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      音視頻系統解決方案
      體育場館擴聲系統解決方案

      體育場館擴聲系統解決方案

      為保證體育場館的觀眾席、比賽場地及有關房間滿足使用功能要求的聽聞環境,測量體育場館的聲學特性,檢驗體育場館聲學工程的質量,制定本規程。本規程適用于新建、擴建、改建體育場館的聲學設計和聲學測量,也適用于既有體育場館的聲學測量。體育場館的聲學設計應從建筑方案設計階段開始。體育場館的建筑聲學設計、擴......

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        為保證體育場館的觀眾席、比賽場地及有關房間滿足使用功能要求的聽聞環境,測量體育場館的聲學特性,檢驗體育場館聲學工程的質量,制定本規程。本規程適用于新建、擴建、改建體育場館的聲學設計和聲學測量,也適用于既有體育場館的聲學測量。體育場館的聲學設計應從建筑方案設計階段開始。體育場館的建筑聲學設計、擴聲系統設計和噪聲控制設計應協調同步進行。對設有可開合活動頂蓋的體育場,應按對體育館的聲學設計原則進行建筑聲學設計、噪聲控制設計。體育場館聲學設計和聲學測量除應符合本規程外,尚應符合現行有關標準的規定。

        體育場館建筑聲學設計一般規定

        體育場館的建筑聲學條件應保證使用擴聲系統時的語言清晰。未設置固定安裝的擴聲系統的訓練館,其建筑聲學條件應保證訓練項目對聲環境的要求。體育館比賽大廳內觀眾席和比賽場地以及體育場的觀眾席不宜出現回聲、顫動回聲和聲聚焦等聲學缺陷。當選擇體育場館建筑聲學處理方案時,應結合建筑形式、結構形式、觀眾席和比賽場地的配置及揚聲器的布置等因素確定。當選擇聲學材料和構造時,聲學材料和構造應符合對材料的聲學性能、強度、防火、裝修、衛生、環保、防潮、造價等方面的要求。體育場館的吸聲處理宜結合房間圍護結構的保溫、隔熱、遮光的要求進行綜合設計。在處理比賽大廳內吸聲、反射聲和避免聲學缺陷等問題時,除應將擴聲揚聲器作為主要聲源外,還宜將進行體育活動時產生的自然聲源作為聲源。

        一、體育場館聲學標準解讀

        本期標準:JGJT 131-2012《體育場館聲學設計及測量規程》

        本期:

        1、在頻率為500~1000Hz時,綜合體育館比賽大廳對不同容積比賽大廳的滿場合適混響時間宜滿足下表要求:

        注:當比賽大廳容積大于表中列出的大容積的1倍以上時,混響時間可比2.1s適當延長。

        2、在頻率為500~1000Hz時,游泳館比賽廳對不同容積比賽大廳的滿場合適混響時間宜滿足下表要求:

        3、綜合體育管與游泳館比賽大廳各頻率混響時間相對于500Hz~1000Hz混響時間的比值宜符合下表的規定。

        4、有花樣滑冰表演功能的溜冰館,其比賽廳的混響時間可按容積大于160000m3的綜合體育館比賽大廳的混響時間設計。冰球館、速滑館、網球館、田徑館等專項體育館比賽廳的混響時間可按游泳館比賽廳混響時間的規定設計。

        5、體育場館內對聲學環境有較高要求的輔助房間的混響時間宜符合下表的規定。

        6、當體育館比賽大廳或體育場館的貴賓休息室、擴聲控制室、評論員室和播音室無人占用時,在通風、空調、照明設備等正常運轉條件下,室內背景噪聲限值宜符合下表中的規定。

        標準解讀:

        在外已建的體育館中,綜合體育館占絕大多數。由于綜合體育館可以進行大多數運動項目,例如:籃球、排球、手球、羽毛球、體操、擊劍等;

