PROJEKT SYSTEMU NAGŁOŚNIENIA DLA DUŻEJ SCENY TEATRU MUZYCZNEGO ROMA W WARSZAWIE

Transkrypt

1 PROJEKT SYSTEMU NAGŁOŚNIENIA DLA DUŻEJ SCENY TEATRU MUZYCZNEGO ROMA W WARSZAWIE Opracował: inż. Krzysztof Polesiński k.polesinski@airpol.pl tel : Airpol Sound & Light ul. Lebiodowa 9 F Warszawa

2 2 SPIS TREŚCI Str. SYSTEM GŁOŚNIKOWY Wstęp 3 Charakterystyka obiektu 3 Symulacja komputerowa 4 Dobór zespołów głośnikowych oraz ich charakterystyka 4 Sterowanie systemu głośnikowego 5 Wyniki symulacji komputerowej systemu głośnikowego 7 Uwagi instalacyjne 13

3 3 System głośnikowy Wstęp Celem projektu jest dobór urządzeń elektroakustycznych dla systemu nagłośnienia Dużej Sceny Teatru Muzycznego ROMA w Warszawie. Stała instalacja takiego systemu pozwoli na sprawną organizację wszelkiego typu imprez. Mając na uwadze możliwy charakter odbywających się imprez oraz ich szerokie spektrum pod kątem dynamiki dźwięku należy zastosować sprzęt o wysokich parametrach technicznych, trwały oraz łatwy w obsłudze. Istotnym warunkiem jest dobór urządzeń o wysokiej pozycji w wykazach sprzętowych (tak zwanych Rider'ach ) uznanych artystów polskich i zagranicznych, co pozwoli na uniknięcie ewentualnych konfliktów na tle technicznym. Dobór urządzeń musi również zapewnić właściwe rezerwy mocy akustycznej, co wpływa na trwałość urządzeń i jakość brzmienia. Jednocześnie całość instalacji kablowej, przyłączy, punktów dostępu i sterowania powinna zapewniać maksymalną uniwersalność w wykorzystaniu systemu. Charakterystyka obiektu i podstawowe założenia systemu nagłośnienia Projektant elektroakustyki zakłada, że sala posiada optymalne dla tego typu obiektów warunki dla propagacji fal dźwiękowych w obszarze audytorium. Ze względu na jej wymiary, balkonowy układ architektoniczny oraz charakter przedstawień, zdecydowano się na podwieszenie szerokopasmowych zespołów głośnikowych w układzie line array, uzupełniając je zespołami sub niskotonowymi zawieszonymi na specjalnej konstrukcji nad sceną. Nagłośnienie główne, tj.: kanały lewy i prawy został uzupełniony o centralny, szerokopasmowy zespól głośnikowy wypełniający centralną część widowni. Ze względu na konieczność dogłośnienia audytorium bliższego sceny zastosowano głosniki szerokopasmowe o niewielkich wymiarach wbudowanych w scenę (tzw. frontfill). Dodatkowo zastosowano dwa głosniki szerokopasmowe o większej skuteczności do nagłośnienia dolnej części widowni w celu wzmocnienia efektu lokalizacji źródeł dźwięku ze sceny. Widok przekrojowy sali z rozmieszczonymi elementami systemu nagłośnienia Należy zaznaczyć, że ze względu na indywidualne złącza sygnałowe każdej aktywnej kolumny głośnikowej istnieje możliwość bardzo precyzyjnego definiowania obszaru odsłuchowego. Wszystkie systemy są połączone w centralnym obszarze dystrybucji dźwięku znajdującym się na stanowisku realizacji dźwięku.

