体育馆音响技术说明

设计方案

根据中华人民共和国行业标准《体育馆声学设计及测量规程》JGJ/T131-2000、J42-2000、《厅堂扩声系统声学特性指标》（GYJ25-86）中一级的指标，并参考《演出场所扩声系统的声学特性指标》（WH/T 18-2003），音响扩声系统按照语言和音乐兼用扩声一级标准设计，达到以下目标：

（1） 最大声压级：≥105dB（125Hz－4000Hz）。

（2） 传输频率特性：63Hz－8KHz；以125Hz－4000Hz的频率范围内的平均

声压级为0dB，在此频率范围内允许+4dB、-12dB；在125Hz－4000Hz的频率范围内允许+4dB、-4dB。

（3） 传声增益：125Hz－4000Hz平均≥-8dB。

（4） 声场不均匀度：中心频率为1000Hz、4000Hz（1/3倍频程带宽）≤8dB。 （5） 系统噪声：≤NR30

2．1厅堂音质设计要求

厅堂音质的评价包括主观、客观两个方面，但最终要看是否满足使用者的听音要求。这种要求对语言和音乐是不尽相同的，各有侧重点。现在一般认为，良好的音质感受主要有以下几个方面： 1、合适的响度是厅堂听音的最基本的要求。 2、在混响感（丰满度）和清晰度之间有适当的平衡 3、具有一定的空间感 4、具有良好的音色 5、低噪声

在设计上我们充分考虑了以上几点，力求使音质完美。

2．2系统设计方案、设备、材料的技术性能

2．2．1、音响系统设计方案：

在实际现场勘察和对标书及图纸详读的基础上，同时在加深理解业主投资体育馆的主要意图。更为重要的是在业主功能性使用要求下的明确阐述，以此产生专业音频系统设计主要创意的基点为：以衫效果为目的，体育比赛语言扩声及

会议为主要服务对象。按照标书的要求参照国家相应的厅堂声设计标准为设计依据及检验标准。设施概念上在满足标书要求的同时，选用国际业界公认的先进的成熟技术，保证设计概念的先进性。器材选型上，全部选用目前国际著名，国内系统先进的，效率高，性能价格比好的，最小基本点投资压缩到最小，使整套音响系统达到十分理想的效果，为整个体育馆的建设及使用增光。

目前体育馆使用的功能：体育比赛，会议，报告讲演会，新闻发布会，学术讲座等。对于性能上，参照国内同行业及同类型场馆的标准，选用先进设备，优质施工保证工程质量。由于该体育馆为现代近期建筑结构设计，相对来讲对实现一级语言扩声系统厅堂电声环境有较大的现实性。经过全体技术人员的方案反复论证，力求在现有已知条件下，创造出最为合理的可实现的工程。

体育馆是以建筑结构为主体，以建声、电声等为主体的系统工程系统。 2．2．1 建筑声学一般要求：

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体育馆比赛大厅的建筑声学条件应以保证清晰度为主。

比赛大厅内观众席/比赛场地不得出现回声、颤动、颤动回声、和声聚集、共振等音质缺陷。

2．3声音缺陷及解决建议方案

1） 回声：直达声与反射声时间相差超过50ms时为回声，如一墙面超过8。5m2就可能产生回声。消除回声的方法是将房间较窄的那面墙做吸音处理或将这面墙的表面作成伏不平的（漫反射）的模式；

2） 颤动回声：颤声是由于平衡壁之间相互多次反射所引起的，它使声音的余音听起来有些颤抖。解决的方法是首先平行墙壁的两面不要都是由强反射材料构成；第二平行墙壁的一面做成漫反射状；

3） 声聚集：它是由凹面反射所引起的，声聚集会使局部声音变的过强，导致发生反馈现象。所以尽量避免凹面或弧型面反射产生声聚集现象；

4） 共振：共振包括声学简正共振和机械共振两种。简正共振会导致染色（一般是低频段过强）现象。其解决的方法是房间的体积设计（长、宽、高比例）采用物理数比例。机械共振一般容易发生在低频段。因为声音的低频成分占声音能量的绝大部分。解决的方法是对容易产生共振的物体进行回固处理。 以上供甲方与装修方参考。

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混响时间要求

体育馆共5000余座：混响时间可按容积为84000-85000m3的中型综合馆计算（空场）：125Hz 250Hz 500Hz 1000Hz 2000Hz 4000Hz 8000Hz （S） 1.69 1.5 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3

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吸声与反射处理

比赛大厅的上空应设置吸声材料或吸声结构。 比赛大厅的山墙或其他大面积墙面应做吸声处理。

比赛场地周围的矮墙、看台栏板宜设置吸声结构，或控制倾斜角度和造型。

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扩声系统设计一般要求： 体育馆扩声系统包括以下子系统 观众席扩声系统，比赛场地扩声系统。

扩声系统应保证比赛大厅、观众席及有关技术用房有足够的声压级、语言清晰度和均匀度。

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扩声系统宜采用固定安装与流动扩声系统相结合的方式。

根据使用要求，在主席台、比赛场地周围、裁判席、检录处、安全消防值班处和广播通知处均设置扩声传声器插座。

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扩声特性指标（国家一级JGT/T131-2000）

（电声系统）设计概念：

I. 首先满足标书使用要求，系统设计先进，按同期国内同类可比性评判，力求做到经典之作。

II. 选用高Q值音箱，同时利用世界可数几家掌握的带有 SENSE数字控制技术的音箱控制器。 III.

语言扩声系统担负文艺演出使系统扩声质量较高。

2．4音箱的布局和选配

随着科学技术的进步，特别是数字技术在音频领域中的广泛应用，使得声信号的记录与重放有了很大的改善。但音质的好坏不仅与设备有关，还与声学环境和人耳的听觉特性有关，在同样设备的条件下后者显得更为重要。在扩声系统设计中，我们建议： ?

