专业音响工程的设计、施工及调试.docx

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1、专业音响工程的设计、施工及调试一、前言1、专业音响工程的特点专业音响工程是随着社会的开展，人们物质文化生活的 不断提高，从而形成的对文艺演出、娱乐休闲形式的不断要 求而逐渐开展起来的新兴行业。通常所谓的专业音响工程主 要是包括专业舞台音响灯光系统、实用音响灯光视频系统、 商业广播会议系统等在内的一种系统工。具体在工程技术上, 它集建筑、电子、电工技术于一体，是包含了声学、光学、 音频、视频等多项理论的一门综合性工程技术。它要求工程 商根据用户不同的实际需要，认真研究，全面融入设计者的 设计思想，精心设计和施工；同时还要得到建筑装饰、电力 供给部门的密切配合才能完成。可见，专业音响工程的意义 非

2、常重要，相应地工程技术的重要性也显得十分突出。一个声、光、像效果俱佳的工程，必定是一个技术力量 雄厚，管理规范的工程公司认真努力的成果；反之，一个没 有经过严格、规范、科学设计施工的工程，它的系统效果和 设备稳定性就可想而知了。尤其是现在专业音响工程行业还 不太规范，各种公司一哄而上的时候，专业工程技术就尤显 匮乏。为了在专业音响工程界营造一个良好的技术气氛，本文 从实用工程角度出发，按照实际工程实施的程序，在设计、 选型、施工等方面开展细致的讲解，目的就是希望通过一系 列的技术介绍，为从事专业音响工程技术工作的技术人员总 与天花板。首先来看看与外界的隔声，这项工作的任务就是 不让外界的噪音传

3、入室内，也不让室内的声音传到外面。开 展这项工作时，有必要对建筑设计施工单位开展该工程建筑 构造隔声情况的咨询，进一步可以向环保部门了解有关的情 况。具体实施中，外界噪音传如室内可以通过室内的总噪声 来控制，通常高等的实用音响工程要求在35-40dB以下；室 内声音传到外界可以考察对外界的环境影响，按照环保部门 的规定，一般不要高于平均值10-15dB为好。实际工程中需 要处理的部位是墙壁、门窗和天花板几个地方。通常的厅堂 与外界的隔墙多数都能满足一般的音响工程，但是如果音响 系统的声压级比拟大，工作时间多在夜间，就应该让建筑部 门考虑增加墙壁厚度了；门窗是隔声的重要部位，往往一个 小小的窗户

4、处理不当，就会造成隔声失败，一般要注意：1. 尽量不要让门窗产生缝隙，遇到经常开关而室内外的声音都 比拟大时，可以考虑设置声隔离通道的构造，这就是它的示 意图。2.尽量加大门窗构造和材料的厚度，有必要时可以使 用皮革门和双层玻璃窗。3.如果隔声效果需要更好，在门窗 上悬挂厚重的窗帘和门帘是比拟经济可行的方法。天花板的 隔声也不容忽略，特别是房顶不是混凝土构造，而是采用棚 架构造时，天花板的声泄露就比拟严重，这时需要对天花板 的材质和安装质量提出比拟高的要求，如果需要可以考虑在 天花板上增加隔层或在天花板上铺设吸音棉的方法来满足 隔声的要求。其次是室内房间之间的隔声，它的任务就是让 房间之间在音

5、响系统工作时互相间的干扰影响为最小。虽然 各种标准和规定对这项指标没有要求，但是却对音响工程的 质量有很大的影响。实际工程中需要处理的部位还是墙壁、 门窗和天花板，不过处理的要求与前面有所不同。一般室内 一定厚度的混凝土或砖构造墙壁隔声要求还是能够满足的, 需要注意的就是额外增加的一些房间隔断，它们一般都采用 简单的轻钢龙骨填充一定量的防火吸音石棉的方法，这对于 音响工程来说是绝对不够的，遇到这种情况，就需要音响设 计人员向建筑装饰单位提出解决的方法，比方可以采用下面 这种增加隔层的解决方法。但是对于大功率低音的隔离就非 要采用厚重的砖墙来解决了；门窗的隔声也不要忽略，特别 是要注意门窗的制作