4 Symulacja komputerowa W procesie konstruowania systemu głośnikowego wykorzystano specjalistyczne oprogramowanie komputerowe do przewidywania rozkładu pól dźwiękowych, interakcji pomiędzy zespołami głośnikowymi oraz analizy charakterystyki częstotliwościowej projektowanego systemu. Zastosowany program (MAPP ONLINE PRO) jest własnością firmy MEYER SOUND, Berkeley, CA. MAPP ONLINE PRO jest jedynym, w chwili obecnej programem o wysokiej rozdzielczości (rozdzielczość analiz wynosi 1 ), która jest aż pięciokrotnie wyższa od innych programów symulacyjnych. Wyniki tych symulacji przedstawione są w dalszej części opracowania. Dobór zespołów głośnikowych oraz ich charakterystyka Opisane powyżej założenia oraz czynniki architektoniczne wpłynęły na dobór urządzeń. Ze względów technicznych, jakościowych jak i pozycję w przemyśle muzycznym został wybrany sprzęt produkcji MEYER SOUND, U.S.A. Urządzenia tego producenta należą do najbardziej uznanych systemów nagłośnieniowych, ze szczególnym uwzględnieniem stałych instalacji w obiektach teatralnych i muzycznych. Firma Meyer Sound produkuje prawie wyłącznie systemy aktywne. Zestawy aktywne złożone są z przetworników wysoko tonowych i nisko tonowych zasilanych z indywidualnych dla każdego pasma wzmacniaczy mocy wbudowanych bezpośrednio do kolumny głośnikowej. Podział częstotliwości realizowany jest na drodze aktywnych, wbudowanych zwrotnic elektronicznych co zapewnia dużą klarowność dźwięku. Bezpośrednia bliskość wzmacniaczy z układem optymalizującym pracę pojedynczej kolumny głośnikowej eliminuje wszystkie ograniczenia i straty sygnałowe, które występują przy systemach pasywnych. Konstrukcja zestawów aktywnych pozwala też na indywidualną, sieciową kontrolę każdej kolumny głośnikowej co precyzyjnie identyfikuje wszelkie, nawet potencjalne problemy w systemie. Aktywne systemy nagłośnieniowe oferują duży zakres dynamiki, stałą i równomierną charakterystykę częstotliwościową i fazową przy zachowaniu bardzo niskich zniekształceń. Zastosowany system nagłośnienia z łatwością spełnia wymóg odpowiedniego ciśnienia akustycznego w każdym miejscu widowni. Jako główne zespoły głośnikowe wybrano urządzenia serii MEYER SOUND MINA. Są to aktywne zespoły głośnikowe, przeznaczone przez producenta głównie dla instalacji teatralnych i koncertowych. 4 Zespoły głośnikowe MINA stanowią elementy układu wyrównanego liniowo co jest najbardziej optymalną formą nagłośnienia dla tego typu obiektu. Elementy mają kąt propagacji poziomej 100 (-6 db). Propagacja pionowa jest zmienna i zależy od ilości zastosowanych elementów i ich wzajemnego ustawienia kątowego. Dzięki temu możliwe jest uzyskanie odsłuchu stereofonicznego na największej możliwej powierzchni zarówno w bliskim jak i w dalekim planie. Oprócz kątów propagacji dźwięku ważnym czynnikiem, branym pod uwagę jest również wydajność akustyczna zespołu głośnikowego. W przypadku pojedynczego elementu MINA parametr ten wynosi 128 db (Max SPL) i jest to wartość gwarantująca nie tylko właściwy poziom dźwięku na widowni, ale również odpowiednią rezerwę mocy systemu. Oznacza to, że system działający w oparciu o zespoły głośnikowe MINA nie będzie pracował na granicy swoich technicznych możliwości. Przy maksymalnym dystansie pomiędzy zespołem głośnikowym a ostatnimi miejscami na widowni (około 20 metrów) system będzie zdolny osiągnąć rezerwę mocy wystarczającą na bezpieczną realizację koncertów o szerokim przekroju stylistycznym. Każda kolumna grona MINA posiada wbudowane, cyfrowe wzmacniacze mocy klasy D dla każdego przetwornika o łącznej mocy 975 W. Integralna aktywna zwrotnica zapewnia wzorcową charakterystykę fazową oraz posiada zespół limiterów zabezpieczających przetworniki. Chłodzenie wzmacniaczy odbywa się bezgłośnie, konwekcyjnie (radiatory aluminiowe) bez stosowania hałaśliwych wentylatorów co ma kluczowe znaczenie przy prezentacjach teatralnych. Przykładowe grono głównego zespołu głośnikowego MINA,

