智能照明系统及音响弱电系统集成的深化及优化设计方案资料Word下载.docx

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《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92

《民用建筑隔声设计规范》GBJ118-88

《建筑电气安装工程质量评定标准》GBJ303-88

《建筑物防雷设计规范》GB50057-94

《电气安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169-92

《电声学术语》SJ/T10444-93

2、音响扩声系统设计构思

◆保证体育场音响扩声系统有较高的语言清晰度，并能长时间提供足够的声压。

◆场地各个位置无明显回声，颤动回声和声聚焦等音质缺陷；

◆系统没有明显的声反馈问题；

◆音响系统满足整个观众看台区域，场地的均匀扩声；

◆声音涵盖区域内，声场分布均匀，频率响应特性一致；

◆音响扩声系统扬声器为集中式布置的方式；

◆音响扩声系统采用数字控制方式，设备高度集成化；

◆音响系统配置多种保护措施和音频输出接口；

◆音响系统设备配置满足多功能要求，包括进行各种体育比赛语言扩声

◆音响系统的设备在正常使用中各种噪声指标小于规定限值；

◆扬声器的外形和安装位置不影响场地的整体风格和安全。

3、扩声系统设计声学指标

从体育场馆扩声系统的用途和功能出发，满足今后多元化的需要。

考虑到体育场的今后发展需要，音响系统将为体育馆的市场经营创造最优越的科技平台。

参照中华人民共和国行业标准《体育馆声学设计及测量规程》的要求，我们方案中功能设计确定如下：

作为体育场，语言扩声是主要的，所以，解决体育馆语言清晰度是第一重要的。

设计声学指标依照《体育馆声学设计及测量规程》JGJ/T131-2000J42-2000中的体育馆扩声特性指标标准，观众席部分扩声系统满足观众席区域的扩声要求；

比赛场地的扩声系统主要满足比赛时运动员对音乐声压的要求：

系统预留扩展接口，方便今后扩展升级。

4、设计工具

就音响系统而言,扬声器的选用和布置,在整个系统中的占据着举足轻重的地位,最终音响效果的好坏百分之八十取决于扬声器系统,因此扬声器的选型、配置及布置方式非常重要。

在传统的设计上，一般凭借相关的经验和繁杂的、非常不直观的辅助计算，不同的厅堂具有不同的特点，只靠经验和不直观的理论计算，使得厅堂的实际效果和预期效果相去甚远。

因此，结合本公司多年从事舞台工程设计的经验，并利用最新的、目前应用最广泛的EASE4.1计算机辅助声学设计软件，对厅堂的扩声系统的设计和分析。

1984年春，德国ADA公司开发了在DOS环境下运行的EASE，这是EASE的最早版本。

20世纪90年代后期由原来的EASE2.0版本发展到现在的Windows操作系统下的EASE4.1版本，EASE/EARS4.1采用开放式数据库结构，不但本身存储了各种著名品牌扬声器的数据模型和建声材料数据，而且还可输入任何扬声器的数据和任何建声材料数据，供系统设计时选用。

EASE软件综合使用了声线跟踪法和声源法，具有非常高的计算精度和较短的设计时间。

针对此体育场馆的电声设计，我们使用EASE4.3声学模拟设计软件进行场地声学模拟设计。

EASE4.3电脑设计系统它可以计算出声源辐射反应和周围环境声学特性（混响时间），并可以在建筑装潢设计师提供设计蓝图后，通过模拟场地声学特性，挑选出适合这个场地的扬声器系统，并及时向投资者提供内部建声设计改进意见。

为了音响系统达到完美的效果，考虑到建筑物的功能、体形、空间高度及观众席的设置等因素，我们采用了电脑设计系统对场地的音响系统进行声学设计，在很短时间内就测算出场内直接声压的函盖范围和不均匀度，以及在自然条件下的声场函盖范围和最大声压，这些数据对音响系统的设计是至关重要的。

扩声系统的声学设计就是建立在体育场馆的立体模型上，以相关的建筑参数、声学参数为依据，通过计算机分析、计算并得出准确的结果。

这就意味着，无须等到工程结束后，才知道结果。

换句话说：

依据本设计方案所给出的音响设计及设计计算结果，已基本清楚看到了观众区预期的扩声系统声学特性指标。

声学EASE4.3计算系统具有很好的可信度，如果厅堂的建声数据足够准确，计算的数据与最终的电声实测结果相比较，其误差率可控制在±

1dB（分贝）之内，对工程设计而言具有很好的指导性。

EASE设计软件计算和展示的主要内容有：

★建声特性125Hz～8000Hz的混响时间；

★扩声系统直达声场的最大声压级和声场分布（不均匀度）；

★扩声系统混响声场的最大声压级和声场分布（不均匀度）；

★辅音清晰度（Alcons）损失展示；

★快速传递指数（RASTI）展示；

★扬声器至听音者的直达声以及1～N次反射声的“声域”路径展示；

★扬声器-3dB/-6dB/-9dB覆盖范围角的声线展示；

5、声场分析

首先根据用户提供的图纸对体育馆建立模型，如下图。

系统采用分散式扩声的方式进行布置，如下图

观众区各频点的声场分析，如下图

125hz观众区声场分析

250hz观众区声场分析

500hz观众区声场分析

1000hz观众区声场分析

2000hz观众区声场分析

4000hz观众区声场分析

8000hz观众区声场分析

通过上图可知，在EASE的模拟计算下体育馆的观众区声场观众席最大声压级≥105dB，声场不均匀度：

中心频率为1000HZ、4000HZ（1/3倍频程带宽）时，大部分区域不均度不大于8dB；

符合标示的要求；

比赛场地各频点分布图

125hz比赛区声场分析

250hz比赛区声场分析

500hz比赛区声场分析

1000hz比赛区声场分析

2000hz比赛区声场分析

4000hz比赛区声场分析

8000hz比赛区声场分析

通过上图可知，在EASE的模拟计算下，比赛场地最大声压级：

≥98dB；

声场不均匀度：

符合标书文件的要求；

RASTI:

全场的快速语言传递指数在0.54-0.71之间，符合标书中大于0.5的要求

6、体育场照明的重要性

　　对于一座现代化的体育场，不但要求建筑外形美观大方、各种体育设备齐全完善，而且要求有良好的照明环境，即要求有合适、均匀的照度和亮度、理想的光色，有立体感及无眩光等。

除保证满足观众良好的视看效果外，还必须保证裁判员、运动员和比赛项目所需的照明要求以及应保证有良好的电视转播效果。

照明是依靠光线的功能，保证灯光作用于运动员、裁判员、观众的眼睛、产生视觉，才能看见体育场地上的一切，如场地环境的明暗、物体移动、建筑、器具及服装等　表面的颜色、观看目标的形状和大小、深度、立体感及运动员运动时的状态和体育场的气氛等等。

所以，良好的照明在现代体育场中占有重要地位。

　　一般，在一个体育场的照明设计中，应考虑以下三方面的因素

（1）满足运动比赛时运动员的视觉要求，并且使灯光对比赛的客观影响降到最低程度。

（2）满足观众的视觉要求，使灯光对观看比赛时所引起的不适感觉降低到最低程度。

　　（3）　满足彩电转播的照明要求，尽可能提高转播质量。

　　总之，照明与运动项目的比赛要求密切相关，与观众视看效果密切相关，没有良好照明设施的体育场是不完整的体育场，必将严重影响它的使用功能。

　　7、体育场照明设计标准

　　为了得到良好的照明设计方案，合理利用光线的分布来满足运动员、观众、裁判员视觉以及良好的电视转播效果的要求，必需先确定照明标准，包括照度标准和照明质量标准。

照明质量标准，其中包括眩光、光源色温有显色性要求，光的方向性、节能要求等。

　　7.1照度标准

　　根据国际体联第83号推荐照度要求及《民用建筑照明设计标准》GBJ133-90中第2.2.9条中的规定，提出以下照度标准推荐值 

：

1　根据《民用建筑照明设计标准》GBJ133-90中第2.2.9-1条中规定：

足球场比赛照度标准值：

当观看距离为120m时，为150～200～300lx;

观看距离为160m时，为200～300～500lx;

观看距离为200m时，为300～500～750lx.观看距离指观众席最后一排到场地边线的距离。

2　根据《民用建筑照明设计标准》GBJ133-90中第2.2.9-2条中规定：

电视转播需要的垂直照度：

最大拍摄距离分为三组，①对于足球项目而言，最在拍摄距离为25m时平均垂直照度应为750lx;

最大拍摄距离为75m时平均垂直照度应为1000lx;

最大拍摄距离为150m时平均垂直照度为1500lx;

②对于田径项目而言，最大拍摄距离为25m时平均垂直照度应为500lx;

最大拍摄距离为75m平均垂直照度应为750lx;

最大拍摄距离为150m时平均垂直照度为1000lx.上述每个垂直照度用于一个给定的运动等级和给定的最在拍摄距离相对于1.0m垂直面的值，各照度值的中间值用于其它拍摄距离。

3　上述照度指体育场的最终平均照度，设计时选取的初始照度必须计入维护系数，一般可采用0.7～0.8的数值。

4　水平照度的均匀度：

照度均匀度一般用最小照度与最大照度之比表示，也可用最小照度与平均照度之比表示，最小照度与最大照度的比值应大于0.5. 

5　垂直照度的均匀度：

最小照度与最大照度的比值应大于0.4，才能满足主电视摄像的要求。

　7.2照明质量标准

（1）　眩光体育照明的关键除提供足够的水平和垂直照度以外，还需要减少眩光，从而达到亮而无眩光的效果。

眩光是影响照明质量的最重要因素之一。

根据CIE 

NO.83出版物“彩电系统的体育场地照明”，场内最大眩光指数GRmax应小于50.眩光额定值愈小，眩光限制愈好。

眩光额定值GR　由下列公式算出：

　　GR=27+24Lg*Lvl/Lve 

0.9

　　上式中，Lvl是灯具产生的光幕亮度，Lve是环境产生的光幕亮度。

一般在计算照度时，应计算不同方向的眩光额定值GR　，在GR 

<

50时，即可行。

眩光的限制除了合理确定灯具的选型，安装高度和排列方式外，还可以采取提高赛场背景照度的方法。

（2）　光源色温及显色性要求

　　为达到良好的彩电转播效果，体育场的照明质量不但与照度有关，而且与照明光源的色温及显色性有紧密关系。

我国《民用建筑照明设计标准》GBJ133-90中第3.3.2条中规定：

彩电转播用一般光源显色指数Ra不应小于65.依据CIE 

NO.83号出版物及国际足联的要求，光源相关色温Tc大于5000K和光源显色指数Ra大于等于80，以达到最佳的现场照明效果及彩电转播效果。

　　（3）　光的方向性

　　灯具的俯角不仅影响垂直照度，同时也对运动员、观众和裁判有可能产生较大眩光影响。

对地体育场照明设计，应选择好灯具的瞄准方向。

另外，主摄像机与另一侧过来的光线之比例应控制在一定范围内，而照明的最重点是在足球场的中央及禁区设置。