体育馆音频系统设计说明正本.docx
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体育馆音频系统设计说明正本
体育馆
音响系统工程
设
计
方
案
音频系统设计说明
体育馆是体育/文化建设基础设施中重要的组成部分，是该地体育/文化和政治建设的重点工程之一。
这集体育竟技活动、各类会议及重要演出活动等功能于一身，它的建成将使当地的群众体育/文化生活更增加新的色彩。
一、系统概述
现代化的体育场馆，必须要有现代化的系统设施作保障，尤其是作为重要的活动场所。
整个音频系统应立足点高，应从系统的科学性、设备的先进性、功能的实用性、使用的可靠性上着重考虑。
设备的选用、系统的设计思路都应超前，扩声系统设计指标不能满足于现有的国家有关语言和音乐扩声兼容一级的标准，必须要上一个台阶。
同时，作为一个举行各类政府活动、对外文化友好交往的重要场所，扩声系统的安全可靠性无疑是最重要的。
若抛弃可靠性。
一味追求设备高档性，则可能得不偿失。
因此，在考虑整个系统的设计时，我们本着以人文本的设计理念，以功能的实用性、使用的可靠性、灵活性、可靠性标准，用以作为体育馆的设计基石。
体育馆共有27000平方米，兼顾体育竟技活动、各类会议及重要演出活动的功能，我们根据该场所的功能要求，依照中华人民共和国技术标准GBJ（1992.12报批稿）体育馆声学设计规范中语言和音乐扩声兼容一级的要求作出扩声设计。
经计算机模拟计算（请参见本系统说明“科学的扩声系统设计工具一文和所附的EASE声场模拟图）主要声学指标均达到国家语言音乐兼容一级标准。
一、建声设计建议要求：
根据国家标准《多用途厅堂声学设计规范》，结合场所的实际情况，建声设计指标如下：
1、厅堂功能
以体育活动文艺演出表演及会议各类活动为主。
2、混响时间
RT60＝1.0∽1.2秒（500∽1000HZ）；
3、混响时间频率特性，相对于500∽1000HZ的比值
频率比值
1251.0∽1.5T
2501.0∽1.25T
20000.9∽1.6T
4、声场不均≤±6DB；
5、无回声和颤动回声
6、允许噪声级参照ISO－NR－35噪声评价曲
建声可说是电声的基础，没有良好的建声环境，不管系统设备再好，也难以取良好的音响效果。
很多用户已发现完全相同的系统设备在不同的场地使用后，效果都会有区别，原因就在于建声条件的不同。
要做好各个会场的建声首先要做好隔音，隔音的好坏直接影响室内的本底噪音，所以应根据周围环境来用相应的方式进行隔音。
靠近噪音声源的地方应用双体墙并于中间留缝，并于缝隙处填充阻尼材料，尽量使屋面，天花板的隔音量与墙体隔音量一致，同时也可避免由于吊装天花板而造成的空腔效应，在门口或大面积玻璃面的反射声的干扰。
室内噪音值应控制在NR15、A声级30DB之间较为理想。
控制室内声音的反射与吸收是建声最重要的内容。
因为它将直接影响房间的混响时间，从而影响语言清晰及声音丰满。
吸收材料要用于控制房间的混响时间，使房间具有良好的音质，清除回声、颤动回声、声聚焦等声学缺，室内吸声降噪；管道消声。
混响时间越短，声音越清晰。
但会显得干涩，听感不舒服。
混响时间越长，声音会显得丰满，但会拖拍、会含混不清，所以把根据不同用途选择一个合理的混响值，如专业音乐厅；1.6∽2.2秒之间，专业剧院1.0∽1.6秒，杜比最新发表数码影院则要求控制在0.8秒内，国际会议厅则要求在0.6∽0.8秒之间。
由于该厅主要作文学艺术报告、表演用途，这样才有利于保证体育解说与会议和文艺表演的质量，基于以上原因，装饰设计单位应在材料选取时认真考虑与计算，对于一些容易造成反射的墙面（如后墙）就考虑吸收音效果优先于装饰效果，先取高吸音材料。