        根據它的多功能使用要求,因而對場館內音質的要求較高。

        其聲學設計指標要綜合各項運動項目的音質要求,根據各項功能中,音質要去較高的項目來定,故綜合體育館比賽大廳的混響時間和背景噪聲應適合于多數比賽項目的要求。

        二、體育場館聲學基礎知識分享

        1、聲線:自聲源發出,代表傳播方向的曲線,聲的波動性質不計。聲線的方向與波陣面垂直。利用聲線可以檢查廳堂中的聲場分布是否均勻,以及是否存在聲缺陷等。

        2、幾何聲學:用聲線的觀點研究聲波在封閉空間中傳播的科學。聲線,表示前進的方向,當遇到尺寸超過波長較多的界面時將會反射,其反射角等于入射角。

        3、音質:房間中傳聲的質量。房間音質的決定因素是混響時間、傳輸頻率特性、聲場分布和噪聲等。音質的終評價在語言的情況主要是語言清晰度,在音樂的情況則靠音樂的欣賞價值來決定。

        4、音質設計:在建筑設計中從音質上保證建筑適合使用要求所采取的步驟。音質設計包括廳堂體型、每座容積和混響時間的確定,以及吸聲材料的選擇和布置等。同時還應避免回聲、聲聚焦以及過高的背景噪聲等。

        5、語言清晰度:語言清晰度是評價廳堂,擴聲或通訊系統聲音質量的一項重要指標.它指的是語言由發音人發出經過一定的傳輸通道到達聽者時聲音的清晰程度.尤其對以語言擴聲為主的場所或語言通訊系統來說,語言清晰度是反映其聲音傳輸質量的重要依據。

        6、豐滿度:表示聲音在室內發聲和在露天發聲時相比,在音質上提高的程度。

        7、聲學技術如何融入工程項目:

       ?、?概念階段:根據項目性質進行規劃階段的聲學建議書,根據標準進行聲環境分,避免項目建成后的聲環境隱患。綠色建筑、健康建筑大概能融入,對人居環境的期望等。

       ?、?方案階段:根據業主對工程項目的需求,按照規范進行平面布局設置,撰寫聲學設計方案建議書,與建筑和裝飾方案的有機,利用建筑裝飾手法滿足聲學要求。

       ?、?深化階段:根據方案建議書進行深化,按照指標要求確定材料和工藝,并制作模型進行計算機仿真計算來核實方案的可行性,并撰寫詳細的聲學設計方案。

        三、體育場館空間聲環境設計

        綜合體育場館空間聲學設計

        隨著體育、文化事業的發展,全國各地已經或將要建造大量的體育館。

        在這些體育館中,絕大多數是綜合性多用途體育館,除體育比賽和訓練外,還可用于大型文藝演出、舉行會議、時裝表演、放映電影及舉辦雜技、馬戲演出等。這些體育館已是名符其實的多功能體育館。

        由于體育館容座大,舉辦大型文藝活動可容納更多的觀眾,取得良好的社會效益和經濟效益。

        目前,新建體育館的設計任務書已列入多功能使用要求。多功能體育館對聲學設計也提出較高的要求。

        體育館的大特點就是容積較大,致使大廳的混響時間過長。首先,過長的混響時間會降低大廳的音質清晰度,使觀眾的聽音混濁,影響演出的效果和口碑。

        對于運動員則可能由于館中音質問題而大失水平。其次,過長的混響時間還會使擴聲系統產生嘯叫。

        另外,比賽池的平行墻和過大的自由聲程會產生顫動回聲和多重回聲的音質缺陷。會使運動員運球的腳步聲和撞擊聲更加激烈,甚至演變成強烈的嘈雜聲。當代體育館的構型愈趨于多樣化,建筑設計師們已不滿足過去矩形的設計。

        圓形,橢圓形,多邊形等層出不窮。而這些弧形墻面和穹形頂面往往會產生聲聚焦。

        聲學設計主要設計內容是比賽大廳混響時間的設定,回聲等聲學缺陷,背景噪聲的控制以及各輔助用房的聲學處理等。

        聲學處理措施則應該按照綜合體育館的形式、容積、造價和擴聲系統的配置方式區別對待。主要處理措施有以下幾個方面:

        (一)音質設計

        (1)比賽大廳頂面

        體育館一般較高,而比賽大廳頂部往往是聲音傳播反射的必經之地,體育館頂面是進行吸聲處理的佳位置,所以要充分利用體育館比賽大廳頂部做強吸聲處理,控制混響時間。一般可將體育場館頂部使用吸聲吊頂,但吸聲吊頂的吸聲性能遠不如空間吸聲體,因為空間吸聲體有五個吸收面,吸聲性能提升,相同空間的吸聲面積增大,是作為強吸聲場所的。

        (2)比賽大廳墻面

        體育館觀眾席每座容積較大,墻面可做吸聲的部位有限;因此,在聲學設計時更應該利用好墻面吸聲。在墻面可以使用穿孔或多孔性吸聲材料吸收中高頻聲能,后部使用空腔吸收低頻聲能,空腔內可選擇是否填充玻璃棉。

        (3)主席臺、裁判席

        為保證主席臺、裁判席有足夠的語言清晰度,沒有明顯回聲、顫動回聲等聲缺陷影響,體育館的主席臺、裁判席周圍壁面應做吸聲處理。同時主席臺和裁判席通常是使用傳聲器的區域,所以在主席臺、裁判席周圍壁面做吸聲處理還有利于提高擴聲系統的傳聲增益。

        (二)背景噪聲控制

        (1)為了減弱外界噪聲對比賽大廳的影響以及避免大廳聲響對周圍環境產生干擾,比賽大廳的外圍護結構應具有必要的隔聲量,對于隔聲較差的外圍護透光構件應采取必要措施提高其隔聲性能。由于輕質屋面隔絕外界雨致噪聲、風致噪聲的能力較差。應采取適當的隔聲、減振措施。

        (2)貴賓休息室圍護結構的計權隔聲量應滿足計權隔聲量+粉紅噪聲頻譜修正量Rw+C>45。

        (3)為避免評論員室相互之間的干擾,應保證評論員室之間的隔墻具有必要的隔聲能力。

        (4)空調系統的消聲降噪處理,應首先考慮用土建方式解決大風量通風的消聲。實踐證明這種方式不僅可以充分利用空間、消聲頻帶較寬、花費較少,而且隔聲效果又好。采用“下送上回”的置換式通風系統也可大大降低空調的噪聲。

        (5)空調機房、鍋爐房等各種設備用房應遠離比賽大廳、貴賓休息室等有安靜要求的用房。當其與主體建筑相連時,應采取有效的降噪、隔振措施。

        (三)其他

        (1)體育場館的比賽大廳內設有記分牌的墻面及部分其他較大面積墻面,無吸聲處理易產生強反射或回聲,應對這些墻面做吸聲處理。

        (2)比賽場地周圍矮墻、看臺欄板一般為平行、堅硬平面,容易出現回聲、顫動回聲,在比賽場地周圍的矮墻、看臺欄板上設置吸聲構造可可能出現的聲缺陷。

        (3)部分體育館看臺有較深的挑棚,而在挑棚深處會出現聲音衰減較慢的情況,影響到擴聲系統的清晰度,故宜在挑棚內進行吸聲處理。

        (4)當控制室、評論員室以及貴賓室等房間有觀察窗時,這些窗一般不大并且不能有遮擋物,故窗前不設窗簾,將窗玻璃傾斜,把聲音反射到其他地方,避免產生聲學缺陷。

        四、體育場館擴聲系統設計

        (一)體育場館擴聲系統設計一般規定

        1、在體育場館中應設置固定安裝的擴聲系統。固定安裝的擴聲系統應滿足體育比賽活動時觀眾席、比賽場地等服務區域的語言擴聲需求。

        2、擴聲系統應保證在觀眾席、比賽場地及其他系統服務區域內達到相應的聲壓,聲音應清晰、聲場應均勻。同時,在其服務區域所產生的大聲音不應造成人員聽力的損傷。

        3、當體育場館進行非體育比賽活動時,宜根據需要配置臨時擴聲系統,結合固定安裝的擴聲系統使用。

        4、根據使用要求,固定安裝的擴聲系統應包括下列獨立或同時使用的主擴聲系統和輔助系統:

        ?(1)觀眾席、比賽場地的主擴聲系統;

        ?(2)檢錄、呼叫廣播系統;

        ?(3)新聞發布廳擴聲系統;

        ?(4)內部通話系統;

        ?(5)游泳池水下廣播系統。

        5、主要觀眾席和比賽場地周邊應設置擴聲系統綜合輸入、輸出接口插座,擴聲控制室與各控制機房之間應有管道或線槽路徑供安裝信號聯絡線。

        6、擴聲系統對服務區以外有人區域不應造成環境噪聲污染。

        (二)體育場館主擴聲系統

        1、傳聲器的配置應符合下列規定:

        ?(1)應按使用范圍配置相應數量的傳聲器;

        (2)應選擇有利于抑制聲反饋、低阻抗和平衡輸出類型的傳聲器;

        (3)在主席臺、裁判席應設傳聲器插座;比賽場地四周宜設傳聲器插座。

        2、觀眾席揚聲器系統應符合下列規定:

        ?(1)應選用靈敏度高、指向性合適、大聲壓高、頻帶范圍寬的揚聲器系統;

        (2)揚聲器系統宜根據不同場館的具體情況,可采用集中式、分散式或集中分散相結合的方式吊裝;

        (3)在體育場館觀眾席上感覺到的由擴聲揚聲器系統產生的聲像宜位于前方;

        (4)對露天非全封閉體育場,揚聲器系統應為全天候型:具有防風、防熱、防水、防鹽霧(沿海地區)等性能;在游泳館使用的揚聲器系統應具有防水、防酸堿霧等性能;

        (5)當采用功率放大器與揚聲器為一體的有源揚聲器系統時,有源揚聲器系統的安裝位置應滿足安全要求。

        3、比賽場地揚聲器系統應符合下列規定:

        (1)比賽場地應設置可獨立控制的揚聲器系統;

        (2)比賽場地揚聲器系統的軸線指向應避免場地作為反射面將主要聲能反射到觀眾席上。

        4、主擴聲揚聲器系統與可能設置主擴聲傳聲器處之間的距離宜大于主擴聲揚聲器系統的臨界距離;揚聲器系統主軸應避免指向主擴聲傳聲器。

        注:臨界距離系指聲場中直達聲能密度與混響聲能密度相等的點到聲源的距離。

        5、主擴聲揚聲器系統的特性及配置應使其直達聲均勻覆蓋其服務區。主擴聲揚聲器系統的設置,應避免在體育館觀眾席、比賽場地出現回聲;應避免在體育場觀眾席出現強回聲。

        6、揚聲器系統的安裝條件應符合下列規定:

        (1)必須有安全可靠的保障措施,當涉及承重結構改動或增加荷載時,應由原結構設計單位或具備相應資質的設計單位核查有關原始資料,對既有建筑結構的安全性進行校驗、確認;

        (2)不應引致其他噪聲;

        (3)當揚聲器系統采用暗裝時,安裝開口應大至不遮擋揚聲器系統向其服務區輻射直達聲;選擇安裝開口所用裝飾面材料時,應主要根據裝飾面材料的透聲性能確定;當裝飾面材料為開孔類型的材料時,開孔率不應小于50%;蒙面裝飾用格柵的尺寸不宜大于20mm,并應小于揚聲器單元聲輻射口徑的1/10;

        (4)揚聲器系統安裝位置后方的反射面應做聲學處理。

        (三)體育場館輔助系統

        1、檢錄、呼叫廣播系統應符合下列規定:

        (1)運動員檢錄處宜設置小型流動擴聲系統;

        (2)運動員、教練員、裁判、醫務等人員休息、練習、工作場所應設呼叫廣播系統;

