號連接線纜均選用五芯屏蔽線；燈線和音、視頻等信號線要求相互遠離，必須相遇時做90°交叉，留有0.5M距離；無法避免必須平行時，間距設置要大于1M。
4.演播廳播控機房需要采用外電和UPS系統結合供電的方式。通過UPS系統向負載提供電壓穩定度高、波形畸變小、頻率穩定以及動態響應速度快的高質量的電能。市電正常時交流市電經整流后變為直流電并將電能存儲在蓄電池組中，當市電中斷時再由逆變器將蓄電池組中儲存的直流電轉變為交流電來維持向負載供電,保證供電的穩定性和可靠性。一旦動力配電跳閘情況下UPS系統能夠在線自動切換平穩過渡地為機房的關鍵設備供電。UPS系統要設計主備份；UPS應滿足負荷需要，避免UPS在滿載或超載狀態下運行。對UPS的特性有如下一些要求：①、輸入有很高的功率因數。②、輸出電壓的諧波畸變率低。③、輸出電壓有很高穩定度，包括幅值和頻率的穩定。④、系統的動態響應速度快。⑤、系統有很強抗過載能力和抗負載沖擊能力。⑥、系統有低的電磁干擾，低的維護費用，低成本，重量輕，體積小。⑦、可多機并聯運行以實現冗余式UPS供電系統。⑧、系統具有較強的故障自診和報警功能。
五. 演播廳的空調系統
演播廳空調系統是較為復雜的工藝性空調與舒適性空調相結合的空調系統。一方面，演播廳內有大量燈光設備的散熱，同時演、職員和觀眾人數較多，從舒適性來說，空調系統要滿足人們在不同季節對室內環境溫度、濕度的舒適感覺和對室內空氣的高質量要求，空調系統應具有根據不同燈光種類和數量產生的不同熱量、根據人員的流動負荷變化等自適應性溫濕度參數控制和調節風量變新風比等功能；為了保證廳內的空氣衛生，空調系統還應設置空氣過濾器。另一方面，由于電視節目制作的藝術性和技術性要求，從工藝性來說，空調系統要在高效率運行狀態下節能和降低噪音，氣流組織合理。[Page]
演播廳空調系統目前較多地采用雙風機系統。雙風機系統安裝送風機和回風機，調節方便，運轉靈活，噪聲較低。由于演播廳面積大，頂棚高，人員集中，舞臺或表演區需要高大的空間，并配有復雜的布景、幕布、燈具及吊桿、天橋等，故而對空調的氣流組織、送回風口等提出許多特殊的要求。氣流組織（包括溫度梯度、氣流速度）及送風口形式都是影響演播廳內空調效果和人員舒適性的主要因素。氣流組織和送回風形式應使觀眾區能形成均勻的速度場和溫度場，在節目表演區演出中施放如干冰、煙霧時，空調的氣流不應該影響干冰上飄、煙霧飛散而降低了燈光的藝術效果。
空調送回風形式可根據演播廳的空間環境來考慮。其形式一般有如下幾種：
第一種：頂送，頂回。其特點是節省工程造價；不占用演播廳燈柵層以下的空間；不影響整體美觀；制熱效果相對比制冷效果差一些；不利于送風、與回風氣流循環；
第二種：側送、頂回。較第一種增加工程造價（主要是增加送風管造價）；占用演播廳燈柵以下的空間，不利于墻面聲學裝飾；送風的支管較多，影響整體美觀；舞臺區如有背景、幕布，不利于送風，空調效果會差一些；但整體來說，有利于送風與回風氣流循環，空調效果、舒適性較第一種好；
第三種：頂送、側回。工程造價較第一種略有增加，但比第二種少；占用演播廳燈柵層以下的空間，不利于墻面聲學裝飾；下降的回風管相對第二種數量較少；有利于送風與回風氣流循環，空調效果較第一種好；
第四種：地送+側送、頂回。工程造價有很大增加；地送必須有地道管，風口難于清洗；占用地面空間較大；比較適用于音樂廳、劇場，較少用于演播廳；空調效果、舒適性比前三種均好；
演播廳空調系統的安裝設計必須滿足電視節目制作的低噪音要求。空調系統的噪聲是演播廳噪音源最主要的方面之一，空調系統的噪聲主要來源有下列幾方面：
(1)通風機噪聲；
(2)風管系統氣流再生噪聲；
(3)房間之間通過風管的相互串聲；
(4)外界噪聲通過風口傳入室內；
(5)通風機及管路的振動；
(6)風管、水管穿墻或樓板縫隙處的傳聲。
因此應根據空調系統噪聲來源及噪聲頻譜特性，有針對性地作以下消聲隔振處理。
(1)所有空調通風設備均選用振動小、噪聲低、驅動頻率高的高效率風機。
(2)送回風管安裝阻抗復合式消聲靜壓器，風管采用三級消聲，為防止風管再生噪聲，主風管風速控制在5-6m/s，支風管風速控制在2-3m3/s，送回風口接消聲風筒及圓環型風口。
(3)進出演播廳控制機房的新風支管，排風支管均設消聲器，以防各房間的串聲。
(4)用于演播廳的空調機組設減振隔振裝置，基礎采用浮筑隔振基礎，風管及水管穿越對噪聲有技術要求的技術用房的隔墻及樓板處預埋套管，管道安裝完畢，管道與管套之間用保溫材料塞緊，以防噪聲傳遞。
(5)設備的風管、水管進出口設柔性接管，有振動的設備及管道的支吊架均采用彈簧減振支吊架。
六. 其它
消防工程是演播廳基礎構建必不可少的項目。演播廳的消防工程不僅要包括：火災自動報警及聯動控制系統、自動噴淋系統、消火栓系統、雨淋滅火系統、應急照明系統、監控系統等，還要嚴格要求演播廳內各工程各系統所用安裝材料均符合防火阻燃要求；確保有一定數量的安全疏散通道、防火門、安全出口；演播廳技術用房及化妝間、候播室、服裝舞美道具存放等附屬用房的合理空間配置和分布；演播廳外圍的消防安全通道等等；所有這些都是在構建演播廳中應該要重視的內容。
弱電工程是在演播廳的建設中容易被忽視而在演播廳實際使用中又很需要的部分。弱電工程包括了視、音頻、演播廳內部通話、有線電視、網絡、外聯電話等各種信號線路及接口的預鋪設和安裝，一般通過暗溝鋪設在演播廳四周或通過線槽布局在墻壁上。總的要求是保證工程安裝質量可靠，在實際使用過程中方便維護、檢修。
結束語
演播廳基礎建設工程是綜合復雜的系統工程。在整個演播廳建設中要認真分析和細致了解各系統工程的功能要求和技術特點，科學地選擇設計、施工方案，綜合考慮各系統工程間的關聯和影響。重視基礎建設每一個項目的設計和施工，最終才能使演播廳建成后真正滿足電視節目制作的專業環境要求，使演播廳的功能更具設計先進性、安全可靠性、實用方便性。B&P