为减少驻波及颤抖回声出现的可能，应尽量减少出现大面积的平面出现，如半天花设计成跌级状或凸形，墙面设计成多个不同方向之反射面，人为地使声音出现散射。
为减少空腔共振，装饰面积大的空位应填充一定的阻尼材料，对于天花板顶上的空隙应作吸音处理。
良好的建声环境是扩声系统工程成败的首要条件，我们非常希望能与业主、装饰设计单位共同协作，相互交流，共同完成该项高质量的音视频系统工程。
作为我公司在此地的一个标准性工程。
为以后的发展奠定更坚实的基础。
由于立体声扬声器系统是分别作用在声场中，一般选用扬声器应有足够大的功率，较宽的频率响应应和动态范围，良好的指向性和较低的失真度，因此必须选用组合扬声器。
主扬声器和中置扬声器应选择指向性较好，如有条件一般选号角恒定指向扬声器，指向性为水平100º，垂直40º，以保证均匀的覆盖声场。
辅助声重放系统的完善设计，可增强整个立体声声信息的空间感，分布感和定位感，在观众看时，独如身临其境，得到美好的艺术享受。
为了能充分体现各种特殊效果，低频能量较为丰富的声音，而一般的音箱低频下限仅为50∽60HZ，因此，如果没有超低音的参与，无法感受到真正的效果，而0.1声道是120HZ以下的超低音频信号，超低音更是不可缺少的，由于超低音的效率较低，损耗较大，一般超低音系统的功率配置的都比较大，因此我们选用了DMUIS（德美声）DS-2181200W的大功率超低音箱以保证影院较好的震撼效果。
一般对体育馆的要求如下：
1、重放立体感强，有方向感和定位感，临场效果好，保证音响效果能充分反映画面的环境气氛，恰当地烘托画面的艺术效果。
2、音域宽广，音质丰满，对白清晰，层次感好，确保声音还原的高保真度和自然度。
3、整个观众厅声波覆盖均匀，聆听立体声范围大。
为保证观众厅两侧及局部的所有辅助声扬声器声信息的最佳分布，即观众厅中每个座位上得到的环境声声压级大致接近，并有明显的空间感，使观众感到的环境声是空的，而不是来自某一个特定方向的，为此环绕声应是从观众四周“漫射”给观众，而不是某个位置的直达声。
二、设计说明：
本方案严格执行国家有关部门标准作为设计依据：
1、依据：
广电部GYJ25－86会议厅及多功能扩声音乐一级
2、构思说明：
采用集中式音箱布置方式和分散式音箱布置方式相结合。
3、利用计算机辅助设计
为提高扩声系统设计的精确性，在设计中我们运用电脑声学模拟软件作为辅助设计，在众多的电脑声学辅助设计中，最受业内人士推崇的要算EASE辅助系统。
科学的扩声系统设计工具
扩声系统是一个精密的科学系统，产非选配高档器材堆砌就能得到理想的结果。
凭个人的泛泛经验设计，其结果往往事与愿违。
“拍脑袋”工程只能欺骗用户。
本着对用户负责的精神，我们在扩声系统设计中要求严谨治学，采用世界上最为先进的EASE声学模拟设计软件系统进行设计。
EASE是现今世界上最大专业音响协会——美国声学研究协会和全球软件巨子微软公司联合设计的专业扩声系统设计软件。
它能进行声场分析设计，通过建立三维模型位置中，以三维坐标形式表达建筑内部结构和音箱方位、音箱投射角度，声音的覆盖范围、声压的分布、声音的清晰度、传声增益等、通过反复计算，以得出最佳扩声设计方案。
它是一种十分科学先进的设计方法。
它可以节约时间，为业主节约资金，及早避免可能出现的失误。
它计算所得出的声压分布是以颜色的变化差异体现的，一目了然。
其科学性、准确性已在实践中得到证实。
从美国“超级碗”橄榄决赛仪式到闻名世界的悉尼歌剧院，从北京人民大会堂到上海大剧院、上海体育场，在许多大中型扩声系统中EASE都做出了不可磨灭的贡献，最后声场实测与计算机的模拟计算十分接近。
在此次设计中，我们在EASE软件中选择适当的扬声器进行摆位，输入影响系统音质的所有参数，由计算机模拟设计，并可马上看到模拟结果，经过多次调整扬声器和设备参数，最后才得出现今的扩声方案。
