江阴市体育中心体育场扩声系统设计方案 ——江阴市体育中心体育场扩声系统设计方案

　　第一节 设计概述

　　一、场地概况

　　江阴市体育场是一座拥有3万余观众席位的中型体育场, 能举办国内或国际高级别的田径、足球比赛, 也是江阴市重大活动和广场文艺演出的主要场所之一。

　　江阴体育场由四面看台、场地中间标准的足球比赛场地，及400米跑道组成。整个体育场长轴约250米、短轴约220米，体育场为双挑棚结构。

　　根据项目实际需要，综合该体育场的功能，结合国际先进电声技术设计的理念，提出本设计方案，以客观而完善的设计全面满足使用功能需求，并对部分功能作适当的扩展。

　　二、场地主要使用功能

　　 大型体育比赛

　　 大型集会

　　 大型团体操文艺表演及赛间播放音乐

　　三、设计指标

　　依据国家行业标准JGJ/T131-2000【体育馆声学设计及测量规程】中的体育馆扩声系统的二级标准作为该体育场扩声系统的设计指标。

　　四、系统设计构思

　　(1) 保证全场有较高的语言清晰度，并能长时间提供足够的声压。

　　(2) 全场各个位置无明显回音、颤动回声和声聚焦等音质缺陷。

　　(3) 扬声器声音覆盖服务区内，声音与频响覆盖均匀。

　　(4) 扩声系统的使用功能满足重大体育比赛、大型集会和大型团体操等扩声需求。

　　(5) 扩声系统在正常运行时，各项指标均能达到国家行业标准中体育馆扩声系统二级指标。

　　(6) 设计多种系统保护措施，保证音响系统长期处于稳定可靠的工作状态和在意外情况下迅速有效保护音箱和音响系统的设备不受破坏。

　　(7) 音箱的外形和安装位置不影响场地的整体风格。

　　五、设计理念

　　设计思想与理念是专业扩声系统设计的一条主线，它贯穿整个专业扩声系统设计的全过程，系统各个部分的内容与构成都紧紧围绕这一主线而展开。

　　根据对国内外扩声系统设计的思想，扩声系统的基本设计理念如下：

　　理念一： 服务于“声音艺术”的专业扩声系统设计的核心目标，是实现高质量声音重放和还原。

　　基于对人类听觉生理及心理特性的研究成果，如何使所有人获得“自然”、“真实”、“优美”的听觉艺术享受是建筑声学和电声学研究者与设计者所共同关注的问题。要解决这些问题，需要用到最新声学领域中的研究成果及技术手段，以充分体现现代科技带给人们艺术享受。

　　我们在本次设计中对体育场的扩声声场布局做了优化，根据贵场地的特性和扩声需求，设计采用了针对体育场等远射程的扬声器，使整个扩声场所达到更为专业的扩声效果，并将上述理念贯穿于所有设备选型与传输技术方案的选择过程。

　　理念二： 新技术的应用使系统管理与控制变得更“精确”与“简单”，彰显“人性化”设计。

　　科技不断进步与发展，新技术层出不穷，供选择配置的设备名目繁多，功能各异，在满足设计要求的前提下，应该使管理者和操作者的工作更简单可靠。因此，坚持“人性化”设计是我们的基本设计理念。

　　理念三： 采用国际、国内扩声领域中认同度高的主流产品，提高扩声系统设备的认同度与利用率。

　　在设备选型方面关注并充分了解国内外专业扩声领域中认同度高的主流产品品牌。通过参观、交流、访问等多种调查手段，充分掌握主要设备品牌认同度的实际情况，了解设备制造厂的发展状况，做好设备选型这一关键工作，以保证设计理念通过设备性能和最终效果得到完美体现。这也直接影响到体育场馆专业扩声系统完工后设备的利用率。

　　第二节 扩声系统深化设计

　　江阴市体育场是一座拥有3万余观众席位的中型体育场, 能举办国内或国际高级别的田径、足球比赛, 也是江阴市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。因此，与其配套的扩声系统必须满足各类活动的要求，既要保证在重大体育比赛、大型集会时要有较高的语言清晰度，又能确保各类活动时拥有足够的声压级和分布均匀的声场。