针对“声学环境与人耳的听觉特性”进行科学的论证与设计；

? 以观众厅实际建声条件为基础； ?

紧密围绕“音质、方向感、响度与传声增益、稳定性”四项要素相对 应的技术要求进行优化设计。

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采用计算机辅助软件（EASE4.0）对扬声器的选型及其布置位置给予模拟、比较。

2.4.1 音箱布局

1扬声器系统布局是整个电声系统设计的关键。应遵循以下原则：

a) 整个观众席有均匀的响度，减少“死区”； b) 有稳定系统频率响应和优美的音色； c) 尽量提高清晰度和可懂度；

d) 创造适当的“声场”，给音乐有舒适的空间感，音响效果得到真实的表现。 e) 视听一致性（声像一致性）好； f) 控制声反馈和避免产生回声干扰。

在此应用的本项目中利用体育馆顶部马道，将4组EV音箱吊装于顶部马道相应位置（其具体位置详见图纸，均匀向（主席台侧及对面电子计分屏侧）观众席扩声：另外将1组EV音箱吊装于顶部马道相应位置（具体位置详见图纸）均匀向观众席补声。这里需要说明的是：Q值品质因数决定效率。高Q值音箱，控制音箱投声准确，轻易的避开建筑实践较为困难的混响时间的影响。高效率可以由表及里少数音箱代替Q值低的多只音箱。音箱少了，功放也就少了，系统调整方便，整体方案最为经济。另先用2只EV音箱为运动场中间扩声。将超低音音箱吊装于顶部马道相应位置（具体位置详见图纸），其特点：音色优美，相位

失真小，传输特性好，通过EV DX38数字处理器的配合，保证了其动态控制，防止音频畸变。减少瞬态失真。这些均十分适用于扩声的大动态效果。 2.4.2 音箱的选配

从总体上来说，音箱的选配取决于工程的功能指标、风格、档次和投资。 就指标而言，主要是根据声场所期望的最大声压级、声场的均匀度、传输频率特性以及厅堂空间的大小、混响时间等来决定音箱的总功率、音箱的数量、每只音箱的额定功率、频响特性及其应能提供的最大声压级。

由前述音箱的布局可知，一项工程可能使用很多的音箱，其中最重要的是主音箱。主音箱通常不止一只，而是有若干只，或是由若干只音箱组成若干个群组。每只音箱（或每组音箱群组）应有的额定功率可按下式估计：

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10lgPe=SPL+20lgr-SPLs

式中：Pe—音箱的额定功率（W） SPL—听音区期望的声压级值（dB） r—音箱与听音区的距离（m） SPLs—音箱灵敏度声压级值（dB/W.m）

在扬声器选型时，我们对扬声器的“频响、灵敏度、指向性（指向性因数Q值）、与功率放大器的配接”等主要技术参数进行充分对比分析，并通过EASE4.0计算机辅助设计针对以下几点对扬声器进行分析。 ? 扬声器的指向性、扬声器之间的干涉效应 ? 扬声器的安装位置与角度 ? 各扬声器的输入功率分配 ? 各扬声器的声线交叉覆盖情况

经过以上分析、采用美国著名品牌EV牌 FR1系列扬声器产品，并列出相应的计算机模拟声场分析图（具体见EASE分析）。

2.5 目标实现

对扬声器的位置和角度反复多次调整计算，其模拟运算结果如下: 各频率的声压级分布如下表所示,（具体的模拟图形请参阅“EASE分析”）:

由模拟结果可以得出： A. 体育馆

1. 平均最大声压级： 108dB，超出指标3dB；

2. 每频段声场不均匀度：≤7dB（未作房间均衡调整）； 3. 语言快速传输指数: 0.51-0.65

4. 语言辅音清晰度损失百分比: 5.01-11.9 5. 最大声压级：≥ 110dB（125Hz—6300Hz） 6. 声场不均匀度：小于3dB

7. 语言快速传输指数: 大部分区域达到优秀，

8. 语言辅音清晰度损失百分比: 大部分区域达到优秀，

从计算机的模拟分析可看出，系统达到了语言和音乐兼用扩声一级的设计目标要求。实际中只要严格按照规范进行施工，则实际参数与模拟分析的相差无几。

2.6 系统优势

? 整体可靠性高

在整个系统设计中，均采用科学的计算、合理的同等高档设备的配置，标准的施工工艺要求（电子电器系统工程工艺标准）和完善的测试手段（时实频谱分析仪、功率计、在线耐压测试仪、声场测试软件SIA-SMAART PRO、精确的制图软件 STARDRAW、先进的计算机仿真分析软件EASE4.0）来保证系统的完备性和可靠性。并具有以下保护措施：扬声器保护、反馈抑制、动态保护、电源稳压抗干扰保护等。 ? 系统扩展性强

该方案除了能满足招标的功能外，还具有较强的扩展性，为以后系统的进一步升级提供了便利，从而减少了资源的浪费，扩展性表现为以下几点： ① 采用32路8编组，并有多路辅助输出调音台，可满足体育比赛、文艺演出及会议要求

② 采用全频扬声器，可进行体育比赛、文艺演出和大型会议； ③ 系统配备了以下接口，预设音频和话筒接口。

2.7 系统器材选型

扩声系统器材琳琅满目，价格不一，风格各异，盲目的选择将会造成系统的搭配不合理，从而造成器材的浪费或达不到设计要求。按照系统的组成，系统分为调音台、扬声器、功率放大器、信号处理设备、音源、传声、数字光纤传输系统器等7大部分。

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