深圳市乾杉科技有限公司
半消声室技术方案书
(车载多媒体语音测试应用)
| 项目名称 | 半消声室及语音测试系统 |
|---|---|
| 方案编号 | 乾杉科技-ANE-HX-20260828-V1.0 |
| 编制日期 | 2026 年 08 月 28 日 |
| 编制单位 | 深圳市乾杉科技有限公司 |
文档变更记录
| 版本 | 日期 | 修订人 | 修订内容 |
|---|---|---|---|
| V1.0 | 2026-08-28 | 乾杉科技 | 根据客户《半消音室建设需求》初稿 |
目 录
项目概述
声学设计
控制室设计
测试系统配套建议
关键问题与方案比选
声学性能指标汇总
施工、供货与验收
售后服务
场地施工要求
项目概述
项目背景
本项目为车载多媒体语音交互测试实验室,由测试室(半消声室)和控制室两部分组成。测试室需提供低噪声、低反射、可控的自由声场环境,用于车载免提通话、语音识别、主动降噪及音响系统的主观/客观评测;控制室用于部署上位机、音频分析仪、功放、自动化测试平台及数据存储设备。
根据客户《半消音室建设需求》文件,测试室净空为 6000 mm × 4000 mm × 3000 mm,外轮廓控制在约 7655 mm × 5650 mm × 4000 mm。该尺寸下车载语音测试所需的“截止频率 ≤100 Hz、本底噪声 ≤15 dB(A)、自由场半径长边 ≥2.1 m”指标较高,因此本方案采用 乾杉科技 专利 VX-AA 复合吸声体结构,以在受限空间内同时满足声学性能和空间约束。
设计依据标准
ISO 3745-2012 / GB/T 6882-2016《声学 消声室和半消声室精密法 声压级测定》
GB 50800-2012《消声室和半消声室技术规范》
JJF 1147-2006《消声室和半消声室声学特性校准规范》
GB/T 3947-1996《声学名词术语》
GB/T 3785.1-2010《电声学 声级计》
GB 50118-2010《民用建筑隔声设计规范》
IEC 60268-13《Listening Tests on Loudspeakers》
总体技术参数
| 项目 | 客户要求 | 本方案设计值 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 实验室类型 | 半消声室 + 控制室 | 半消声室 + 控制室 | 地面为声学反射面 |
| 测试室净空(长×宽×高) | 6000×4000×3000 mm | 6000×4000×3000 mm | 与需求一致 |
| 测试室外轮廓(长×宽×高) | 约 7655×5650×4000 mm | 7655×5650×4000 mm | 外房钢结构外缘 |
| 控制室面积 | ≥10 m² | 约 19.9 m²(2510×7950 mm) | 满足 ≥10 m² 要求 |
| 本底噪声 | ≤15 dB(A) | ≤15 dB(A) | 要求外部环境 ≤55 dB(A),满足 NC-40 |
| 截止频率 Fc | ≤100 Hz | ≤80 Hz | VX-AA 复合吸声体 + 共振板 |
| 自由场半径(长边/短边) | ≥2.1 m / ≥1.1 m | ≥2.1 m / ≥1.1 m | 以房间几何中心为声源位置 |
| 混响时间 T60 | ≤0.2 s(125 Hz~8 kHz) | ≤0.1 s(125 Hz~8 kHz) | 半消声室强吸声环境,易于满足 |
| 隔声门隔声量 | — | ≥50 dB | 双层密封隔声门 + 声闸 |
