体育馆音响系统项目设计方案.docx
《体育馆音响系统项目设计方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《体育馆音响系统项目设计方案.docx（65页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
体育馆音响系统项目设计方案
体育馆音响系统项目设计方案
第一部分、体育场音响工程设计总体要求
我方所提交的方案是在完全知悉工程条件下，详细的了解了甲方的使用要求和功能需求，结合国家体育场馆扩声系统标准提出的设计方案，我方已详细阅读了文件的所有容和所有己提供的参考资料、有关附件，形成的系统，完善，科学的设计方案。
1.1、概述
该项目为省××××××体育场及体育馆，主要用于承办大型体育比赛，备兼作会议、集会、大型文化娱乐活动等多功能使用。
该项目建成后将成为北地区体育场馆中的标志型建筑；
××××××体育馆为一拥有6千余座观众席的中型多功能体育馆，体育馆比赛大厅除能举办篮、排球、手球以及乒乓球、羽毛球和其他竞技类比赛等多种体育比赛外，也能进行大型政治集会和文艺演出等。
××××××体育场是一座拥有1.6万余观众席位的中型体育场,能举办国或国际田径、足球比赛,也是沭阳县重大活动和广场文艺演出的主要场所之一。
体育场的扩声系统不仅能满足体育竞赛和政治集合语言扩声的要求，也应能满足一般的团体操等广场文体表演以及赛间播放音乐的音乐扩声要求。
1.2、整体设计思路
设计方案以业主的需求为主题与定位，充分考虑到业主的需求及未来发展需要，采用面向21世纪的先进科学技术而制定。
为业主提供技术先进、性能稳定、功能齐全、使用方便的专业音响系统设备，满足专业国际体育比赛扩声、集会和大型开幕式扩声需求。
1.3、系统设计原则
设备选型均依据国际上先进、经济上合理、使用上安全可靠、维护上便利快捷的原则。
保证有良好的现场扩声效果，保证场地有较高的清晰度和提供足够声压，比赛场地与观众区各个位置声场覆盖均匀。
1.3.1先进型原则——采用的系统结构应该是先进的、开放的体系结构，和系统使用当中的科学性。
1.3.2实用性原则——能够最大限度的满足实际工作的要求，把满足用户的业务管理作为第一要素进行考虑，采用集中管理控制的模式。
按照实际需要来设计相应的系统，在满足功能要求和技术指标要求的基础上尽量简化设计，坚持实用化，充分满足用户的需要。
1.3.3可扩从充性、可维护性原则——要为系统以后的升级预留空间，系统维护是整个系统生命周期中所占比例最大的，要充分考虑结构设计的合理、规对系统的维护可以在很短时间完成。
工程应有良好的整体视听效果，适当的风格和气派，所有产品应选用国外正规厂家生产，并附有产品合格证书。
1.3.4经济型原则——在保证系统先进、可靠和高性能价格比的前提下，通过优化设计达到最经济性的目标。
1.3.5高可靠性――采用系统集成设计方式，选用成熟可靠、性能稳定的设备和配件，系统关键部分采用冗余设计，具备一定的容错能力及抗干扰能力，在设备选型、材料采购、施工方案中解决了防静电问题，满足了用户可靠性要求。
1.3.6易操作、易管理原则――提供良好的操作界面，方便用户操作，提高系统自动化管理能力，降低劳动强度。
1.3.7技术的前瞻性――考虑到系统在未来的地位需求，在设计中应采用具有前瞻性的技术和系统。
采用的系统结构是先进的、开放的体系结构和系统使用当中的科学性，整个系统能体现当今音响扩声设备的发展水平。
1.3.8系统设备的实用性和灵活性――能够最大限度的满足实际工作的要求，把满足业主管理作为第一要素进行考虑，采用集中管理控制的模式，在满足功能需求的基础上操作方便、维护简单、管理简便。
追求在满足功能的前提下少投资的最佳投资效果比。
1.3.9、系统设备可扩充性、可维护性――要为系统以后的升级预留空间，系统维护是整个系统使用周期中所占比例最大的，要充分考虑结构设计的合理、规对系统的维护可以在很短时间完成。
