徐州奥体中心扩声系统工程浅析

　　徐州奥体中心为江苏省第十八届运动会的主场馆，能够满足省运会和较高水平国内、国际单项体育竞赛，以及群众健身、大型集会、展览和文艺演出等功能。本文介绍了奥体中心综合体育馆及游泳跳水馆的扩声系统工程的技术要求，设备配置与实施状况，对扩声系统设计的稳定性、合理性进行了分析探讨。

　　1、工程概述

　　徐州奥体中心由中国建筑西南设计院规划设计，以“山水相依、五省通衢”为理念，采取山环水抱、山水相依的规划格局，以象征交通枢纽、极具速度感的中央景观统帅全局，建筑以“玉”和“帛”为构思源泉，将古玉和丝绸的气质融入建筑造型中，体现昔日兵家必争之地、今朝“化干戈为玉帛”的和平主题。

　　奥体中心建筑面积23万平方米，总投资约15亿元，分为入口广场区、竞赛训练区、体育公园区、宾馆接待区和生态景观区，主要建筑包括一个3.5万座的体育场、一个2000座的游泳跳水馆、一个球类馆、一个2000座的综合训练馆和一个体育宾馆。其中，球类馆设6片网球场、52片羽毛球场、52片乒乓球场，网球场设400个固定座位、羽毛球场设800个活动座位。徐州奥体中心能够满足省运会和较高水平国内、国际单项体育竞赛，以及群众健身、大型集会、展览和文艺演出等功能需要。

　　2012年7月，DESFINE迪斯中标奥体中心综合训练馆、体育馆及训练馆、综合训练馆冰场、球类馆、游泳跳水馆、游泳跳水馆训练场地、田径训练场及室外训练场扩声系统。本文就综合体育馆及游泳跳水馆的扩声系统工程建设情况做简要分析。

　　2、功能及设计指标

　　综合体育馆除主要满足篮、排球、体操等多种体育比赛外，同时能满足大型政治集会和文艺演出等功能需求，游泳跳水馆主要满足游泳比赛、跳水比赛等体育赛事的功能。

　　依据场地特性及使用要求，体育馆和游泳跳水馆的设计标准如下：

　　体育馆扩声系统满足JGJ/T131-2000/J42-2000《体育馆声学设计及测量规程》中一级标准要求, 具体技术指标如下：

　　最大声压级： ≥105dB

　　传输频率特性：125～4000Hz平均声压级为0dB,在此频带内允许+4dB～-4dB的变化(1/3倍频程测量), 63～125Hz和4000～8000Hz的允许变化为+4dB～-12dB的变化;

　　传声增益： ≥-10dB(125～4000Hz的平均值)

　　声场不均匀度：大部分区域≤8dB(中心频率为1000Hz、4000Hz)

　　系统噪声： 扩声系统不产生明显可察觉的噪声干扰(如交流噪声等)

　　主观听音： 语言清晰、音质良好、无声缺陷

　　游泳跳水馆扩声系统满足JGJ/T131-2000/J42-2000《体育馆声学设计及测量规程》中二级标准要求, 具体技术指标如下：

　　最大声压级： ≥98dB

　　传输频率特性：以250～4000Hz的平均声压级为0 dB,允许+4 dB～-6dB的变化

　　传声增益： ≥-12dB(250～4000Hz的平均值)

　　声场不均匀度：大部分区域≤10dB(中心频率为1000Hz、4000Hz)

　　系统噪声： 扩声系统不产生明显可察觉的噪声干扰(如交流噪声等)

　　3、扩声设计原则

　　可靠性：系统各设备和传输网络必须能保证系统的正常安全使用，质量、性能良好，具备应付各种复杂环境变化的能力。

　　先进性：代表信息时代的技术发展方向具有智能化的集中控制功能高保值、易增值，系统扩展性强性价比高，系统故障易诊断、易维护系统信息易储存、易调用，系统构成技术先进，具备和其它系统相联接的可扩展性。