建立建声EASE模型（见附图），在模型之尺寸按甲方提供图纸资料，根据以上参数，我们在EASE中所测得的参数如下：
最大声压级：
要求在100HZ---6300HZ频率范围平均声压级大于或等于115
传输频率特性：
要求在100HZ---6300HZ频率平均声压级为0dB，在此频率内允许小于或等于±4dB
1、传声增益：
在100HZ---6300HZ频率范围内，传声增益平均值大于或等于-8dB；（音乐兼用）
2、声场均匀度：
在100HZ小于或等于10dB；要求在1000HZ小于或等于8dB；在6300HZ小于或等于8dB
3、总噪声级：
定义为扩声系统达最高可用增益，但无有用声信号输入时厅堂内各听众席噪声级的平均值要求小于或等于NR25（35dBA）；
4、失真度：
7﹪
27000平方米采用集中式双声道和分散式扩声系统。
这样可有一个准确的置，主音箱间相对干涉失真减小，声场也更易控制，无论文艺演出和开会都有较好的效果。
一、声像具有多声源的分布感，听音者可感受到多个不同位置的声源，在不同方位上的存在，前期反射声和混响声比较接近实际情况，增加临场感、实况感、层次感，声场十分活跃。
二、具有声像移动、声像定位空间感。
三、清晰度得到提高，声音的层次分明，由于多声源的分布感，从而减弱了声源之间的掩蔽效应，听音者能辨别每个声源的信号的内容，使清晰度得到提高，但环境要有足够的声学比、信噪比。
四、多声源的声部平衡得到改善。
声像具有多声源的分布感，给多声源的音量平衡带来方便，为了一些需要突出的声源（独唱、独奏、领唱、领颂等）创造了条件，即突出了某个声源，又平衡了整体声源，这在单声道中是很难做得到的，单声道中如果突出了某个声源，则更加重了单声道的效果，并且使声源音量失去了平衡、失去了层次。
五、背景噪声的影响降低了。
与单声道比噪声具有多声源的分布性，对单声道声源具有几多声源的集中性。
分散背景噪声干扰，当然降低了背景噪声的影响。
六、音响效果更加自然，空间声音的定位由于采取了信息分离组合的方法，所给出声音的独立信息比单声道多得多，有利于分散的多声源信息的恢复和重放，增加音响的自然效果。
七、性能价格比高是一个好的防声系统优劣的唯一标准，首先使用效果给听众带来了全新的感受，最好的享受听众满意给经营者带来了暂新的、高性能的、先进的专利产品，提高了扩声场所的档次，符合技术发展动向，能做到系统多年领先不落后，投资者具有超前意识，会带来巨大的经济效益。
音箱选用
主声道音箱由16只DMUIS（德玛仕）/N-12全频线性音箱与DMUIS（德玛仕）16只PA-218超低频音箱构成阵列，分别安装在比赛区的两侧的隐蔽声墙内。
观众能清晰的听到直达声，与主扩声配合，即能满足听音的需要和很高的语言清晰度，还符合人们的听音习惯。
功放的选型
功放全部采用同品牌与之配套的N系列系列功放。
该品牌功放采用了诸多的新技术。
即使在所需功率超出晶体管所能承受功率时，其智能化电路可自动调整其工作状态按比例调整它的推动电平使功放继续工作，不致象其他功放的保护电路需停止工作重新启动。
这使得使用者能在最不利的条件下仍能保证会议和演出正常进行，提高了系统的安全可靠性。
调音台的选型
调音台又称调音控制台，是多功能厅的专业音响系统的控制中心设备，它是一种多路输入、多路输出的调音控制设备。
在众多调音台中，YAMAHA（雅玛哈）MG系列可以说是一只独秀，该调音雅玛哈最杰出产品之一，。
处理器选用
在专业音响设备中，除了节目源设备、放大器、调音台之外，还使用许多信号处理设备，以美化音色，提高音质，强各种音响效果。