1.3.10系统设备配置经济性――在保证系统先进、可靠和高性能价格比的前提下，通过优化设计达到最经济性的目标。
1.3.11、系统设备选型的合理性――用国际知名的器材，以及有雄厚实力和绝对优秀技术支持能力的厂家、代理商，以保证设计指标的实现和系统工作的可靠性。
基本上选用同类产品术最成熟、性能先进、使用可靠的产品型号，以保证器材和系统的先进性、成熟性。
选用高度智能化、高技术含量的产品，建立系统开放式的架构，以标准化和模块化为设计要求，既便于系统的管理和维护使用，又可保持系统较长时间的先进性。
1.4、系统设计目标
1.4.1足够的声压级
随着现代录音技术的发展以及人们听觉鉴赏水平的提高，要求系统有足够动态余量，以适应不失真还原大动态的节目信号。
设计所选用的扬声器功率大，灵敏度高，与之相匹配的功率放大器具有足够的功率储备。
经计算完工后的观众厅的声压级应该完全可以达到国家一级厅堂的指标要求。
1.4.2良好的声场均匀度
设计中所选的扬声器显然是根据听众区的具体位置和面积，组成“点”声源阵列，有效降低阵列的梳状滤波效应，所选用的扬声器都是恒指向扬声器，有利于语言清晰度的提高，听众区都处于扬声器的覆盖围，可以预见声场均匀度是良好的，而通过计算机的模拟运算结果也可证明这一点。
1.4.3平滑的传输频率特性
系统中对每路扬声器都进行参量均衡的调整，使其在指向性控制围各频率声束宽度变化很小，没有过激点和陷波点，而且在扩声系统中，每路扬声器都连接有一台房间均衡器（在DSP数字音频处理系统中），能提供足够的手段改善观众厅和舞台区耦合空间声场对传输频率特性的影响，确保系统的传输频率特性平滑。
1.4.4良好的传声增益
系统中的扬声器布置合理，主要表演区均在主扩声扬声器的覆盖围外，所选用的扬声器采用恒定指向号角，－6dB角外的声能衰减迅速；另外，选用的传声器为心型指向、超心型指向。
因此，系统的传声增益要达到设计目标是有保障的。
1.4.5低的系统噪声
系统噪声的产生及引入，主要跟设备的档次以及系统配接方法有关。
显而易见,在设计中所选的设备均采用了本底噪声较低的优质产品，系统采用星型接地，因此，若工程做得好,实现指标中所要求的本底噪声指标也是可得到保证的。
1.4.6系统适应性强，方便扩展
通过对设备体系的分析,我们认为在设计过程中除对上述客观可测量指标进行重点考虑外，还可从使用的角度出发，放宽系统的适应性，除可以满足会议扩声要求外，它也可以满足多媒体音乐播放的要求，整个系统有效重放频率宽度为35Hz—18kHz，系统的调音台和处理设备，都保留有足够的扩展空间。
1.5、扩声系统设备选型及布置
1.5.1设备品牌与档次的确定
充分满足甲方使用的中高档要求；
考虑文化特色与定位；
考虑可靠性、实用性与易用性；
考虑项目的投资规模，追求最佳的投资效能比；
考虑对环境的适用性。
1.6、系统原理和功能分析
一次成功的体育活动的进行，主要是要使观众真正溶入在此项活动中去，积极的参与，作为给予现场观众以积极响应的信息源的音响系统，它的可靠性、合理性及可操作性将在整个活动中起到最重要的作用。
扩声系统是为体育活动的顺利举行而服务的，它不仅需要满足活动中的常规需要，而且需要为其他系统提供各种输出接口，为各种信息的传输提供方便，最终保证了活动的顺利进行；
扩声系统是为每位观众提供了清晰﹑自然的声音为前提的，保证使每一位观众都能融入到整个活动的气氛中，结合环境的声学处理，使得活动的进行是在轻松的声音环境下进行的；当然，一个合理的体育场扩声系统不仅需要各个系统具有完善﹑适用的功能，且需要各个系统在环境及一些相应的辅助设施的保证下，能协调地工作，简单实现维护。
1.6.1、国际或国大型体育场体育场简析
（1）、科技带来的影响
现代科学技术的迅猛发展，对体育产生了前所未有的影响，科学技术已成为当代体育发展水平具有决定意义的重要因素。
当前，国际体育科研工作呈现出新的趋势：
