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4、电气的设计
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【音响网资讯】
电气的设计
因为专业音响工程的所有系统都是靠电能进行工作的，而且在具体的施工中也要涉及大量有关电气方面的处理，所以电气的设计具有与声场设计同等的重要性。在一般的工程设计中，电气的设计包括：各系统电源功率的计算，电源的供应形式，管线预埋的形式以及供电、用电的安全考虑等方面，下面我们就分别予以介绍。
电源功率的计算：音响工程中，电源的使用非常广泛，可以说所有的设备都需要电源才能工作，而且由于设备的差别，不同类型的工程电源功率相差较大，如果没有充分的计算作为依据，不仅后面的选型、施工工作会受到影响，而且极容易造成实际使用中系统工作不正常，还会危及用电的安全。而电源功率计算的目的就是计算的结果指导设备的选型，确定施工管线、开关器件的规格，以及以此作为向配电部门申请电源容量的依据。
电源的功率主要部分就是音响、灯光、视频及辅助设备的消耗功率。音响系统的消耗功率主要来源于音箱的扩声功率，而扩声功率又决定于选择音箱的灵敏度和前面介绍的声压级结果。灵敏度的单位是：dB/m.w，它的含义是指在该音箱得到1W的输入功率时，在它的前方1m处产生的声压级，这样灵敏度和声压级这两个概念就找到相同的参照，在计算时还需要了解一个相关的概念，这就是：音箱的输入功率增加一倍，它在前方1m处产生的声压级就提高3dB，这样我们就可以得到一个功率的公式。
这个公式计算的结果就表示在该工程的设计中，要想在前面的听音距离上达到设计的声压级，该扩声区域的音箱总功率，这是一个粉红色连续功率。有了这个功率作为依据，我们就可以确定系统中音箱的型号和数量了，然后再根据音箱和功放的配置要求来确定功放的数量和型号，相应地我们就能知道这些功放的电源消耗功率，最后将所有周边设备的功率消耗计算进去，这样我们就得到了音响系统的功率消耗。在确定音箱和功放的功率配置时一定要掌握一个它们之间配置的比例，往往理论的声压级和音箱扩声功率计算都正确，可是在功放功率确定时不恰当，这就造成设计结果不能得到实施，设备也不能正常工作。
这里简单介绍一下，一般情况下，功放和音箱功率配置都要以扩声信号的动态来决定，这个动态又跟系统的类型密切相关，由此我们又再次认识到总体设计时，工程定位的重要性。对于一般的扩声系统，信号的动态都不大，可以确定功放的连续不失真功率是音箱额定功率的1.2-1.5倍，如果扩声信号的动态比较大，比如在DISCO厅使用，那么我们就应该取1.5-2倍的比例，这样的配置既可以保证设备长期安全稳定地工作，又能保证实际调控操作容易，大家在设计时一定要参照这个经验值，至于其中的理论分析我们就不再介绍了。灯光系统的电源功率，直接决定于灯光设备的型号和它们的工作特点，所以要在工程的类型确定后，在灯光设备的型号和其电源消耗功率之间反复核算，大家又可以发现前面的工程类型确定多么重要。
对于设备型号的区别，在一般使用的灯光中，主要反映在灯具里灯泡的功率，例如：电脑灯分为150W，200W，250W，300W，400W，575W，1200W等多种规格，聚光灯分为500W，750W，1000W等规格，所以我们在计算时要核查清楚；对于设备工作特点的区别，一般是针对于它们的发光强度和方式，例如：称为1000W的频闪灯，实际它的电源消耗远没有1000W。
区别于音响系统的功率计算，在灯光系统的电源消耗计算中，没有什么计算公式和指标，只要将总体规划时设想的灯光设备的耗电功率和具体选型时确定的设备实际耗电功率反复进行核算就行，但正因为灯光功率的计算比较简单随意，所以不容忽视的问题是：灯光设备的耗电功率一般都较大，如果在计算时不准确，或者灯具类型变动较大，那么最终的计算结果可能偏差较大，如果有几个KW的差距，那么实际使用时灯光系统难以正常工作，用电的安全也会出现问题。至于视频及辅助设备的耗电功率，相对就简单多了，一般只要将它们的标称功率计算进去便是。最后我们将所有系统的耗电功率进行汇总，得到一个比较实际的总耗电功率，依此为依据，我们就可以向电力部门申请配电功率了。
电源的供应形式的确定：在一般的工业和民用设备中，只要将需要的电源的功率充分提供给它们就可以了，但是在专业音响工程中，由于音响、灯光设备工作的特殊性，加上系统之间互相的影响，所以就必须对电源的供应形式提出一定的要求。
