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體育館吸音改造 一、現代體育場館電聲系統的主要特征大體可以概括為三個方面： 　　1、更加注重場館觀眾席和場地的聲音效果; 　　2、為滿足大型體育比賽的開幕式、閉幕式或文藝演出的使用需要，更加注重配備相應的"流動"擴聲系統 ; 　　3、電聲系統更加注重采用數字化網絡傳輸與控制系統等。 　　二、體育場館電聲系統主要包括有 　　1、滿足體育比賽的現場擴聲系統 　　2、滿足開幕式、閉幕式和大型文藝演出的流動擴聲系統 　　3、滿足多級廣播(含緊急廣播)的自動優先播出系統 　　4、數字網絡化信號傳遞和控制系統 　　5、功放及信號傳送故障自動檢測系統等 　　三、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"級增大了且是無規的，在擴聲系統設計中應予以充分注意。 　　四、體育場館設計依據及聲學特性規范 　　1、體育場館設計依據 　　《廳堂、體育場館擴聲系統設計規范》GB/ T 28049-2011 　　《體育場館聲學設計及測量規程》JGJ/T131-2000 　　《廳堂擴聲系統設計規范》GB50371-2006 　　《客觀評價廳堂語言可懂度的“RASTI”法》GB/T14476-1993 　　《聲系統設計互聯的優選配接值》GB/T14197-93 　　《綜合布線系統設計規范》GB503116-98 　　《體育建筑設計規范》JGJ31-2003 　　《建筑設計防火規范》GB50016-2006 　　《工人體育場館奧運工程設計大綱》 　　《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/T131-2000J42-2000)。 　　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。 　　擴聲系統完全滿足體育館演藝、會議、比賽時聲音清晰、動態范圍大的要求，并達到國標JGJ/T131-2000中體育館聲學設計及測量規范的聲學設計的一級標準。 　　2、體育場館的聲學特性 　　體育場聲學特性目前國內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級的要求為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; 　　聲壓級：正常使用95dB;大聲壓級(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。 　　3、擴聲系統的設計原則 　　體育館內聲場均勻 　　體育館內的頻率傳輸特性平直 　　體育館內視聽方向一致 　　并有利于克服回輸，提高傳聲增益 　　還要兼顧音樂及語音混響時間頻率特性 　　4、擴聲系統特點及優越性 　　產品性能好，通過網絡傳輸處理音頻信號，無損耗及干擾; 　　性能穩定性，可滿足體育館功能要求; 　　可根據需求調整，有多種模塊可選，適用于各種功能的工作環境，比如開會時可調用會議模式擴聲，演出時可調用演出模式擴聲; 　　兼容擴展性好，外擴設備聯結容易; 　　使用及調整方便，可防止誤操作造成的設備損壞及調亂處理參數變化造成音質變差; 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%。
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