　　一、扩声系统组成

　　1. 东、西主观众区扩声系统。

　　2. 南北两侧观众区扩声系统。

　　3. 比赛场地扩声系统。

　　4. 媒体矩阵控制系统。

　　5. 控制室监听、监控系统。

　　6. 检录处检录呼叫系统。

　　7. 系统对接信号接口。

　　二、扩声设备的选择

　　1、调音设备

　　调音台是扩声系统进行信号加工混合的主要设备，又是调音师对演出节目进行艺术加工的关键工具;扩声系统的艺术表现力依靠调音师的技巧来实现，我们的设计就要为调音师的工作创作便利的条件。在扩声系统中调音台是连接各种声源与扩声系统其他设备的纽带，必须有优秀的电声性能指标，高度的兼容性、可靠性、灵活性及强大的功能。

　　(1)、主扩声系统调音台

　　在贵体育场主扩声系统的调音台选取上，设计采用了世界著名的Allen & Heath 32通道8路音频编组调音台GL2800-8.32。

　　(2)、检录处调音台

　　根据招标文件要求，检录处调音台设计采用了YAMAHA MG102C 10路调音台。

　　2、音频处理设备

　　在音频处理设备的设计配套上，按照科学性、先进性、安全性、充分体现“先进、合理、可靠、节约”的原则，选用了ATEIS(亚提斯)先进的数字媒体矩阵LAP 8in8out。

　　3、扬声器设备

　　扩声系统在保证能够提供符合国家技术标准要求的声压级、传声增益、声场不均匀度的客观指标下，还力求体现有合适的响度;中高频层次分明，清澈嘹亮，中音浑厚有力，优美动听，低音丰满柔和有弹性、有力度的主观效果。而达到这一效果，在整个扩声系统中，音箱是第一位的。

　　针对贵体育场主扩声系统设计采用了DESFINE(迪斯)公司具有重量轻、射程远、全天候等特色的DS97系列扬声器。

　　4、功率放大器

　　针对贵体育场主扩声系统设计采用了DESFINE迪斯MA/MB系列功放，就是专门参照DESFINE品牌音箱的参数进行研发设计的。充分考虑到DESFINE音箱各系列音箱特性和固定安装工程的独特需要，按照时下最先进的电子技术，设计出市场表现优秀的功率放大器。

　　5、前级放大和其它设备

　　在本设计中针对于前级放大和其它设备我们选用了专业DVD机、专业双卡座机、专业单CD机、双卡座录音机、会议系统、专业有线话筒、无线话筒、控制室监听设备、电源时序器等。

　　6、远距离光纤传输系统设备

　　在贵体育场扩声系统中，为了保证音质，我们采用分区式扩声方式，在两面挑棚上均安装有扩声音箱，由于两面挑棚之间的距离较远，因此我们设计了双控制室的控制方式，主控制室在西看台，辅助控制室(也称功放室)在东看台。主控制室的调音台和辅助控制室的音频处理器之间采用光纤通讯。主控制室的调音台信号进入媒体矩阵，信号进行电/光转换，然后进入4芯室外多模光缆进行传输，光纤传输信号到东看台功放室，接入媒体矩阵经过光/电转换，完成高质量、高效率的信号传输。

　　7、控制室监控设备

　　由于贵体育场具有主控制室和功放室(辅控制室)，为了达到统一控制，辅控制室无人值守，设计采用了安宝球形摄像机和14寸TCL显示器2套，主控制室和辅控制室各一套，起到双监控(主控制室与辅控制室互相监控)的作用;同时，由于设计采用的时序电源器具有遥控功能，可以在西面的主控制室内遥控开启、关闭辅控制室内的设备，通过视频监控设备室内的设备工作状况，可以实现在主控制室内完全控制辅控制室，做到整个系统的完整、统一性控制，为系统控制带来了完美的效果。