我们选用美国音频设备品牌DBX图示处理器，此处理器双通道入6通道输出、全频调控，恒定Q值，先进的滤波器设计传送出的讯号非常准确，噪音及失真均极低，并确保最少的减幅震荡及相位转移，能补偿各种节目信号中欠缺的频率成分，又能抑制过重的频率成分，还可校正室内声学共振特性产生的频率畸变，弥补建筑声学的结构缺陷，抑制声反馈，改善厅扩声的质量。
辅助（观众区）音箱
为了增加观众区听的需要,特配置同品牌N系列中的N-10辅助音箱48只线性音箱，理想地作为人声及音乐监听使用,可有效避免声返馈的产生，其频率效应为50HZ-19KHZ±4DB，功率800W，最大声压级为125DB，灵敏度99DB，选用同品牌专业功放系列N-1000功放（额定功率为1000W×2/8Ω，最大限度的满足它各种功能的使用需要）。
该辅助系统一个方面能充分满足观众区的需要的同时，另外还有一个功能，就是当主扩声系统出现故障的时候，该系统可以临时顶替上，以至不会出现全场无声，招致冷场
辅助（观众区）音箱处理器的选用
音箱处理器是一种集合分频器；均衡器；激励器；压限器；反馈抑制器；延迟器等多个周边设备的处理设备，我们选用美国音频设备品牌DBX260，它是现代音频设备经典之中的极品设备。
周边器材及音源设备的选型
27000平方米体育场是语言和音乐兼容，与一般舞厅扩音系统最大区别是使用了多话筒拾音，所以特别要考虑声反馈啸叫问题（即传声增益），还须注意语言扩声时的声音清晰度问题和文艺演出时音质的柔和度、丰满度和平顺度等问题。
一个系统要达到良好的效果，该系统中任何一个环节的性能达不到要求，都会使其它器材发挥不出应有的性能而破坏了整体的效果。
为使该系统有一定的超前性和较灵活的实用性，音源播放设备有DVD、CD、VCD兼容机，因此我们选择了PIONEER393/PD117DVD/CD播放机，用来播放不同载体的音源。
无线话筒的选用
由于该体育馆面积较大，现代通信设备使用较多，普通无一咪由于发射和接收频率与现行通信设务间干扰较大，由此就可能造成无线咪话筒接收不良。
所以我们选用电视台、演播厅专用话筒SENNHEISERE手持式无线话筒，采用双接收、双发射和先进数码滤波和频率合成技术，收发稳定、灵敏度、音频信号、传真度高采用U段和手机的干扰。
SENNHEISERE全系列无线咪都内置HDX宽带压限/扩张降噪技术。
首先，在发射端，将音频信号按2：
1压缩，然后和射频信号原有噪声混合，只要高于600DB的射频愿有噪声层，在接收信号时，再按比例反落下，以1：
2扩张还原，此时射频噪声已低于接收器原有噪声层，所以信噪比较镭射唱片更好。
效果器选用
由于房间混响时间较短，在播放乐曲和演出时可能会出现声音干涩，缺乏丰满度的现象。
有人曾建议在音源（信号源）中加入电子混响，再从主音箱放出，但实践证明却是弄七巧成拙，听感虽有改善，但破坏了本来的层次感与清晰度，原因在于没有理解直达声与反射声之间的关系，要知道，反射声并非来源于方向，反射声对声源起烘托作用，若直接在声源中加上混响，人耳就无法分辨出直达声与反射声的关系，也就是说反射对其起不了应有的作用。
那么如何解决的，因此我们从调音台输出一路信号经YAMAHA100效果器进行人声处理，再以立体声方式输出给左右声道。
用此方法可使由于房间混响时间过短的演出中所引起的问题得到良好的解决。
（1）电源功率的计算
音响工程的电源使用非常的广，可以说几乎所有设备都要不同程度地使用电源。
而不同类型、不同用途的工程，会因为设备的差别需要的电源功率就相关较大，如果没有充分的计算施工的依据，不仅后面的工程进展会到影响，而且极易造成用电的不安全，所以必须在设计过程中反复进行电源功率的计算。
目的就是可靠的计算结果选取管线、开关器件的规格，以及向配电部分申请电源容量。
对于音响系统的消耗功率，其主要结果来源于音箱的扩声功率，而扩声功率决定于前面提到的扩声声压和音箱的灵敏度，灵敏度的单位是：