　　易于维护性：系统选型考虑用户的使用，管理方便和投入使用后的维护方便。

　　美观性：考虑到是用于场地的环境，力求美观大方、自然和谐，不破坏场地的整体环境。

　　经济性：最大限度地为用户节省开支费用，减少不必要的投入。

　　综合性：综合考虑系统方案设计、工程施工、设备管理、系统维护、功能扩展和技术服务的全过程。

　　扩展性：系统提供方便的总线制架构让添加设备可轻松接入系统实现相互控制。

　　4、扩声系统设计

　　合理的扩声系统，需要有合适的音源、合理的周边搭配、科学的系统设计、优质的音箱等部分构成。在保证能够提供符合国家技术标准要求的足够的声压级、传声增益、声场均匀的客观指标下，还力求有好的语言清晰度，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。

　　4.1 主扬声器的选择与布置

　　结合现场实际情况，体育馆和游泳跳水馆均为单面看台，扩声系统采用分区扩声方式，将比赛场地和观众区扩声分开，以减少扬声器间干涉以及便于声场分区控制，可提高语言清晰度。

　　体育馆扬声器系统设计共分为两个部分：场地区扬声器系统及观众区扬声器系统。在设计上，场地区共采用了两组，每组8只双12寸DESFINE DS9885线阵音箱，吊装于场地区北侧墙面。观众区亦采用了两组，每组6只双12寸DESFINE DS9885线阵音箱，吊装于观众区前方马道下。

　　观众区扬声器到观众席的最大投射距离约为32m，根据线性阵列音箱的衰减特性，投射声音的物理损失有10lg32=15分贝(dB)，如果观众区要达到105分贝(dB)的平均直达声声压级，扬声器须要具备≥120dB/1m的最大声压级。

　　由DESFINE DS9885的技术参数，其输出最大声压级达到132dB，可完全满足使用要求，使涵盖区域内超过105dB的声压级。

　　覆盖观众席的线性扬声器组为2组6只DS9885，其横向覆盖角度为100°，单只扬声器轴线投射距离约为20米，故其横向覆盖距离分别约42米，而看台的横向距离约60米，2组DS9885可完全覆盖横向，且有一定的重合区域，不会出现空区。

　　图1：体育馆扬声器剖面安装图

　　游泳跳水馆扬声器系统设计共分为两个部分：场地区扬声器系统及观众区扬声器系统。因游泳跳水馆装修吊顶较低，在设计上，为保证声场覆盖，场地区共采用了三组，每组4只8寸DESFINE DS9884线阵音箱，吊装于场地区北侧墙面。观众区亦采用了三组，每组4只双8寸DESFINE DS9884线阵音箱，吊装于观众区前方马道下。

　　扬声器到观众席的最大投射距离约为26m，根据线性阵列音箱的衰减特性，投射声音的物理损失有10lg26=14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≥112dB/1m的最大声压级。

　　由DESFINE DS9884的技术参数，其输出最大声压级达到136dB，可完全满足使用要求，使涵盖区域内超过98dB的声压级。

　　覆盖观众席的线性扬声器组为3组4只DS9884，其横向覆盖角度为90°，单只扬声器其轴线投射距离约为16米，故其横向覆盖距离分别约32米，而看台的横向距离约80米，3组DS9884可完全覆盖横向，且有一定的重合区域，不会出现空区。

　　通过以上布置方式和采用线阵音箱作为主扩声扬声器系统，其高指向性、高Q值、高灵敏度可有效控制声场覆盖和声压均匀度，减少长延时声问题的出现，提高语言清晰度。

　　在扩声频段内，200Hz～4KHz的声音对语言清晰度的贡献值最高，可达90%以上，通过系统中的信号处理器，提高此频段的声能比例，以便在馆内背景噪声较高时，不增加总功率，提高对语言清晰度较有贡献的频段的信噪比，改善扩声清晰度。但不能使扬声器系统高频负荷太大，避免单元的烧毁或降低其使用寿命。

　　4.2 调音台

　　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联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。

　　体育馆扩声系统选用的是ALLEN&HEATH GL2600-432 32路4编组调音台，游泳跳水馆选用的是SOUNDCRAFT Live4.2-24(RW5222)24路4编组调音台。

