更新時間:2025-01-27 20:01:39 瀏覽次數:7 公司名稱:佛山 凱音裝飾材料有限公司
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產品品牌 | 凱音裝飾材料 |
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目前我國學校的基礎建設正在大力發展,在硬件配套上面也在逐步完善,而體育場館是每個學校必須建設的項目,既豐富了學生的課外活動生活,又鍛煉了體質,還在文化娛樂方面提高了學校的教學質量。當今建設的學校體育場館都設計了舞臺,比如籃球館、羽毛球館或者是綜合體育館等,在館內一側設計了100-200m的室內舞臺,體育館即可作為體育鍛煉的場地,又可作為舉辦一些文藝匯演的場地,可以容納整個學校的學生、老師參與演出。這對體育館的裝修方面、擴聲方面、燈光照明方面、通風方面及建聲方面提出了新的要求。本文主要從建聲、擴聲方面為學校的體育場館提供一套體育場館擴聲系統解決方案 。體育館吸音改造
一個體育場館要有好的聲場必須有的建聲方面的設計,由于體育場館的建聲不好,那么再好的擴聲系統都不可能有好的演出效果,混響時間長,聲音出來就會渾濁不清,所以必須在建筑、裝修方法想辦法去除混響。體育場館的地面、墻壁、玻璃、天花等地方都需要添加吸音體,把原來聲音反射較為強烈的地方加入吸音和隔音效果的材料,不讓聲音過多的反射。還有就是噪音的問題,比如室內的排風扇、空調、電機等可能產生噪聲的設備需要隔音,靠近馬路的體育場館要考慮室外噪音的影響,需要用隔音玻璃或隔斷來阻止室外噪音,靠近居民區的體育場館也要考慮采用隔音來防止聲音擾民。
體育場館舉辦一些大型的表演活動,或者是全校的一些會議、講座、體育比賽等,這就需要一套功能齊全的擴聲系統,可以采用模擬的一些設備搭配使用,但功能及可擴展性不強,而且由于場地改造布線方面限制,功能上滿足不了演藝擴聲的要求。
體育館吸音改造
目前,從國內到國外,不論是新建館還是舊館改造普遍都設計成" 多功能"的模式。不僅具備體育訓練和比賽的功能,還承擔集會、展覽、慶典、文藝演出甚至放電影等多樣功能。據資料介紹,美國舊金山某體育設施的使用比率 中 體育比賽占51.7% 音樂會占19.4% 馬戲、冰上舞蹈占7.1% 展覽及其它活動占21.8%。澳大利亞墨爾本某體育館,音樂演出占50%左右。這是體育產業化、社會化帶來的發展動向。
一、多功能體育館的主要特點
與一般“純”體育功能的體育館對比,多功能體育館主要有以下一些特點:
1、通常在場地一側設置固定的舞臺,用作會議的講臺及文藝演出活動的表演場地。
2、除在比賽場地安裝體育比賽用照明系統和語言廣播擴聲系統外,還要參照劇場的模式增加設置舞臺燈光和文藝演出(語言與音樂兼用)的擴聲系統。
3、對建聲設計的要求應高于"純"體育功能的場館。這是本文討論的主題。
二、 體育館建筑聲學設計的有關標準
建設部近年先后頒發了JGJ/T131-2012 《體育場館聲學設計及測量規程》和JGJ31-2003《體育建筑設計規范》兩個文件,其中有關建聲設計的指標及要求有以下幾點:
〔1〕體育館建筑聲學條件應以保證語言清晰為主。
〔2〕不得產生明顯的聲聚焦、回聲、顫動回聲等音質缺陷。
〔3〕中小型體育館混響時間在500-1000Hz范圍內宜設置:1.3-1.5s。
各頻率混響時間相對于500-1000Hz混響時間的比值:
頻率〔Hz〕 125 250 2000 4000
比值 1.0-1.3 1.0-1.1 0.9-1.0 0.8-0.9
〔4〕大廳上空應設置吸聲材料或吸聲構造。
〔5〕大廳四周的玻璃窗應設有吸聲效果的窗簾。
〔6〕大面積墻面應做吸聲處理。
〔7〕比賽場地周圍的矮墻、看臺欄板宜設置吸聲構造,或控制傾斜角度和造型。