5 Cały system wbudowany do kolumny jest monitorowany za pośrednictwem opcjonalnego systemu RMS. Umożliwia on stałe monitorowanie wszystkich parametrów jego pracy (moc, temperatura, obciążenie, sprawność układów). Układ RMS łączy sieciowo wszystkie zespoły głośnikowe w systemie i umożliwia ich zdalną kontrolę na komputerze z programem zarządzającym. Dla zapewnienia optymalnego poziomu nagłośnienia i propagacji dźwięku dla tej widowni przewidziano zastosowanie grona lewego i prawego złożonego z 11 elementów MINA każde. Jako centralny zestaw nagłośnieniowy zastosowano grono Meyer Sound MINA złożone z 6 elementów. 5 2 aktywne głośniki UPA-1P MEYER SOUND umieszczono po obu stronach sceny dla zapewnienia optymalnej lokalizacji dźwięku dla dolnego obszaru widowni. Kąt propagacji poziomej 100 na pionową 40 (-6 db). Wydajność akustyczna to 133dB (@1m) Max SPL. Łączna moc wbudowanych wzmacniaczy to 500W. Układ aktywnej zwrotnicy zapewnia wzorcową charakterystykę fazową oraz posiada zespół limiterów zabezpieczających przetworniki. Elementy dogłaśniające frontfill sceny to niewielkich rozmiarów aktywne kolumny MEYER SOUND UPM-1P w ilości 8 sztuk. Kąt propagacji poziomej i pionowej wynosi 100 (-6 db). Wydajność akustyczna to 123dB (@1m) Max SPL. Łączna moc wbudowanych wzmacniaczy to 350W. Układ aktywnej zwrotnicy zapewnia wzorcową charakterystykę fazową oraz posiada limitery zabezpieczające przetworniki. Zespół głośnikowy UPA-1P MEYER SOUND; nagłośnienie dolnej części widowni Dla zapewnienia odpowiedniego przetwarzania dźwięków o niskich częstotliwościach zastosowano specjalistyczne kolumny sub nisko tonowe 1100-LFC MEYER SOUND w ilości 4 sztuk. Kolumny te charakteryzują się bardzo dużą sprawnością wynikającą z konstrukcji aktywnej i nowego typu przetworników o dużym wychyle membrany. Kąt propagacji dookólny. Wydajność akustyczna to 145dB (@1m) Max SPL. Łączna moc wbudowanych wzmacniaczy to 4500W. Układ elektronicznego zabezpieczenia kolumny zawiera m.in. zespół limiterów zabezpieczających przetworniki. Kolumny te umieszczono w projekcie na specjalnie skonstruowanej dla tego obiektu ramie zawieszonej pod sufitem sali. Kolumny umieszczono względem siebie i skonfigurowano do pracy w układzie kierunkowym z wykorzystaniem procesora głośnikowego. Kolumna Sub niskotonowa 1100-LFC MEYER SOUND Sterowanie systemu głośnikowego System nagłośnienia będzie sterowany i optymalizowany z dwóch cyfrowych procesorów głośnikowych GALILEO 616. Urządzenia te posiadają sześć wejść i szesnaście wyjść analogowych na złączach symetrycznych XLR. Dzięki zastosowaniu procesora GALILEO możliwe jest podzielenie systemu na poszczególne sekcje. Procesor GALILEO umożliwia precyzyjne dostrojenie systemu głośnikowego do sali poprzez możliwość indywidualnego doboru filtrów, korekcji częstotliwościowej, opóźnień oraz wprowadzania poprawek, związanych z tłumieniem przez powietrze wysokich częstotliwości.