现代科学技术的发展大促进了体育科技的进步；体育科技的地位和作用日益强化；体育科研系统形成面向社会、面向世界的开放体系；体育科研的多学科综合性趋势不断加强，同时，针对优秀运动员的、具有个性化的研究也在不断深入；
从80年代中期，世界各国相继在体育科技上加大了投入，在竞技技术、竞技器材、服装、体育场馆建设、体育工艺等多方面取得了长足的进步。
随着体育竞技水平和体育科技的发展，在体育场馆音响系统的建设方面也取得了惊人的成绩。
把体育场馆的音响系统建设成为一个实用的、多功能的、智能化、网络化、并能与体育场馆的信息系统良好结合的高性能系统，已成为各国大型体育场馆普遍采用方案。
（2）、体育产业化带来的影响
我国体育产业在20世纪80年代开始起步，经过近二十年的快速发展，产业框架基本形成，作为国民经济新增长点的形象初步树立。
特别是近年来，在国消费需求不足，启动难度较大的宏观背景下，体育消费持续增长，体育市场日渐繁荣，整个体育产业正在成为启动消费，扩大需的新生力量之一，并表现出较大的增长潜力。
在新的一个世纪里，我国体育将成为推动我国经济持续增长的新生力量。
政府有关部门及社会各界都已充分认识到，开发与拓展我国的体育产业，加快我国体育产业化的步伐，不仅仅只是解决我国体育事业自身发展的问题，而是要以发展体育产业为动力，引导社会消费，调整产业结构，推动整个国民经济的发展。
可以预见，体育产业将初步成为国民经济的新增长点，并在推动新世纪我国经济持续增长中发挥重要作用。
与此同时，体育健身娱乐业、体育竞赛表演业应成为新世纪我国体育产业开发的战略重点。
随着体育产业化进程的不断进化，体育场馆将逐步走入市场，在功能上也将逐步趋于多样化。
将体育场馆建设成为一个集体育竞技、体育表演、体育健身娱乐及大众娱乐于一体的多功能场馆已成为推动体育产业发展的硬件基础。
基于以上原因，体育场馆音响系统的建设也应着眼于将来，使之成为体育场馆走向市场的一副“宝鞍”。
（3）、大型体育竞技活动的要求
中国足球超级联赛的产业化、2008年申奥成功等等，都给体育场馆带来了无限的“商机”。
同时随着各项基础建设的完成以及体育产业化进程的深化，大中型体育场馆的功能建设成为大势所趋。
在这种情况下，体育场馆的音响系统成为一个能适用于各种体育比赛（包括足球比赛）甚至是国际性比赛需要的多功能的系统是事在必行的。
1.6.2、本设计方案系统原理说明
根据业主招标文件中提出的功能需求分析，凭借我公司雄厚的技术实力，将国际先进的音响扩声技术和一流的音响设备应用于体育场馆，力争将其建设成为国体育场的优秀典。
（1）、满足业主使用功能，采用国际知名音箱---美国COMMUNITYR系列-----（R2）三分频频号角
体育场馆音响系统，要求能承担各类大型体育比赛、群众集会、大型开闭幕式的固定语音扩声，满足以观众满场时为标准的各类体育比赛、大型会议及集会等活动的扩声要求，系统要求有足够的声压级，声音应清晰，声场应均匀，主扩声音箱要求全天候使用。
音箱是整个音响系统的“喉舌”，在高新科技迅速发展的今天，模拟、数字设备层出不穷，技术更新换代也日新月异，只有音箱这个音响系统中最关键的设备发展最缓慢，因为它不只是技术指标的体现，而也要满足主观听音的需要，是技术和艺术的结晶，因此在音箱的选用上更要慎之又慎。
我方设计主音箱采用美国原装进口的COMMUNITYR2系列全天候防雨三分频全频号角音箱，作为体育场馆等户外高要求场合设计的三通道、全音域扬声器系统保证其全音域声辐射的品质，扩展的频率围和高效率确保高保真音乐重现和伴随极低的失真清晰话音辐射。
（2）、COMMUNITYR系列号角音箱功能特点：
1、防风雨构造，多层防雨网栅和防雨喇叭确保全天候户外使用；
2、玻璃纤维箱体，表面经特殊覆盖，防水防腐风阻小；
3、高灵敏度、高功率、远射程的设计适合全音频、远距离、高指向性的场合；
4、COMMUNITY专利的磁液冷却、防雨栅网、FocuseArray（聚焦线性阵列）、PowerSense等技术应用确保了高效率、低失真、远射程；
5、不锈钢螺丝和吊架；