6、质量，因为大量的声音干扰都来源于质 量欠佳的门窗的缝隙，当然，必要时也可以考虑采用悬挂窗 帘和门帘的方法来隔声；天花板的隔声在室内房间之间的隔 声上，反倒更为重要，大家可以看看这个比拟常见的娱乐城 房间布局示意图，可以发现大厅的天花板上面的空间是和周 围包厢的顶部是相通的，这样在大厅开展娱乐或演出时，一 定会影响到包厢，这就一定要对天花板开展隔声了。一般来 讲我们可以在大厅天花板和包厢顶上各增加一层吸音板的 隔层，或者在天花板上覆盖一定厚度的防火吸音矿棉来开展 隔声。现场噪音的降低一一在多数实用的专业音响工程中，为 了空调和通风的考虑，都要安装一些设备，这些设备的工作 噪音都会在一定程度上影响

7、声场的质量，所以在设计时要有 针对地解决。空调和通风设备最好选择噪音低，工作稳定的 产品，在安装时尽量让空调的压缩机远离门窗，通风机的功 率较大噪音难以控制时，可以采用将通风机安装在风道内的 构造，如以下图所示。声场均匀度的实现一一声场均匀度的指标要求在整个 扩声区域内，各处的平均声压值偏差要在很小的范围内，一 般要求在10-12dB以下，否那么就会造成声场不均匀，反映出 来就是有的地方声压大，有的地方又较小，听感非常不好。在实际的工程中可以在建筑装饰构造和音响系统的布 局方面来实现声场的均匀性。在建筑构造上，应该尽量防止 扩声区域出现较大的立柱，防止较大的凹形构造，在建筑装 饰上要尽量让整个

8、区域的装饰构造和材料基本一致，特别是 在资金有限的情况下，墙面采用水泥拉毛构造可以很好地实 现声场的均匀性，当然，如果在装饰设计时能象音乐厅一样 经过计算采用各种不同的扩散体，既省钱又能到达很好的效 果；在音响系统的布局上也可以在很大程度上解决声场不均 匀的问题，一般说来，狭长厅堂的扩声一定要音箱的扩声区 域尽量沿长边展开，如以下图所示，空间较高的扩声场合要 尽量将音箱位置抬高，最好是略微向后场倾斜，如以下图所 示，如果是在空间和面积都较大的地方开展扩声，就应该考 虑将音箱集中悬挂成圆弧形形成均匀的声音扩散，如以下图 所示。可见音响系统的布局也可以解决声场不均的问题，如 果声场要求严格，还可以

9、利用音箱厂家提供的声场设计软件 开展模拟和修正，当然最好的方法还是在建筑装饰设计施工 时就尽量使声场均匀。声场缺陷的防止一一在很多音响工程中都不同程度地 存在各式各样的声场缺陷，有声聚焦，有声振颤，有声反响， 还有声音共振，这些问题都给声场带来了缺陷，而且这些缺 陷引起的问题在实际的使用中很难解决。比方声场出现的反 应和共振就有可能使系统无法正常工作。有效地解决它们， 最好的时间是在建筑装饰设计施工的时候。通常我们可以在 下面的方面考虑，1.尽量不要在扩声区域设置大面积光面的 凹形构造，包括屋顶和墙壁，尤其是舞台上就更要忌讳了， 如果迫不得已，可以在凹形面的前面悬挂厚重的帘布或放置 物件，这样

10、声聚焦就不容易发生了，2.尽量不要在声压较大 的区域设置两个平行的反射性强的墙面，尤其是扩声区域狭 长时更要注意，这样可以有效地防止声振颤，3.一般只要声 场比拟均匀，没有声聚焦的话，扩声增益不大时声音反响不 容易发生，另外我们还可以在系统的布局中利用均衡器和频 谱仪来修正，这样实际使用中就更不会发生声反响了，4.声 音的共振与装饰工程的选材和施工有密切的关系，一定要防 止在扩声区域设置较大的空腔体，一定要求装饰工艺合理, 特别不要让材料连接处松动，比方：石膏天花板如果不加胶 垫就安装在铝质龙骨上时，扩声声压一大，就容易发生共振, 尤其是低频信号的共振肯定经常发生。混响时间的计算一一对声场的所