| 照明 | ≥500 Lux | 中心区 ≥500 Lux | 2×54 W 无回声灯具 |
| 通风换气 | 低噪声通风 | ≥5 次/h | 片式阻性消声器,消声量 >40 dB |
总体布局
根据客户提供的参考平面图,建筑空间总尺寸约为 8700 mm × 7950 mm。其中半消声室外房外缘尺寸为 7655 mm × 5650 mm,东侧紧邻控制室(净宽约 2510 mm)。测试室与控制室之间设置 240 mm 厚隔声墙,并嵌入隔声观察窗与密封穿线孔,便于测试人员在控制室观察、操作与数据采集。
客户提供的参考平面布置如下:
图 1-1 半消声室及控制室参考平面布局
类似项目参考
本次设计参考了 乾杉科技 近期交付的同类型半消声室项目:
| 项目 | 外尺寸(mm) | 净空(mm) | Fc / 本底 | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| 松山湖材料半消声室 | 6000×5500×3800 | 4200×3700×2600 | 100 Hz / ≤18 dBA | 金属尖劈 750 mm |
| 广州小鹏整车半消声室 | 12000×7850×3130 | 8940×7320×2400 | 100 Hz / ≤20 dBA | FFP400 吸声体 |
| 佛山云米全消声室 | 7500×6800×3400 | 5500×5500×2400 | 200 Hz / ≤20 dBA | 双尖尖劈 400 mm |
| 北京科奥克半消(竞品参考) | — | — | 50 Hz / ≤20 dBA | 平板吸声体结构 |
声学设计
声学性能目标分析
半消声室的声学性能主要取决于“隔振—隔声—吸声”三个环节。客户给出的外轮廓与净空尺寸之间的余量较窄:宽度方向单侧仅有约 827 mm,高度方向顶部仅有约 1000 mm。若采用传统的 750 mm 长金属尖劈,则侧墙空间不足(尖劈 + 后空腔 + 隔声板约需 900~1000 mm),顶部空间也十分紧张。因此本方案推荐采用 乾杉科技 专利 VX-AA 复合吸声体,在厚度 ≤350 mm 的条件下实现 Fc ≤80 Hz。
空间约束核算:
| 方向 | 外轮廓 | 净空 | 可用深度 | VX-AA 方案占用 | 结论 |
|---|---|---|---|---|---|
| 长度 | 7655 mm | 6000 mm | 827.5 mm/侧 | 350(吸声体)+150(隔声+龙骨)+150(空腔)≈650 mm | 可行,有余量 |
| 宽度 | 5650 mm | 4000 mm | 825 mm/侧 | 约 650 mm | 可行,有余量 |
| 高度 | 4000 mm | 3000 mm | 1000 mm(顶部) | 350(吸声体)+150(隔声+龙骨)+500(空腔/检修)≈1000 mm | 刚好满足 |
减振设计
半消声室采用浮筑基础结构,地面与建筑楼板之间铺设 SA 型浮筑橡胶减振垫。该垫块以优质合成橡胶为主要原料,额定载荷 1200~2400 kg/m²,单层使用固有频率 10~12 Hz,双层使用可降至 9~11 Hz;当振动频率 ≥5 Hz 时隔振效率 ≥95%,可有效隔离外部固体传声。减振垫上方铺设承重地面钢结构(H 型钢或镀锌方管龙骨),表面覆盖环氧地坪或钢格栅作为半消声室的刚性反射地面。
隔声设计
半消声室外房采用 乾杉科技 专利 VX-AI 模块化隔声板。隔声板前后两面为不同密度的钢板,内部填充复合高密度阻尼材料,可有效抑制吻合效应,在中低频段均保持高隔声量;相邻板块采用压合 + 进口膨胀胶条密封,确保缝隙不漏声。