近年體育館的建筑造型和結構大量采用暴露網架、不設吊頂甚至采用透光的屋頂材料,并流行弧形拱頂、圓形墻體和大面積玻璃窗或玻璃幕墻等形式,這都容易造成較嚴重的聲學缺陷。而且建筑聲學的設計項目往往是在建筑土建設計、裝飾設計甚至施工的后期才介入,由于基本的建筑造型方面已難以改變,解決辦法是從聲學裝修結構方面進行調整和改造。這就大大增加了設計和施工的難度。
建筑結構造成的常見聲學缺陷如:
1、聲聚焦
聲音在遇到凹的墻面或天花棚頂時將會產生聲聚焦,使某些點或某些區域的聲壓級遠遠大于其它位置,導致聲場分布很不均勻,出現"聲染色"和"聲反饋嘯叫"等音質缺陷。體育館的弧形拱頂和圓形墻體,是典型的容易產生聲聚焦的結構。
2、顫動回聲
在室內的一對平行墻之間,一個聲音在兩墻壁間來回反射產生多個重復的聲音,稱為顫動回聲。這在體育館的大面積墻面以及比賽場地周圍的矮墻和看臺欄板等處容易產生。
3、混響時間偏長
體育館吸音改造
體育館舉辦各類文藝晚會、會議、體育比賽時,擴聲系統信號需從舞臺傳輸到控制室,文藝演出舞臺的音源比較多,比如:架子鼓、吉他、貝斯、電子琴、鋼琴、小提琴等樂器,這些音源要傳輸到控制室,必須每路獨立通過信號電纜傳輸到控制室調音臺,模擬傳輸方式會產生信號干擾、信號衰減、信號損耗等問題,因為傳輸距離比較遠,音頻信號質量必然受損。這里我們設計采用網絡音頻傳輸器進行傳輸,在舞臺側的設備機房放置一臺16路模擬音頻輸入的網絡音頻傳輸器,通過一條網線就能將16路音頻信號無損的傳輸到對面的控制室,通過控制室的兩臺8進8出的網絡音頻傳輸器轉換成模擬音頻信號輸出到調音臺。調音臺進行增益、處理、分配后輸出給到一臺8進8出的網絡音頻傳輸器,轉換成數字音頻信號并經過網絡音頻處理器處理過后通過網線傳輸給到每只網絡有源音箱。傳輸及處理都是在網絡上進行,避免了音質劣化。
五、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,主要有大聲壓級、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。現代擴聲設計已不在"滿足"于一般意義上的擴聲聲壓級和聲場不均勻度,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重點。
體育館吸音改造
體育館聲學改造策略
由上述分析可知,該體育館改造的難點在于頂面膜結構面積較大,常見的大空間聲學處理方式難以適用,同時在不破壞原有結構的條件下,需精準而又針對性地解決存在的若干聲學問題。對此,在保證聲學效果同時兼顧裝飾、經濟性的前提下,我們針對性地提出了相應的解決方案(圖2)。
改善頻率特性(“起包”)可結合聲聚焦問題一并考慮。由于需選擇性地降低某些頻率的混響時間。同時盡可能中低頻聚焦產生的不良影響,因此我們對于材料吸聲特性的選擇及吊掛形式提出了相應的要求。具體措施如下:在保持原有膜結構的情況下將局部凹曲面吊頂拆除,并按階梯狀懸掛平板空間吸聲體,空間吸聲體單元厚10 0 m m,平面投影尺寸為112 5m m×620 m m。單元之間采用30×30×2.5鍍鋅角鋼固定,并采用φ6鍍鋅鋼絲繩固定于網架下弦桿上(圖3)。
空間吸聲體中棉的特性及整體制作工藝對于其聲學性能具有關鍵性作用,為了保證吸聲體能夠針對性地解決該體育館的問題,在確定材料各項參數后由專業的檢測機構在混響室中測量吸聲體單元的吸聲系數,并以此修正計算結果。吸聲體混響室各頻段吸聲系數實測值參看表2。由此可知,500Hz吸聲系數高達2.081000Hz吸聲系數高達1.71,低頻和高頻吸聲系數相對較低,可見該吸聲體吸聲頻率特性可選擇性大幅度降低某些頻率的混響時間,完全適合該體育館的聲學要求。
對于體育館內其他可能造成顫動回聲的平行界面則做了針對性處理,如將原有貴賓包廂玻璃窗拆除同時后墻面作吸聲處理。為了和其他界面裝飾效果保持統一,改造的后墻面采用槽木吸聲板,正面開槽,槽寬4mm,條面寬28mm;背面開孔,孔徑10mm,孔距沿長邊方向16mm,沿短邊方向32mm;板后空腔100mm,內填50mm厚32kg/m3玻璃棉;原有窗簾拆除,采用200%打折密度較高吸聲性能較好的天鵝絨窗簾,同時將玻璃墻面上方的玻璃擋板拆除,進一步降低顫動回聲的不利影響。