6 6 Cyfrowy Procesor Głośnikowy Galileo 616 MEYER SOUND Wszelkie nastawy systemu mogą być zapamiętanie oraz, co bardzo ważne, zabezpieczone przed nieuprawnionym dostępem. W praktyce oznacza to również możliwość wprowadzenia oddzielnych programów użytkowych, związanych z charakterem imprezy, wielkością obszaru widowni do nagłośnienia czy rodzajem realizowanego wydarzenia. Procesor obsługuje sygnały wejściowe: analogowe oraz cyfrowe w formacie AES/EBU (przełaczane parami). Procesor Galileo zarządzający systemem nagłośnieniowym jest sterowany za pomocą programu COMPASS na komputerze przenośnym (MAC lub PC). Komunikacja pomiędzy komputerem a procesorem odbywa się na drodze radiowej (WiFi). Takie rozwiązanie umożliwia precyzyjne strojenie systemu w dowolnej części audytorium. Program COMPASS umożliwia wszechstronną i bardzo precyzyjną regulację wszystkich parametrów procesora cyfrowego Galileo 616. Bardzo intuicyjny interfejs graficzny programu pozwala na wizualizację zastosowanych korekcji częstotliwościowych, łącznie z niespotykanym w innych rozwiązaniach wykresem charakterystyki fazowej dla danego kanału. Program oferuje możliwość adresowania dowolnej kombinacji 6 wejść do 16 wyjść procesora z regulacją indywidualnego poziomu głośności dla każdego kanału. Do obsługi wyrafinowanych systemów zestawianych liniowo wpisano specjalne nastawy korekcyjne kompensujące efekty sumowania się niższych częstotliwości przy większej ilości elementów liniowego grona głośnikowego. Wszystkie typowe zestawienia dla produktów Meyer Sound zostały wpisane do pamięci urządzenia. Procesor Galileo 616 z programem Compass pozwala nawet na uwzględnienie uwarunkowań atmosferycznych (temperatura, wilgotność powietrza) do optymalizacji brzmienia systemu podczas przedstawienia. Program COMPASS pozwala na ciągły pomiar poziomów wszystkich kanałów wejściowych i wyjściowych na zdalnym laptopie komunikującym się z całym systemem na drodze bezprzewodowej. Przykładowy zrzut ekranu programu COMPASS MEYER SOUND do zdalnego sterowania procesora Galileo 616

7 Wyniki symulacji komputerowej propagacji dźwięku systemu nagłośnienia 7 Rozkład SPL dla 4 khz pojedynczego grona MINA, L/R i grona centralnego przekrój widowni Rozkład SPL dla 500Hz pojedynczego grona MINA, L/R i grona centralnego przekrój widowni

8 8 Rozkład SPL dla 4 khz pojedynczej kolumny UPA-1P; przekrój widowni Rozkład SPL dla 50Hz dla zestawu kolumn sub niskotonowych 1100-LFC; przekrój widowni

9 9 Rzut sali z rozmieszczonymi elementami systemu nagłośnienia Rozkład SPL dla 50Hz dla zestawów subniskotonowych, rzut widowni

10 10 Rozkład SPL dla 4kHz dla zestawów UPA-1P, rzut widowni Rozkład SPL dla 500Hz dla zestawów UPA-1P, rzut widowni

11 11 Rozkład SPL dla 4kHz dla zestawów frontfill UPM-1P, rzut widowni Rozkład SPL dla 500Hz dla zestawów frontfill UPM-1P, rzut widowni

12 12 Rozkład SPL dla 4 khz kanałów Lewy, Prawy i Centralny, rzut widowni Rozkład SPL dla 500Hz kanałów Lewy, Prawy i Centralny, rzut widowni

13 13 Uwagi instalacyjne Kolumny powinny być zainstalowane na wyciągarkach elektrycznych (łącznie 3 szt.) o udźwigu minimum 0,5 tony każda oraz o długości łańcucha nośnego co najmniej 15m. Sterowanie wyciągarek odbywa się z poziomu kasety sterującej w taki sposób aby elementy wiszące nagłośnienia były bardzo dobrze widoczne z punktu obsługi. Lewe i prawe grono głośników MINA MEYER SOUND zestawione w układzie Line Array to stosunkowo ciężkie obiekty. Łączna waga jednego grona to ciężar około 280kg wliczając w to wyciągarki i okablowanie. Centralne grono MINA MEYER SOUND waży łącznie z elementami zawieszenia i okablowaniem około 180kg. Łączna waga podwieszonych kolumn sub niskotonowych 1100-LFC MEYER SOUND z ramą wynosi około 600kg. Konstrukcja dachu musi przewidzieć takie obciążenie z nadmiarem dla tych systemów. System nagłośnienia wiszący nad sceną musi być w szczególny sposób zabezpieczony przed skutkami jakiejkolwiek awarii wyciągarek lub uszkodzenia elementów zawieszenia za pomocą dodatkowych, certyfikowanych elementów zabezpieczających. Montaż i regulacja mechaniczna tego typu systemów może być wykonana jedynie przez odpowiednio wykwalifikowane osoby z dużym doświadczeniem w tym zakresie. Bezpieczeństwo artystów występujących na scenie i widzów znajdujących się w jej pobliżu ma absolutnie pierwszoplanowe znaczenie.