6、磁液冷却驱动器和三重弹玻低音单元；
7、全频、大功率的设计提供优良的声音还原和高清晰度；
8、“钟”谐振腔箱体有效保障了全频远射程传输；
9、梯形指向覆盖角度，更加适用于体育场有大坡度的阶梯状观众席，使单位面积接受到扩声系统的声音能量相等，将会使这个声场具有更好的均匀度；
10、可选定压输入变压器，以便远距离传输；
11、单只主音箱音乐功率1000W，而重量只有38KG，这对高空顶棚悬挂的荷载要求更低，安全性能大幅度提高。
第二部分、体育场音响工程设计通用技术规与要求
2.1、音响工程设计通用技术规与要求
设计所涉及的所有设备和材料，除专门规定外，均依照下列标准规进行设计、制造、检验和试验。
《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2006）
《民用建筑电气设计规》（JBJ/T16-92）
《建筑电气安装工程施工质量验收规》（GB50306）
《会议电视系统工程验收规》（YD5033）
《声系统设备互连用连接器的应用》（GB/T14197-93）
《声系统设备互连用的优选配接值》（GB/T14197-93）
《厅堂扩声特性测量方法》（GB4959-1955）
《厅堂扩声系统的声学特性指标》（GYJ-25-86）
《扩声系统的声学特性指标与测量方法》（WH01-93）
《体育建筑设计规》（JGJ31-2003）
《体育馆声学设计及测量规》（JGJ/T131-2000）
《电子设备雷击保护导则》（GB7450-87）
《信息技术设备包括电器设备的安全》（GB4943-95）
《工业企业通信接地设计规》（GBJ79-85）
《高层民用建筑设计防火规》（GB50045-95）
以及其它现行的国家和行业一级语言与音乐标准及规，招标技术要求，招标设计相关图纸和材料表。
2.2、工程设计指标
比赛大厅：
本馆采用近似体育馆扩声一级指标,具体指标如下:
1）观众席最大声压级：
≥105dB,比赛场地最大声压级：
≥98dB
2）传输频率特性：
以125~4000HZ平均声压级为0dB，在此频带允许±4dB的变化（1/3倍频程测量），63~125HZ和4000~8000HZ的允许变化为+4~-12dB；
3）传声增盖：
125~4000HZ平均不小于-10dB；
4．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；
5）系统噪声：
扩声系统不产生明显可觉察的噪声干扰（如交流噪声等）。
6）语言传输清晰度STIz≥0.5。
体育场：
沭阳县体育场的扩声系统按体育馆二级标准进行设计，具体指标如下∶
1）最大声压级：
主观众席≥98dB，南、北观众席和比赛场地≥92dB；
2）传输频率特性：
以250-4000Hz平均声压级为0dB，在此频率允许+4～-6dB的变化，100～250Hz和4000～6300Hz的允许变化围为+4～-10dB；
3）传声增益：
250～4000Hz平均不小于-12dB；
4）声场不均匀度：
中心频率为1000Hz、4000Hz时，大部分区域不均匀度不大于10dB；
5）系统噪声：
扩声系统不产生明显可觉察的噪声干扰（如交流噪声）;
6）语言传输清晰度STIz≥0.5。
第三部分、体育中心音响工程设计说明
第一章、概念
1.1场馆规模尺寸
本设计说明是对××××××扩声系统方案所做的阐述。
××××××体育馆为一拥有6千余座观众席的中型多功能体育馆，体育馆比赛大厅除能举办篮、排球、手球以及乒乓球、羽毛球和其他竞技类比赛等多种体育比赛外，也能进行大型政治集会和文艺演出等。
扩声系统在功能上以满足体育比赛和政治集合的语言扩声要求为主，也应能满足体操比赛和赛间的音乐扩声要求。
本馆设计观众席为非对称布置,扬声器系统采用分区供声。
在设备上除固定安装的大系统外，尚包括少量小型可移动扩声设备,作为体操比赛音乐重放、检录处等处所用。