重新調整擴聲揚聲器的定位及輻射角度。利用原有燈光吊桿吊掛9只箱式點聲源揚聲器,合理選擇揚聲器的指向性[8910111213],避免直達聲能在凹曲面頂棚下方匯聚,確保直達聲可均勻覆蓋比賽場地和觀眾席,揚聲器定位及指向性參看圖4。
4 計算機聲學仿真計算
為了驗證和預測該改造方案的實際效果,采用Raynoise聲場模擬軟件對音質客觀參量進行仿真計算。將原體育館室內空間做簡化處理,建立三維仿真模型,根據混響時間計算結果定義室內各界面吸聲系數和散射系數。仿真聲源為距地1.5m高無指向性點聲源,聽音面包含比賽區域和觀眾區域,距地1.2m高。
圖5和圖6分別為改造前和改造后聽音面中頻1000Hz混響時間模擬云圖。圖7和圖8分別為改造前和改造后聽音面中頻1000Hz清晰度D50模擬云圖。對比圖5和圖6可知,經過聲學改造后,原本“起包”頻率混響時間明顯降低,1000Hz模擬混響時間平均值小于2.4s;對比圖7和圖8可知,在改造前較大面積區域1000Hz語言清晰度D50均小于30%,在改造后1000Hz語言清晰度得到顯著改善,聽音面D50平均值>45%。體育館吸音改造
體育館聲學缺陷分析
2.1 改造項目概況
該體育館為矩形平面,長約87m,寬約52m,屋面中部為凹曲面穹頂,屋面兩側均為膜結構,室內總體積約54700m3, 容座2333座。該體育中心主要功能是用于學生平時體育鍛煉,但需兼顧會議及文藝活動的功能需要(圖1)。
應使用方要求,我方對該體育中心室內音質進行現場主觀試聽與測試,室內墻面雖采用了較大面積的吸聲材料,但由于未根據體型特點及膜結構特性進行針對性設計,導致室內聲場分布不均勻,音質效果較差。擴聲系統布局不合理,不僅未能減弱音質缺陷的不利影響,反而進一步加劇了聲缺陷的程度。
2.2 聲學改造目標
根據現場測量數據并結合主觀感受可知改造方案應重點解決下列幾個問題。
(1)改善混響時間頻率特性,解決“起包”現象。根據混響時間測量結果可知,改造前該體育館空場混響時間f=1000Hz時為4.1s,且在此頻率位置曲線出現峰值。空場各頻段混響時間實測值詳見表1。
(2)凹曲面穹形頂棚存在聲聚焦現象[1415]。由于原有凹曲面頂棚未考慮吸聲和擴散處理,聲線聚焦位置恰在人耳高度附近。根據實測結果可知,在無指向性聲源作用下,聚焦點位置的平均聲壓級(線性計權)比其他位置高2.5d B。體育館吸音改造
武漢商學院體育館作為軍運會 35 個場館設施建設中速度快、周期短的場館,此次項目為智能化系統更新、擴聲系統、賽事功能用房裝修,建成后的體育館可滿足擊劍項目要求。
武漢商學院體育館升級高清晰度擴聲系統
項目內容:
擴聲的根本目的就是為了讓語言聽得到、聽得清,擴聲系統的聲壓級再大、聲波覆蓋再均勻,但是聽不清,也就失去了擴聲的目的。
根據荷蘭的聲學家 V.M.A.Peutz 對擴聲系統語言清晰度的理論公式,經普滋盛汀聲學公司采用世界先進的“PEUTZ 技術理念”電聲彌補建聲,結合改造預算等客觀因素,采用性價比超高的相對集中布置線源陣列揚聲器,即在場地中央上方網架下分別吊裝 4 組,每組由 3 只(內置具有 PEUTZ 技術理念垂直排列組合的 4 ×8 寸低頻單元線陣列揚聲器)和 3 只(內置具有 PEUTZ 技術理念垂直排列組合的雙 8 寸低頻單元線陣列揚聲器)組成的揚聲器系統,覆蓋觀眾席和比賽場地;另配置 2 只內置 12 寸低頻單元的全頻揚聲器系統作為主席臺返送揚聲器;同時配置 2 只內置雙 18 寸低頻單元的超低頻揚聲器,增加音樂重放時的度。
武漢商學院體育館擴聲系統的設計、指導安裝和售后培訓。完工后,經第三方權威機構檢測,擴聲系統各項聲學特性指標達到“廳堂、體育場館擴聲系統設計規范(GB/T 28049-2011)中規定的體育館聲學特性一級指標”,同時擴聲語言清晰度 STIPA 達到了 0.6 的超高指標,獲得業主和組委會的一致好評。