针对本底噪声 ≤15 dB(A) 的目标,要求外部空气噪声 ≤55 dB(A)。VX-AI 隔声板 + 双层隔声门 + 通风消声器的组合隔声量 ≥50 dB,可在外部 55 dB(A) 环境下将传入室内的噪声降至 ≤10 dB(A),为本底 ≤15 dB(A) 提供足够裕量。
吸声设计(VX-AA 复合吸声体)
内房五面(除地面外)采用 乾杉科技 专利 VX-AA 复合吸声体。该吸声体为模块化金属穿孔板结构,内部填充梯度密度环保吸声棉,外层热浸镀锌钢板冲孔保护,具有阻燃 B1 级、憎水率 ≥99%、无甲醛释放、不扎手、可重复拆装等特点。
VX-AA 吸声体通过“阻抗渐变吸声 + 薄板共振吸声”两种机制协同工作,可在厚度 ≤350 mm 的条件下实现截止频率 ≤80 Hz,明显优于传统尖劈“厚度随频率降低而加厚”的约束,特别适用于外尺寸受限但低频指标要求高的半消声室。
VX-AA 吸声体与传统尖劈主要特性对照:
| 特性 | VX-AA 复合吸声体 | 传统尖劈 |
|---|---|---|
| 声学性能稳定性 | 稳定,模块化预成型 | 易变形、吸声性能衰减快 |
| 防火等级 | B1 级 | 一般 |
| 结构强度/抗冲击 | 良好(金属饰面) | 差 |
| 维护清洁 | 易清洁、可水洗 | 困难,易积灰 |
| 防潮防尘防油 | 良好 | 差 |
| 使用寿命 | 10 年以上 | 通常 5 年以下 |
| 经济性 | 性价比高(省空间、省层高) | 初始成本低,但维护成本高 |
隔声门与声闸
半消声室设置单开双层隔声门(建议净开尺寸 1000 mm × 2100 mm),门扇采用多层钢板 + 阻尼层 + 吸声层复合结构,门缝采用进口膨胀胶条和磁吸密封,隔声量 ≥50 dB。门外设置声闸(内贴环保吸声棉),形成“声闸—隔声门”双道隔声,降低日常开门对测试的干扰。
地面设计
半消声室地面为刚性反射面,采用“减振垫 + 钢构龙骨 + 钢格板/环氧地坪”结构。地面完成面平整度 ≤3 mm/2 m,表面喷涂耐磨环氧地坪漆(参考小鹏整车半消声室做法),既保证声学反射性能,又满足人员、推车及小型设备通行需求。地面承载按 ≥350 kg/m² 设计。
照明系统设计
采用定制 2×54 W 无回声灯具,飞利浦灯管及镇流器,灯具安装后与吸声体表面平齐,除灯管外几乎无额外反射面。测试室中心区域照度 ≥500 Lux,满足高清摄像及精细操作需求。灯具控制线经穿线孔引至控制室开关。
通风消声设计
测试室不设直接送风口,通过片式阻性消声器引入经过处理的低噪声新风,换气次数 ≥5 次/h,消声量 >40 dB。消声器外壳采用镀锌钢板,内填防潮吸声棉,有效通风面积 >40%。空调主机、风机等强噪声设备安装在控制室或室外,避免对半消声室本底噪声造成影响。
隔声观察窗与密封穿线孔
测试室与控制室之间的隔声墙上设置隔声观察窗(建议 800 mm × 600 mm,多层钢化玻璃 + 不等厚空气层,隔声量 ≥45 dB),便于测试人员观察被测件及声源状态。同时预留密封穿线孔(带硅胶堵头 + 毛刷屏蔽),用于音频线、电源线、网线、控制线等穿墙连接,穿线孔位置根据客户最终设备布置在图纸确认阶段确定。
消防、烟感与接地
半消声室内部不设置喷淋,烟感、消防设备安装在周围办公/控制区域;室内采用阻燃 B1 级吸声材料,符合建筑消防要求。强电采用电磁屏蔽线缆,配电箱设于控制室,单相五孔插座按客户参考图布置(墙面低位 + 顶面吊装)。
音频测试设备、分析仪、功放等通过独立接地汇流排接地,接地电阻 ≤4 Ω,避免地环路干扰。
控制室设计