11、有技术指标中，大家最 熟悉的就是混响时间了，它也是设计中比拟容易控制的量化 指标。如果设计控制得当，声场的效果表现就会非常出色, 声音会圆润、饱满，不拖沓，不干瘪。混响时间控制的关键 就是：利用相应的计算，指导装饰构造的设置和材料的选取, 以便能到达相应的混响时间目标值。对于不同类型的音响工 程，混响时间的要求有所不同；同类型的工程，不同的声场 大小，混响时间的指标也有不同，在设计中我们可以参照下 面的图表来确定混响时间的取值，它是根据工程类型和扩声 区域容积的大小来给定的混响时间，在接近于该推荐值范围 内，声场就会到达比拟好的效果。这里还需要指出的是：现 在有不少的设计人员将混响时间的取值设

12、定得较小，然后利 用设备里的混响器来加大声音的混响时间，这样做不仅不能 产生悠美的自然混响效果，而且在一定程度上破坏了原有的 录音信号里的直达声信号，是绝对不可取的。一般在工程设计计算中采用的公式有下面两个，公式的 下面是各个参数的内容，一般来讲我们可以在500Hz和 1000Hz两个地方计算声场的混响时间。计算前我们要将现场 所有的材料大致确定，并且统计好它们各自的面积，再从有 关的建筑手册或产品说明书中分别查取它们在500Hz和 1000Hz的吸声系数，即可计算出声场的平均吸声系数，再根 据面积、体积、声能系数和这个平均吸声系数计算出声场在 500Hz和1000Hz时的混响时间，如果计算的

13、结果和推荐的混 响时间值有比拟大的差距，就要和装饰单位协商，减少或更 换某些材料，然后再开展计算，直到满意时为止，在计算时 一定要将建筑材料的面积和吸声系数统计正确，特别是某些 穿孔的吸声板，穿孔率不同吸声系数悬殊较大，对最终的计 算结果影响也较大。另外，对演出用工程的混响时间的计算 还要考虑空场时和观众满场时的区别。声压级的计算一一声压级是专业音响系统工作的一个 重要指标，一个合理科学的声压级对声场的影响、设备的选 型、实际的操作都有重要的作用，同时也为制造良好的听音 环境创造了好的条件。在开展声压级计算前，同样也要先确定一个相应环境下 合适的基准声压级，而且这个基准声压级和工程的类型也有

14、密切的联系。确定基准声压级前，还要看看这个正常人耳的 听感曲线，我们可以发现：在不同的频率上，人们对同一声 压级的声音的感受能力是不一样的，这个感受能力在专业上 称为响度，单位是Phono,有了这个衡量值，我们就可以根 据实际工程的类型，按照它们在扩声时信号的频率特点，就 可以确定一个合适的基准声压级。通常对于音乐重放为主的 系统，取85-90dB为根底，对于以语言扩声为主的系统可以 取70-80dB,加上12T8dB的峰值余量，再加上L3dB的环 境噪音余量，就可以得到平均听音位置的额定声压级了。这 个声压级是系统要在平均听音距离需要到达的声压级，那么 这个声压级又怎样转换为设备本身的额定声

15、压呢？这就需 要一个声音传播时的声压级变化示意图了，大家可以看看, 我们要求的平均听音距离的声压级在这个位置得到的，而设 备本身的额定声压级是在这里得到的，计算的时候就需要一 个这样的声压级公式，这样最后计算出来的声压级就是音箱 在离它1m处所需要到达的声压级，它也就是后面电气计算 和设备选型的依据了。通过以上的声场设计我们可以发现：专业音响工程的声 场设计内容比拟多，结果也对工程的质量、设备的选型及系 统的正常工作非常重要。具体在设计中，需要涉及的建筑装 饰内容也比拟多，有些还是密切联系的，可见音响工程在设 计开始就需要建筑装饰单位的密切配合，所以我们要尽早地 取得协助，尽早地开展相应的设计

16、，以便能到达较好的效果。结出一套规范、合理、科学的设计施工技术重点，同时为正 在学习工程技术的人士提供一个很有实用价值的资料。另外, 我们还大量结合专业音响工程设计施工的事例和经验，力求 使大家在学习中得到更为直观的认识，防止一些类似的错误。 希望大家在实际工程中不断总结，能在工程技术上有所收获 和提高。2、专业音响工程的技术术语和相关标准学习专业音响工程技术首先必须认识了解有关的技术 术语和相关的一些国家及行业标准，只有这样专业的设计和 施工才能做到有的放矢，工程的质量才能得到充分的保证。 可以进一步讲，所有和工程有关的专业标准和术语是工程工 作的根底，是设计施工的依据和参照，是中心。下面就