        (3)在體育場館的入口處、包廂、觀眾休息區等處應設置呼叫廣播系統。

        2、新聞發布廳擴聲系統的設置,宜符合現行標準《廳堂擴聲系統設計規范》GB?50371中關于會議類擴聲系統的相關規定。

        3、大型體育場館內宜設置裁判、運動員和工作人員之間的內部通話系統。

        4、當設置內部通話系統時,在擴聲控制室、燈光控制室、檢錄處、裁判員席、公共廣播機房、顯示屏控制機房和消防安全值班室等主要技術及體育工作用房應設置內部通話臺分站;在現場調音位、功放機房、記者席、評論員席及場內廣播室等主要工作點宜設置內部通話插座面板。

        5、游泳池水下廣播系統應符合下列規定:

        (1)有花樣游泳表演需求的游泳池,應設置獨立的水下揚聲器系統;

        (2)水下揚聲器可固定安裝在與泳道平行的兩側池壁;

        (3)應采用延時器調節水下揚聲器系統與比賽場地揚聲器系統的時間差。

        (四)體育場館擴聲控制室與功放機房

        1、擴聲控制室應設置在便于觀察場內的位置,面向主席臺及觀眾席開設觀察窗,觀察窗的位置和尺寸應保證調音員正常工作時對主席臺、裁判席、比賽場地和大部分觀眾席有良好的視野;觀察窗宜可開啟,調音員應能聽到主擴聲系統的效果。

        2、擴聲控制室的面積應滿足設備布置和方便操作及正常檢修的需要;地面宜鋪設防靜電活動架空地板。

        3、擴聲控制室內若有正常工作時發出超過NR-35干擾噪聲的設備,宜設置設備隔離室。

        4、擴聲控制室內宜設置監聽揚聲器系統。

        5、擴聲控制室與比賽場地之間宜預留不少于2對的管線。

        6、當擴聲控制室與觀眾席揚聲器系統、比賽場地揚聲器系統連線單程長度超過100m時,宜在揚聲器系統安裝位置的附近區域設置功放機房。對大型體育場館,若采用分散式的揚聲器布置,宜設置多個功放機房以分區域分配功率放大器。

        7、當功放機房與擴聲控制室不在同一操作區域時,宜對功放設備配置監控系統。

        8、功放機房應設置獨立的空調系統。

        9、擴聲系統設備的電源不應與可控硅調光設備、舞臺機械設備、空調系統或變頻設備等共用同一電源變壓器;若其電源電壓不穩定或受干擾嚴重,應配備電源穩壓器或隔離變壓器。

        10、當擴聲系統設備工藝接地時,應設獨立接地母線并單點接地,其接地電阻不應大于1Ω。

        (五)體育場館系統設備與連接

        1、調音臺及信號處理應符合下列規定:

        (1)觀眾席擴聲系統應配置獨立的調音臺;

        (2)觀眾席擴聲系統、比賽場地擴聲系統、游泳池水下廣播系統應設信號處理設備,其功能宜包括增益、分配、混合、均衡、壓縮、限幅、延時、濾波及分頻等。

        2、系統連接應符合下列規定:

        (1)傳聲器信號及音頻信號傳輸連接線應采用帶屏蔽的平衡電纜;

        (2)擴聲設備之間互連應符合現行標準《聲系統設備互連的優選配接值》GB/T?14197的規定;

        (3)當傳聲器信號連接線單程長度超過100m時,在傳聲器附近宜采用前置放大器對信號進行放大后再傳輸;擴聲控制室與功放機房之間宜采用數字方式的信號傳輸;

        (4)擴聲控制室與公共廣播控制機房、功放機房、檢錄區域、裁判席、評論員席、記者席、顯示屏控制機房、轉播控制室等技術功能用房之間應設置雙向音頻信號傳輸系統;

        (5)應預留與公共廣播系統、應急廣播系統的信號接口;