控制室面积约 19.9 m²(参考图中 2510 mm × 7950 mm),满足 ≥10 m² 的要求。控制室主要功能包括:上位机操作、音频分析仪/功放/自动化平台集中放置、测试数据存储、视频监控及通话对讲。
| 项目 | 设计内容 |
|---|---|
| 机柜/工作台 | 19 英寸标准机柜 1~2 组,功放、采集卡、交换机、UPS 集中上架;操作台放置显示器、键盘、鼠标 |
| 隔声观察窗 | 800×600 mm 多层隔声玻璃,位置对准被测件中心 |
| 穿线孔 | 墙面距地 300 mm 及地格栅下预留 Φ50~Φ100 mm 密封穿线孔 2~4 个 |
| UPS 与配电 | 预留 3 kVA UPS,220 V/50 Hz 独立回路,接地汇流排 |
| 空调 | 控制室独立空调,温度 23~28 ℃,湿度 30%~70% RH |
| 环境噪声 | 控制室不强制要求低本底,但建议 ≤60 dB(A),避免通过穿线孔传入测试室 |
测试系统配套建议
结合客户“半消声室 + 语音测试系统 + 噪声回放 + 声源系统 + 自动化软件”的总体需求,建议测试系统配置如下:
| 子系统 | 推荐配置 | 用途说明 |
|---|---|---|
| 音频分析仪 | APx525(或 APx515/APx582 多通道型号) | 音频电声指标客观测试:频响、THD+N、SNR、串扰等 |
| 测试软件 | AudioSys + APx/AudioSys Python API | 序列化测试、报告生成、自动化集成 |
| 麦克风阵列 | 多通道测量麦克风(如 B&K 4189 或国产等效)× 4~8 支 | 声场采集、方向图、语音质量测试 |
| 人工嘴/人工头 | 符合 ITU-T P.58 的人工嘴 + 人工头 | 车载免提/语音识别测试 |
| 声源系统 | 多路监听音箱 + 功放(8 Ω / ≥100 W) | 车内多位置声场重建、噪声回放 |
| 噪声回放 | 8 通道功率放大器 + 多声道扬声器阵列 | 道路噪声、风噪、发动机噪声回放 |
| 自动化平台 | Python / LabVIEW 上位机 + 数据库 | 测试流程控制、数据归档、MES/PLM 对接 |
注:上述测试仪器为配套建议,不在半消声室建安报价范围内,如需统一采购可另附专项报价。
关键问题与方案比选
核心矛盾:外尺寸受限 vs 低频截止频率
客户现场外轮廓 7655×5650×4000 mm 已相对固定,若采用传统 750 mm 金属尖劈,侧墙和顶部空间均无法满足安装与隔声要求。本方案通过 VX-AA 复合吸声体将吸声层厚度控制在 350 mm,从根本上解决了这一矛盾,并在 Fc ≤80 Hz 指标上留有裕量。
方案比选
| 方案 | 做法 | 优点 | 缺点 | 推荐度 |
|---|---|---|---|---|
| A:VX-AA 复合吸声体(推荐) | 五面 350 mm 厚 VX-AA + 共振板 | 省空间、Fc≤80Hz、寿命长、维护易 | 单价略高于普通尖劈 | ★★★★★ |
| B:600 mm 金属尖劈 | 侧墙/顶面 600 mm 尖劈 | 价格较低 | Fc≈125~160Hz,不满足≤100Hz;顶部空间紧张 | ★★☆☆☆ |
| C:扩大外尺寸至 7900×5900 | 750 mm 尖劈 + 常规隔声 | 满足 Fc≤100Hz | 需改动建筑墙体或占用控制室面积 | ★★★☆☆ |
| D:平板吸声体(竞品方案) | 50~80 Hz 平板结构 | 更省空间 | 对供应商吸声专利依赖大,国内可选少 | ★★★☆☆ |