17、列出 一些必须认真学习理解的术语和标准。声压级：指实际声压和基准声压之比的20倍对数值， 单位是分贝。这是它的数学表达式。它的重要性就在于：所 有的音响系统的发声情况，所有的扩声场所的声学质量，都 需要有这项指标，在后面的设计计算中它还是一个计算基准。混响时间：指在一个稳定的声音信号突然中断后，厅堂 内的声压级跌落60dB所需要的时间，单位是秒。它的数学 表达式如下。可以发现，混响时间是和建筑装饰的构造和材 料密切相关的参数。在实际的工程中，混响时间更是厅堂建 筑声学效果的重要考证指标。扩声功率：指到达系统设计的额定扩声声压级时，扩声 设备所需的额定功率，单位是瓦。这个参数在实际的音响调 控中

18、并不十分重要，但是在音响系统的设计和选型时，它却 是声学指标在电声参数上的直接表达，而且它将关系到工程 的最终造价，所以也特别重要。一般在工程中，它主要靠音 箱的额定功率来反映。国标GB-3947,是专业的声学名词术语的解释：国标 GB-4959,是厅堂扩声特性的测量方法；GYJ-25,是厅堂扩 声系统的声学特性指标。它们是两个重要的国家标准，几乎所有的工程在设计、 施工、验收时都需要把它们作为依据；国标GB/T14218-93, 是电子调光设备性能参数与测量方法；SJ2112-82,是厅堂 扩声系统设备互联的优选电气配接值。这两个标准在设备的 选型和工程测试验收中能起到重要的作用。上面我们介

19、绍了几个在工程设计施工中至关重要的有 关术语和标准，表达得比拟简单，主要是希望大家依此为参 考，借助有关书籍对这些术语和标准开展全面的学习，认真 分析理解，将它们作为工程技术的根底。另外，还有其它一 些内容，由于篇幅有限这里就不再介绍了。3、专业音响工程的步骤我们已经对专业音响工程的性质有了粗略的了解，但是 具体在实际工作中，专业音响工程是这样开展的呢？既然专 业音响工程综合性强，技术要求较高，那么对这个问题的理 解就可以对大家更进一步认识专业音响工程这项工作有所 帮助，也会对工程技术的重点学习也会有一个清晰的思路。专业音响工程中最重要的局部是工程设计工作，在确定 工程任务的同时，就必须尽快地

20、与相关的建筑装饰、电力供 给部门接洽，在室内建筑构造、装饰方案、电力供给等方面取得共识，然后结合用户的实际需要制定一个总体的规划。 当这个规划方案得到他们的认可后才能开展具体的设计工 作。在设计中要大量地收集有关的资料，结合该工程的具体 情况，在建筑声学、配电功率方面开展细致的计算，并根据 计算的结果提出相应的可行的整改意见。在取得用户和有关 协作单位对设计的认可后，就可以依照设计方案和总体规划 开展设备的选型了，设备的选型涉及到工程的最终质量和公 司的经济利益，所以这也是比拟重要的工作。在设计方案得 到确认后，象铺设管线、焊接安装架等一些必要的前期工作 就应该同时着手开展，否那么随着建筑装饰

21、的开展，音响工程 的施工难度就可能越来越大。一旦原辅材料准备就绪，订购 的设备基本到位，同时其它的施工工程已经结束后，音响工 程的施工就应该全面展开了。工程的施工直接决定专业音响 工程设计的成功与否，所以施工工作是一项需要认真负责精 神的工作，只有当设计思想和指标得到忠实的反映后，最终 的工程质量才会得到保证。最后是系统的调试，因为工程的设计和施工都是在理论 和外在条件上为系统的正常工作做了必要的准备，真正的系 统设备运行还需要在施工结束后对设备开展全面细致的调 整，目的就是使设备在特定的环境下，在相应的系统中发挥 最正确的性能，最终使系统在相互协调的情况下到达最正确 的效果。二、工程设计1、