　　五、主扩声系统扬声器的布置方式

　　1.扬声器布置的要求

　　(1)使全部观众席上的声压级分布均匀。

　　(2)多数观众席上的声源方向感良好，即观众能听到的扬声器的声音与看到的讲演者在方向上是一致的(也就是声像定位，在演出方面的要求比较高)。

　　(3)控制声反馈和避免产生回声干扰。

　　2.扬声器的布置方式

　　可分为集中式、分散式和混合式三种方式。

　　在该体育场的扩声系统中，由于体育场拥有四面看台、两面挑蓬，整个体育场扩声系统是按照体育馆扩声系统设计的二级标准来设计的，故深化设计中采用了集中扩声和分散扩声相结合的安装方式对各个扩声区域进行扩声，对要求不同扩声的地方，我们采用不同的扩声方法，观众区和比赛区都是远场扩声和近场扩声相结合的方法。这样做的好处是能够做到远近扩声的声压级均匀，能够达到国家体育场扩声的要求，满足扩声系统的需求和各项扩声设计指标。

　　六、主扩声系统音箱涵盖区域说明

　　整个体育场扩声也可以看成两个部分：东面挑蓬吊装扬声器扩声、西面挑蓬吊装扬声器扩声。

　　体育场扬声器平面布置图(西面挑蓬)

　　体育场扬声器平面布置图(东面挑蓬)

　　1.西面观众区扬声器：

　　体育场的西面挑棚下看台扬声器设计采用了6只覆盖角度为60°H×60°V的两分频12寸中远程全天候全频扬声器DS9712/M(W1～W6)，负责西面看台下方(即西面观众席前区，见下图)观众席区域的扩声。

　　西面挑棚上看台扬声器为8只覆盖角度为120°H×60°V的双8寸二路全频远射程DS9728/S(W7～W14)，负责西面看台上方(即西面观众席后区，见下图)观众席区域。

　　西面观众区扬声器剖面覆盖图

　　覆盖西面看台前区的扬声器(W1～W6)为6只DS9712/M，DS9722/M的覆盖角度为60°H×60°V，单只扬声器其轴线投射距离约为38米，故其横向和纵向覆盖距离分别约40米，而西面看台的横向距离约190米，6只DS9712/M可完全覆盖横向，且有一定的重合区域，不会出现空区。

　　从理论计算可得，覆盖看台前区的扬声器最大投射距离约为38m，投射声音的物理损失有20lg38=31.6分贝(dB)，如果观众区要达到98分贝(dB)的平均直达声声压级，扬声器须要具备≥129.6dB/1m的最大声压级。

　　由DESFINE DS9712/M的技术参数，输出灵敏度：LF 105dBSPL/1W/1m、HF 109dBSPL/1W/1m;输入功率：LF 300W(RMS)、600W(Peak)，HF 120W(RMS)、240W(Peak);输出最大声压级：LF 130dB、HF 130dB;其输出最大声压级为：LF 130dB、HF 130dB，可完全满足使用要求。

　　覆盖西面看台后区的扬声器(W7～W14)为12只DS9728/S，DS9728/S的覆盖角度为120°H×60°V，单只扬声器其轴线投射距离约为20米，因中间区域后侧观众席座位较多，纵向距离较长，为保证该区域的声场完全覆盖，将中间4只DS9728/S(W9～W12)旋转90度角安装，这样其覆盖角度变为60°H×120°V，保证中间区域不会出现声场空区。

　　从理论计算可得，覆盖看台后区的扬声器(中间距离观众区最远的一组)最大投射距离约为16m，投射声音的物理损失有20lg16=24分贝(dB)，如果观众区要达到98分贝(dB)的平均直达声声压级，扬声器须要具备≥122dB/1m的最大声压级。

　　由DESFINE DS9728/S的技术参数，输出灵敏度：98dBSPL/1W/1m;输入功率：300W(RMS)、600W(Peak);输出最大声压级：123dB;其输出最大声压级为：123dB，可完全满足使用要求。

　　所有扬声器均吊装于西面挑蓬的下方，分两层吊装，每个吊装点的音箱重量均为单只音箱的重量(9712为20kg，9728为13kg)，重量均很轻，安全方便吊装。

　　由于挑蓬从西面的正中央到两侧的高度是渐渐减小的，扬声器的吊装位置都是通过各个吊装点的吊装高度、吊装音箱的各个方向的覆盖范围来计算分析的，可以通过适当地调整扩声音箱的指向角度，使得声场均匀度到达更佳状态。