dB/m.W，即音箱在得到1W的输入功率时，在其前方1m处产生的声压级；同时与此有关的概念是：
输入功率增大一倍，音箱在其前方1m处产生的声压级提高3dB。
所以要求所选音箱的功率为：
W=2{额定声压级—灵敏度的分贝值（瓦）}/3
需要注意的是：
计算出来的音箱功率应该是共粉红色连续功率，由此功率确定音箱的型号和数量，最后再确定功放的型号和数量。
确定了功放的型号后就能知道它的实际输入功率，然后考虑进去周边设备的功率消耗，就应该得到音响系统的消耗功率了。
另外，在确定功放与音箱的配置时，除了阻抗和功率相当时，还需考虑功放与音箱的功率搭配。
（2）电源的供应形式
对于一般的用电设备，只要能满足其功率供应在电源的供应形式上不会有太多的要求，但对音响工程来讲，由于音响、灯光设备工作条件的特殊性，所以就对电源的供应形式提出了一定的要求，具体就音响设备而言，虽然一般都是靠单相电源220V的形式工作的，但由于工业用电和灯光用电会对音响设备产生干扰，并且这种干扰轻易被人察觉，所以必须在供电形式上提出要求，尽力避免干扰的产生，一般来讲：
音响的电源应取自供电线路中干扰较小的一路同时，条件许可的话，音响系统的供电线路与灯光供电线路分开布线，尽量单独在上口变压器出口取一路或者避开给工业设备或其它动力设备使用的那相，另行在后勤，照明那相取电；就灯光而言，尽量采用多相供电，布线上避开音响供电线路就可以，同时，供电线路中一定要有保护地线（零线）以保证用电安全；线路的各相功率尽量配平，达到稳定电网的目的，另外还要注意的是：
对于电源的地线和音响系统的信号地线必须概念清楚，否则不公会给音响系统带来噪音，严重的还会危及设备的安全，关于它们的区别和实际工程连接，在安装工艺中有着重介绍。
另该音响系统所需电源的总功率为10KW,建议使用独立二路电源供给.
主要产品介绍及技术指标
DMUIS（德玛仕）N-12线性音箱
频率响应：
40HZ—19KHZ
阻抗：
4Ω
平均功率：
800W
峰值功率：
1800W
灵敏度：
105dB
声压级：
132dB
全频音箱.
高性能、恒指向性高强度防水箱体
N-12在DMUIS品牌中属高档次的产品，它具有很好的频率特性，从各种声学指标来看，比同类产品要高出了很多，该产品可广泛适用于大型室外流动演出和声学要求教高的场所，如：
会堂、剧院、体育场馆等场所。
DMUIS（德玛仕）PA－218超低音音箱
频率响应：
35HZ—400HZ
阻抗：
4Ω
平均功率：
1200W
峰值功率：
3000W
灵敏度：
102dB
声压级：
135dB
PAA-218在DMUIS品牌中属高档次的产品，它具有很好的频率特性，很高的声压级，它安装了一对18英寸的低音单元，它还安装了大振幅的纸盆组件，4寸卷边音圈以及硕大的磁铁装置，具备高功率承载、大增益以及最低失真等特点，可广泛适用于大型室外流动演出和声学要求教高的场所，如：
会堂、剧院、体育场馆等场所。
是需要高声压级扩声场所的理想配置。
DMUIS（德玛仕）N-10频音箱
频率响应：
45HZ—19KHZ
阻抗：
16Ω
平均功率：
600W
峰值功率：
1800W
灵敏度：
102dB
声压级：
132dB
全频音箱.
高性能、恒指向性高强度防水箱体
N-10在DMUIS品牌中属高档次的产品，它具有很好的频率特性，从各种声学指标来看，比同类产品要高出了很多，该产品可广泛适用于大型室外流动演出和声学要求教高的场所，如：
会堂、剧院、体育场馆等场所。
DMUIS（德玛仕）M-153线性音箱
频率响应：
45HZ—19KHZ
阻抗：
8Ω
平均功率：
700W
峰值功率：
1800W
灵敏度：
102dB
声压级：
132dB
全频音箱.