22、工程的规划因为实用的音响工程涉及的类型非常的多，有针对于舞 台演出的，有针对于休闲娱乐的，有针对于企事业单位多种 用途的，有针对于商业广播和背景音乐的，还有专门用于大 型会议的，等等。往往即便是在确定了类型和原那么后，同样 的设计，同样的造价，最终的工程结果也会悬殊很大，所以 工程的规划显得非常重要。所谓规划，就是要根据用户的实际需要和使用环境，结 合工程的造价，将工程的最终类型确定，并且必须在以后的 设计、选型、施工中使它得到表达。这就要求这个规划是实 际的可行的，否那么无论是规划还是设计施工都可能是失败的。在规划中一定要首先掌握工程的最终用途和具体的需 要，比方说：用户希望建造一个专门用作

23、会议的工程，那么 我们就应该根据具体的环境和工程造价，结合工程示意图， 为用户描述一个工程的最终结果，同时提出与工程相冲突的 一些建筑整体构造和布局上的整改意见，并要求得到他们的 认可；又比方用户需要建造一个类似于礼堂的工程，可是现 场的环境条件和实际的需要与真正意义上的礼堂都不相符， 或者说很难形成也没有必要去建造那种类型的工程，这时就 应该详细地帮用户开展分析，共同协商一个可行的合理的方 案，比方说最终形成一个有礼堂模样，又能兼顾诸如演出、 娱乐等其它用途的多功能厅，这样既有利于设计又利于用户 的实际使用。总之，工程的规划就好比在工程开始前，为它开展一个 定位，在尊重用户的意见和实际需要的

24、前提下，有必要根据 工程设计人员的经验为相关的单位提供一些参考，这样做不仅使工程的设计和施工能有根有据，更能符合实际需要让用 户满意，而且也使工程在开展中能得到更多的协助和支持。2、总体设计如果说工程的规划是制定一个合理可行的工程定位的 话，那么工程的总体设计就是在这个规划的原那么下，设计人 员形成的一个全面的设计方案。虽然总体方案里的内容可能 在以后的具体设计中还要重新仔细开展，但是作为必要的步 骤，在总体设计时还是要开展必要的考虑，以便能和相关的 部门开展协调，为后面的设计提供参考。下面我们就在总体 设计的一些重要方面开展粗略的讲解。厅堂的建筑声学要求一一绝大多数的专业音响工程都 是在室内

25、开展的，室内的情况千差万别，除了一些重要的专 门为音响设计的建筑外，大多数的建筑在布局和具体构造上 都没有考虑声学的要求。但是，音响工程的建筑声学又非常 的重要，大家可以到一个经过严格科学设计的建筑里体会一 下，其合理的声学构造和良好声音扩散、传播效果，能使您 得到美的享受，同样扩声设备在这里运行，当然会充分发挥 其优美的音质；而一个没有经过声学设计的音响工程，无论 它拥有多么高档的设备，它的声学效果绝对不会太好。可见， 厅堂的建筑声学设计是一件非常重要，也非常有意义的工作, 它的作用将是事半功倍。虽然一般规范的音响工程中都要开 展必要的声场设计，但是由于受条件的限制，相对来讲它的 收效是无法

26、与建筑装饰的前期声学设计相比的。特别是在声 学效果的实现和处理方面，建筑装饰工程要比音响工程容易 得多。所以，我们在这里强调声学要求的目的，是希望大家 在总体设计时及时而尽早地争取与建筑设计施工单位接洽， 取得他们在声学效果设计方面的协助，就可行性来讲，一般 包括构造和装饰两方面。第一，构造方面。厅堂的整体构造 首先要防止驻波的产生，这就要求厅堂的长、宽、高比例要 科学，一般来讲，可以选择下面表格的比例，其中为了更好 地实现声音扩散和灯光投射，厅堂的净*得到足够的保证； 其次需要防止诸如弧形墙面、狭长的平行光面构造等影响声 音扩散的构造；再者就是要重视控制室的位置，要在利于现 场操作和观察的前

27、提下，注意考虑施工铺设线路的方便，绝 对防止空间很小或与现场隔离的控制室。第二，装饰方面， 对建筑装饰来说首要考虑的是装饰的美观问题，但是在音响 工程的总体设计上，就要求对某些影响音响灯光效果的装饰 方案开展必要的限制。首先要求装饰材料的选取严格按照声 学计算的结果开展，同时要防止采用中空或支撑不牢固的材 料或构造；其次要考虑到在装饰的整体色调上要与音响工程 的用途一致，在视觉上要到达衬托灯光的造型、图案和颜色。至于其它的一些要求，我们在声场设计时再具体讲解。设备的定位由于专业音响灯光及视频系统的设备 种类很多，用途不尽一样，在具体的性能上也有所区别，而 所有工程的最终整体风格和效果都是需要靠