        (6)當功率放大器與揚聲器系統分離時,全頻揚聲器連線的功率損耗應小于全頻揚聲器功率的10%,次低頻揚聲器連線的功率損耗宜小于次低頻揚聲器功率的5%。

        五、體育場館對擴聲系統的基本要求

        1.體育場館經常性的使用是體育比賽或群眾集會,因而對擴聲系統的基求要求是,首先要保證語言擴聲的可懂度(或清晰度)。這看似簡單在實施中要能真正滿足體育場館觀眾座席(或大多數觀眾座席)具有良好的聽聞并非易事。

        2.體育場館的使用如果有大型運動會的開幕式、閉幕式或大型高水平的文藝演出,這時擴聲系統配以高質量的"流動系統"與原有的"固定"安裝系統聯合使用,會效果較佳也是比較經濟的方式。

        3.現代體育場館的觀眾群體有別于傳統的"觀眾",更多的是支持參賽隊的"球迷"拉拉隊,體育比賽過程氣氛熱烈。但是對擴聲而言"背景噪聲"增大了且是無規的,在擴聲系統設計中應予以充分注意。

        六、體育場館聲學特性規范

        1、體育場館聲學特性規范

        JGJT 131-2012《體育館聲學設計及測量規程》由中國建筑科學研究院主編,經建設部批準的全國行業標準,自2001年3月1日起施行。其主要內容包括:總則;建筑聲學設計;噪聲控制;擴聲設計和聲學測量等五個部分(詳參見JGJ/T131-2000,J42-2000)。

        比賽大廳基本分為,綜合體育館比賽大廳;游泳館比賽大廳和溜冰館等。

        2、體育場館的聲學特性

        體育場館聲學特性目前尚無成文的規范可循。近來世界足聯(FIFA)和德國足協(DFB)的有關資料表明,對體育場觀眾席擴聲穩態聲壓的要求為105dB左右。

        2008北京奧運會對新建或改建體育場館主擴聲系統的聲學特性指標要求;

        聲壓:正常使用95dB;大聲壓(緊急廣播)106dB。

        傳輸頻率特性:語言使用100Hz~ 5KHz ±5dB;

        音樂使用100Hz~15KHz ±5dB。

        語言清晰度:快速語言傳遞指數RASTI≥0.5。

        需要指出的是雖然體育場是非封閉空間,在擴聲設計中也不能簡單地以自由聲場來對待這是非常重要的。大多體育場觀眾席上方多帶有"挑棚"存在聲反射,一個典型的可容納幾萬人座席的體育場空場混響時間會長達5秒左右,滿場帶觀眾時的混響時間也會有3秒左右。因而,在擴聲系統設計時要予以充分的注意。

        七、體育場館擴聲聲場控制是擴聲系統設計的根本

        擴聲屬于應用聲學的范疇,無論是室內或是室外擴聲都不能脫離使用擴聲所處的聲學環境(或聲場)。擴聲的終效果是建聲與電聲綜合效果的體現,所以擴聲系統設計的基本問題是聲學問題,它是在建聲的基礎上完成擴聲聲場的分析與設計計算工作。

        如果從擴聲系統聲學特性指標來測評一個擴聲聲場,主要有大聲壓、傳輸頻率特性、聲場不均勻度和傳聲增益等。如果從聽感來評價一個擴聲聲場,主要有語言清晰度和音樂的明晰度以及聲音"諸多屬性"重放的音質效果等。

        無論是室內或是室外擴聲其擴聲聲場都或多或少存在有聲干涉,或許這是不可避免的。擴聲聲場聲干涉的存在,會影響到擴聲的語言清晰度和音樂的明晰度,有損于擴聲重放的音質效果?,F代擴聲設計已不在"滿足"于一般意義上的擴聲聲壓和聲場不均勻度,而十分注重擴聲聲場的聲干涉問題,在設計中力圖把聲干涉減少到小,這是現代擴聲設計的。

      卓邦資質 / ZOBO QUALIFICATION

      卓邦營業執照 高新技術企業證書 中關村高新技術企業

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      項目實施能力 / PROJECT IMPLEMENTATION CAPACITY

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