具体就音响系统而言，由于灯光设备和其它相应的工业设备会通过电源线路对它产生干扰，而且这些干扰形成的噪音很容易在人的听觉上产生不舒服的感觉，往往在实际操作中这种干扰利用一般的方法还很难消除，所以必须在电源的供应形式上提出要求，尽量避免干扰的产生。
通常需要音响系统的电源取自供电线路中干扰较小的一路，比如：避开工业用电，从民用线路上供电或者从单独的变压器上取出一路供电，凡是条件许可都应该尽量让音响系统的供电线路和灯光系统线路分开，单独一相。同时在供电线路上最好单独穿管供电，这样灯光系统产生的干扰就会在供电形式上得到一定的避免。就灯光系统自身而言，由于考虑系统的功率较大，所以应该尽量采用多相供电，各相之间的功率要尽量配平，以稳定电网，布线时要尽量避开音响系统的电源线路和信号线路，同时还要设置相应的保护地线，以确保用电安全。至于视频和辅助设备的电源供应形式，没有什么特殊的地方，这里就不再叙述了。
最后，我们需要绘制相应的示意图，将确定的电源供应形式表示出来，并且作好相应的标注。另外，在电源的供应形式中，我们还必须清楚关于电源地线和音响系统信号地线的区别，这里我们简单介绍一下。电源的地线是电气工程中埋设的连接在用电设备外壳上，用以保护人身安全的线路，音响系统信号地线一般不要借用，否则容易造成这个音响灯光系统的信号屏蔽混乱，给音响系统带来难以消除的噪音；音响系统的信号地是系统信号的零电平参照点，各设备连接成为系统后，信号地线就形成系统的屏蔽线。由此可以发现，电源的地线和音响系统的地线绝对不能混淆，在确定电源的供应形式时就应该引起重视，区别对待，具体的连接方法，我们将在后面的工程施工中进行介绍。
管线的预埋方案：专业音响工程的一个特点就是在工程的前期需要进行管线的预埋工作，尤其是大型的工程，需要预埋的管线非常多，埋设的要求也不尽相同，而且埋设的质量会直接对工程的施工形成影响，所以需要我们在电气的设计中确定管线的预埋方案。预埋的方案包括管线的类型、位置、数量以及它们的尺寸、材料。
在一般的工程中，需要将预埋的管线分为各系统的电源供应管线，音响信号管线，音响控制线和音箱线管线，灯光和其他设备的控制线管线；另外，对于工程中需要用来吊装设备的挂接件也属于管线预埋的范畴。当工程的总体设计和方案确定后，我们就应该同时确定需要埋设的管线的类型，然后根据总体设计中设备的布局和控制室的位置来确定预埋管线的位置，再根据设备的线路铺设情况来确定预埋管线的数量和尺寸，确定管线的数量和尺寸时，应该准确计算好线路的数量来确定。
首先，对于用以铺设线路的管线，它们的尺寸一定要严格按照电工手册中关于穿线数量和不同管线口径的关系执行，特别是电源线路管线的预埋，绝对要避免电源线的总截面积超过管线规定的范围，否则容易给工程的安全造成极大的隐患；另外，电源线的直径确定也直接关系到预埋管线的方案，必须在预埋方案中予以确定，在确定时同样需要严格参照电工手册中关于各种材料类型的电源线直径和供电电流的关系执行，否则工程供电绝对不安全。
同时，在用以铺设线路的预埋管线中，它们的材料选择可以根据预埋的位置和防火要求来决定，埋设在地面和墙体内部的管线，一般要选择防腐蚀强度高的钢管；埋设在天花板顶棚上和控制室地板下的管线，一般要选择防火的PVC管和钢管；需要铺设数量较多的音箱或信号线的管线，一般可以选择防火的PVC线槽；另外我们还可以根据特殊的情况选用一些象铁皮软管，铁制线槽一类的管线。
其次，对于用来悬挂设备的吊装件的预埋也要确定一个合适的方案，在选择挂接件预埋位置的时候，一定要咨询建筑部门，在他们的协助下选择，以确保足够的吊装强度；在挂接预埋件的尺寸和材料的选取时，也要查阅相关的手册，以保证足够的安全。最后在确定完所有的预埋管线的方案后，我们应该绘制相应的示意图和实际施工图，标注出相应的管线位置、数量、尺寸、材料以及埋设口和建筑结构的关系等，必要时还需要向有关部门申报。
电气设计和方案的安全性：专业音响工程始终不能忘记的就是安全性，电气的安全也特别重要，在设计中同样要充分考虑。首先要检查设计的配电容量、供电形式是否合理，不容许超负荷供电形式，埋设线缆不能低规格；不容许选用质量低劣规格不够的开关元件。其次，要检查管线的预埋方案是否安全规范，连接方式是否合理。这些安全因素都要认真检查，必要时可以将设计的方案报有关部门批准。
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