28、设备来表达的， 所以必须在总体设计时对设备开展定位。它包括设备的档次、 类型、各类设备投资的比例以及各设备形成系统后，系统的 构造和组成情况，目的就是在保证设计要求和用户需要的前 提下，尽量使设备性能优良、操作简便，系统内各设备充分 发挥它们的性能，下面我们简单地对设备定位情况开展介绍。 首先是设备的档次，在有限的投资前提下，又要保证设计和 实际的需要，提高设备档次的唯一方法是做到设备精简，这 样设备的操作和故障情况都要好些，同时也要防止追求设备 的高档而造成设备闲置，发挥不出应有性能的现象；其次是 设备的类型，设备的类型与工程的规划和整体风格有密切的 关系，一定要分清所有设备的具体用途，防止

29、不同类型的设 备在同一个系统工作，比方：录音用的调音台绝对没有理由 配置在娱乐场合，DISCO厅里的一些效果灯具就不能放在标 准的舞台上；再者就是各类设备的比例，确切地讲就是：在 一定的投资范围内，音响、灯光和视频辅助设备所占据的比 例分别是多少。确定这个比例的意义就在于：一个合适的设 备投资比例能在一定的工程定位上，将投资合理分配，做到 音响、灯光及视频系统互相般配，相得益彰；而一个失调的 比例会造成设备档次悬殊，性能差距较大。最后就是需要定 位系统里设备的组成情况，即需要形成怎样的一个系统。这 点尤其关键，只有在设备定位时大致设计一个各系统的设备 基本构造，后面的设计和选型才会有依据，同时

30、系统的设备 组成情况将直接影响工程的档次和性能。具体讲就是要决定 系统里都需要什么设备，不需要什么设备，设备之间需要形 成什么样类型构造的系统。如果在总体设计里对设备的定位 确定不好，就会直接影响到设备的选型，以至于选型时可能 无从下手。当然，设备的定位包含的因素较多，而且主观性 较强，往往跟设计者的经验和喜好有较大的关系，所以在开 展这一步的工作时，最好多请教一下有经验的技术人员，或 者多阅读一下有关的产品资料。工程的平安合理性以及对环境的影响一一正因为是总 体设计，所以必须对工程的各方面因素开展考虑，其中决定 工程是否规范合理，是否经受得起检验的就是工程的平安性 和对环境的影响。这些平安性

31、包括：建筑构造在音响工程的 承载方面是否平安，配电、用电以及线路铺设是否平安；环 境影响方面包括：对周围单位工作的影响，对周围居民生活 的影响。这些内容都必须在总体设计中考虑，并且按照有关 规定报请有关部门批准，否那么在工程的验收和检查中，可能 因防火、用电平安、环境噪音的问题而不合格。总之，在总体设计阶段我们必须综合多方面的因素，结 合规划和用户的实际需要，认真地制定一个切实可行的总体 设计方案，这个方案不一定需要十分具体，但是一定要是可 行合理而且具有指导意义的，只有这样我们的工作才有针对 性，设计和施工才会做到有的放矢。3、声场的设计一个专业音响工程的重要工作就是声场的设计，对于工 程的最终质量来说，声场设计也是一个关键点。声场设计的 目的就在于：利用科学的计算做指导，为音响设备建造一个 理想的扩声空间，将设备的性能充分地发挥。在少数严格的 建筑装饰设计中，一般都要开展必要的声场设计，但是为了 规范地按照步骤开展专业音响的工程工作，杜绝任何的不合 理因素，为下面的其它设计作出指导，还是有必要全面地开 展声场的设计，下面就分步骤开展讲解。隔声处理一一这是声场设计的第一步，也是许多技术人 员容易忽略的步骤。隔声的目的就是在特定的工程区域内创 造一个不受外界影响也不影响外界的安静声场。它包括与外 界的隔声，扩声房间之间的隔声；隔声的部位有墙壁、门窗