高性能、恒指向性高强度防水箱体
M-153在DMUIS品牌中属高档次的产品，它具有很好的频率特性，从各种声学指标来看，比同类产品要高出了很多，该产品可广泛适用于大型室外流动演出和声学要求教高的场所，如：
会堂、剧院、体育场馆等场所。
DMUIS（德玛仕）MT－15全频音箱
频率响应：
50HZ—19KHZ
阻抗：
8Ω
平均功率：
450W
峰值功率：
1200W
灵敏度：
96dB
最大声压级：
120dB
二分频音箱
1×15寸低音单元1英寸高音单元.
高性能、恒指向性高强度防水箱体
结实的刚面网
16个可调频道及清晰接收SHURE-2458在每个的发射机和接收机里都有能够在20MHz带宽中作微调。
因此，2458系列是可以同时间作多套使用的，安全可靠，绝不因频道交叉而造成干扰。
假若真的有干扰问题出现，亦只需按制改变频道，一切干扰问题便能迎刃而解，极具灵活性。
配合多款话筒切合不同场合需要备有十多种不同话筒，如手持式一款、鹅颈式台式一款以切合场合需要，用途极广，使用方便，深受用家欢迎。
低耗电量特长操作时间特别电子线路设计，与众不同的特长操作时间，9V电池能连续工作数小时,适合晚会演出或较长的会议等场合使用。
采用真集散式传送运作“真集散式”传送主要是接收机能把信号接收下来进行比较，自动选出较强的信号送入下一级处理线路，同时亦能把较弱的信号剔除。
两个天线则装置于距离最少1/4波长间，分别与接收机连接，其用意是尽量减少信号接收不良，在透过矩阵变换电路，天线集散系统和信号相结合，做成“真集散式传送模式”，使到WMS81在运作上更具可靠性。
半机框标准设计半机框标准设计，每19"1U单位可加配件安装两套WMS81接收机，设计轻巧方便操作。
YAMAHAMG专业演出调音台
具有主扬声器及监听（可选以推杆控制AUX）双重模式
第四部分设备清单及造价预算
一、音响系统设备清单
体育场音响设备方案
序号
名称
型号
特性
单位
数量
单价
金额
1
主线性音箱
N-12
双12寸全频线性音箱.4Ω.800W
只
16
4500
72000
分2组
2
主线性超低音箱
N-15B
双15寸超低音箱4Ω.1000W
只
2
5500
10000
3
主线性箱功放
N-1000
专业功放.8Ω.2×1000W.
台
8
3300
26400
4
主线性箱功放
N-450
专业功放.8Ω.2×450W.
台
2
1900
3800
5
主线性超低音箱功放
N-1000
专业功放.8Ω.2×1000W.
台
1
3500
3500
6
补声线性音箱
N-10
双10寸全频线性音箱.16Ω.400W
只
48
3700
177600
分12组
7
补声音箱功放
N-1000
专业功放.8Ω.2×1000W.
台
12
3200
38400
8
补声音箱功放
N-450
专业功放.8Ω.2×450W.
台
6
1800
10800
9
超低音箱
PA-218
双18寸超低音箱4Ω.1200W
只
16
2600
41600
10
超低音箱功放
N-1200
专业功放8Ω.2×1200W
台
8
4400
35200
11
返听音箱
MT-15
单15寸全频音箱.8Ω.450W
只
4
2200
8800
12
返听音箱功放
N-650
专业功放.8Ω.2×600W.
台
2
2700
5400
13
补声中程音箱
M-153
单15寸中程全频音箱.8Ω.500W
只
4
2600
10400
14
补声中程音箱功放
N-850
专业功放.8Ω.2×800W.
台
2
3200
6400
合计：
450300
15
混音台
DJ600
先锋混音台
台
1
进口设备时价
16
调音台
42路声艺调音台
台
1
17
耳机
1210
DJ专用耳机
个
1
18
时序器
电源时序器
台
8
19
处理器
台
10
20
无线咪
套
8
升级会员 