结论:在不改变建筑外尺寸、不压缩控制室面积的前提下,方案 A 是唯一能够同时满足 Fc ≤100 Hz 和净空 6000×4000×3000 mm 的声学方案。
声学性能指标汇总
| 指标 | 目标值 | 验收方法 |
|---|---|---|
| 本底噪声 LpA | ≤15 dB(A) | 声级计在测试室几何中心测量,关闭所有声源 |
| 截止频率 Fc | ≤80 Hz(优于客户≤100 Hz 要求) | 按 JJF 1147 在自由场偏差曲线判定 |
| 自由场半径(长边) | ≥2.1 m | ISO 3745 粉红噪声法,1/3倍频程中心频率 100 Hz~16 kHz |
| 自由场半径(短边) | ≥1.1 m | 同上 |
| 混响时间 T60 | ≤0.1 s(125 Hz~8 kHz) | 脉冲响应积分法或中断噪声法 |
| 隔声门隔声量 | ≥50 dB | 实验室隔声量测试报告 |
| 通风消声器消声量 | >40 dB | 实验室传递损失测试报告 |
| 照明 | 中心区 ≥500 Lux | 照度计 |
| 换气次数 | ≥5 次/h | 风速仪 |
施工、供货与验收
施工流程
1. 现场勘测与图纸确认:确认建筑尺寸、层高、承重、水电、空调、消防等条件;
2. 减振基础施工:铺设 SA 型浮筑橡胶减振垫及地面钢结构;
3. 外房隔声结构安装:组装 VX-AI 隔声板、顶板、隔声门及声闸;
4. 内房吸声结构安装:挂装 VX-AA 吸声体模块、共振板、照明及消声器;
5. 控制室隔声墙、观察窗、穿线孔施工;
6. 地面钢格板/环氧地坪施工;
7. 机电联调:照明、通风、监控、穿线孔密封;
8. 声学计量验收:由第三方权威机构现场测试并出具报告。
供货周期
合同签订并收到预付款后,设计及生产周期约 45~60 天,现场安装及调试验收约 15~30 天,总供货周期约 75~90 天。
验收方式
由具有权威资质的第三方计量机构(如华南国家计量测试中心、广东省计量科学研究院)依据 ISO 3745 / JJF 1147 进行现场声学性能测试,并出具正式检验报告。验收不通过项由 乾杉科技 负责整改,直至达标。
售后服务
质保期 1 年,质保期内因材料或施工质量问题导致的损坏免费维修或更换;
质保期内接到报修后 24 小时内响应,5 个工作日内提交处理方案;
质保期后提供终身技术支持与优惠配件供应;
每年至少两次现场技术回访,检查声学性能、吸声材料状态、门缝密封、消声器积尘等,并提供维护保养建议;
不定期举办客户技术研讨会,免费开放。
场地施工要求
| 项目 | 要求 |
|---|---|
| 场地尺寸 | 建筑空间 ≥8700×7950×4000 mm(含控制室),地面平整度 ≤3 mm/2 m |
| 地面承重 | ≥350 kg/m²,无空洞、沟道,可按刚体考虑 |
| 环境空气噪声 | ≤55 dB(A),满足 NC-40;超标需在外侧增设隔声套间 |
| 地面振动 | 周边无空调主机、冲压设备、主要通道等强振动源;否则需做结构隔离 |
| 电源 | 220 V/50 Hz 独立回路引至控制室,预留 3 kVA 容量,接地电阻 ≤4 Ω |
| 空调 | 控制室独立空调,测试室通过消声通风系统控温,建议室温 23~28 ℃ |
| 消防 | 室内不设喷淋,烟感装于控制室;吸声材料 B1 级阻燃 |
| 暂存空间 | ≥40 m²,防雨、防潮、防火,且与安装现场同楼层 |
| 运输通道 | 最长大件约 5 m,最宽约 1.0 m,通道净高 ≥2.2 m |
| 开门半径 | 隔声门开启半径约 1.0 m,门前预留 ≥1.5 m 通道 |