××××××体育场是一座拥有1.6万余观众席位的中型体育场,能举办国或国际田径、足球比赛,也是沭阳县重大活动和广场文艺演出的主要场所之一。
体育场的扩声系统不仅能满足体育竞赛和政治集合语言扩声的要求，也应能满足一般的团体操等广场文体表演以及赛间播放音乐的音乐扩声要求。
1.2主要用途
方案设计确定以下2种功能：
1.满足体育比赛的现场扩声系统
2.满足开幕式、闭幕式和大型文艺演出的流动扩声系统
所以更加注重场馆观众席和场地的声音效果；为满足大型体育比赛的开幕式、闭幕式或文艺演出的使用需要，更加注重配备相应的“流动”扩声系统；
1.3主要实现功能系统
系统由固定扩声子系统组成：
固定扩声系统：
分观众席扩声系统跟比赛场地扩声系统两部分,主要用于各种赛事比赛时主扩声，会议时主扩声。
其中比赛是对扩声系统的主要要求，使观众席和比赛场地达到足够的声压级和声场均匀度。
优良的音乐还原能力、良好的语言清晰度和优异的声场均匀性。
1.4体育场馆对扩声系统的基本要求
1.体育场馆经常性的使用是体育比赛或群众集会，因而对扩声系统的基求要，首先要保证语言扩声的可懂度（或清晰度）。
这看似简单在实施中要能真正满足体育场馆观众座席（或大多数观众座席）具有良好的听闻并非易事。
2.体育场馆的使用如果有大型运动会的开幕式、闭幕式或大型高水平的文艺演出，这时扩声系统配以高质量的“流动系统”与原有的“固定”安装系统联合使用，会效果较佳也是比较经济的方式。
3.现代体育场馆的观众群体有别于传统的“观众”，更多的是支持参赛队的“球迷”拉拉队，体育比赛过程气氛热烈。
但是对扩声而言“背景噪声”级增大了且是无规的，在扩声系统设计中应予以充分注意。
第二章、设计构思及依据
2.1设计依据
《厅堂扩声系统设计规》GB50371-2006
《厅堂扩声特性测量方法》GB4959-95
《客观评价厅堂语言可懂度的RASTI法》GB/T14476-93
《厅堂混响时间测量规》GBJ76-84
《体育馆声学设计及测量规程》JGJ/T131-2000J42-2000
《体育建筑设计规》JGJ31-2003J265-2003
《声系统设备互连的优选配接值》GB/T14197-93
《建筑智能化系统设计技术规程》DBJ01-615-2003
《智能建筑设计标准》GB/T50314-2000
《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规》GB/T50311-2000
《火灾自动报警系统设计规》GB50116-98
《电气装置安装工程施工及验收规》GBJ232-9092
《民用建筑电气设计规》JGJ/T16-92
《民用建筑隔声设计规》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》GB50057-94
《电气安装工程接地装置施工及验收规》GB50169-92
《电声学术语》SJ/T10444-93
2.2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，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。
2.3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。
2.4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，在很短时间就测算出场直接声压的函盖围和不均匀度，以及在自然条件下的声场函盖围和最大声压，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，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覆盖围角的声线展示；
2.5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
升级会员 