　　4.3 数字音频处理器

　　随着数字技术的高速发展，全数字一体化音频信号处理控制设备应运而生，它大大提高了系统的高速处理能力，增强了系统的可靠性，在约1U高度的机身内，具有精确的参量均衡、压缩限幅、数字分频以及延时等功能，只要我们将所有参数调整确定后，进行加密锁定，所有参数即可安全的进行工作，从而确保了系统的高质安全运行。在体育馆和游泳跳水馆的扩声系统中，采用了数字周边设备3台DESFINE PX48数字音频处理器，大大提高了系统的可靠性和可操作性，保证系统的安全稳定运行。

　　4.4 功率放大器

　　对于一套优秀的专业扩声系统，功放与音箱的完美搭配是不可缺少的。在音箱与功放的匹配方案上，我们觉得要着重考虑一下几点：

　　【多重原则】从技术方面考虑，功放与音箱配接需要注意：功率匹配、功率储备量匹配、阻抗匹配、阻尼系数的匹配等问题。

　　【功率匹配】功放与音箱功率配置的具体标准应该是：在一定阻抗条件下，功放功率应大于音箱功率，但不能太大。在一般应用场所功放的不失真率应是音箱额定功率的1.2-1.5倍左右;而在大动态场合则应该是1.5-2倍左右。

　　【目标响度】在一定的目标响度下，音箱可以比设计值大一些，以备不同用途，而功放的功率应该严格由音箱决定。

　　根据以上因素，结合我们所选用扩声音箱，系统所有功率放大器与扬声器采用同一品牌(DESFINE)产品，匹配均通过长期测试，为最佳匹配，性能稳定，可靠性高，具有高的阻尼系数，不产生声音变调或染色现象。功率放大器的功率均为扬声器额定功率的1.5倍～2倍，有足够的功率储备，保证系统无失真运行。

　　4.5 其他设备的选择

　　考虑到两个馆均有大型集会会议的功能，系统配置了足够数量的会议话筒，为避免主席台上的多个会议话筒同时使用时产生梳妆效应，出现升反馈，同时提升语言清晰度，在会议话筒的输入端配置audio_technica的8路自动混音器，抑制声反馈的发生，提高整个扩声系统的传声增益。

　　音源均选用TASCAM和PIONEER各类专业级音源设备，并根据不同的场地需求，配置了不同类型的无线话筒。

　　两馆的扩声系统中均为所有设备设计选用了带净化电源功能的电源时序器进行电源开关控制，实现系统一键开机和一键关机的操作模式。

　　4.6 系统接口设置

　　为提高资源共享质量，扩声系统在工作时，通过主调音台的输入、辅助输出通道、编组输出通道，可以输入、输出多个音频信号，与以下系统或接口交换信号：

　　广播电视转播输出

　　流动演出系统音频信号对接

　　大屏幕控制室音频信号接口

　　主席台区域音频信号接口

　　运动员检录区

　　公共广播系统

　　内部通讯系统

　　场内各个预设音频接口

　　为满足两馆的功能需求，保证任意位置附近都有话筒面板，用以连接话筒使用，选择了适当的信号采集点安装话筒面板，分别设计在主席台、比赛场地四周的观众席前沿墙面、检录处、裁判席、显示屏控制室、消控室等位置设置话筒盒，通过这些音频点将音频信号送至控制室，提高系统使用的灵活性和扩展性。

　　5、效果评价

　　2014年7月，徐州奥体中心体育馆、游泳跳水馆等场地进行了扩声系统的验收，经过测试检验、主观试听，获得了建设方、使用方、监理方等的一致肯定。江苏省第十八届运动会于9月19日在徐州奥体中心盛大开幕，DESIFNE迪斯产品为江苏省第十八届运动会部分场馆，包含徐州奥体中心体育馆、训练馆、球类馆、游泳跳水馆等提供了全套专业的扩声系统服务。这是DESFINE迪斯品牌历经了第29届世界奥林匹克运动会、第26届世界大学生运动会、全运会、省运会、城运会等数以百计国内外大型盛会的久经考验和成功应用之后，又一次为我国大型体育赛事保驾护航。