北京藝聲嘉業(yè)音響科技有限公司
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體育場(chǎng)館中,為體育活動(dòng)和群眾集會(huì)服務(wù)的擴(kuò)聲系統(tǒng)只是諸多設(shè)備系統(tǒng)中的一個(gè)必要配套項(xiàng)目。擴(kuò)聲系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)力求達(dá)到服務(wù)區(qū)內(nèi)聽聞良好、設(shè)備系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、操作方便,并盡可能地節(jié)約投資。隨著技術(shù)水平和設(shè)備性能的提高,擴(kuò)聲系統(tǒng)的組成可有多種選擇即可能數(shù)字設(shè)備為主,也可是模擬設(shè)備;可以是網(wǎng)絡(luò)傳輸方式,也可是傳統(tǒng)的傳輸方式;可以是進(jìn)口設(shè)備,也可以是國(guó)產(chǎn)設(shè)備。達(dá)到良好的聽聞條件是組成擴(kuò)聲系統(tǒng)的前提和歸宿。為此,必須理解體育場(chǎng)館內(nèi)特殊的聲學(xué)條件,以便在擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)中充分考慮并采取對(duì)策。
一、 在混響時(shí)間較長(zhǎng)的體育館擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題:
近年設(shè)計(jì)的一些大型體育館的容積很大,數(shù)萬(wàn)立方米到10多萬(wàn)立方米的優(yōu)育館已不是個(gè)別現(xiàn)象。有的達(dá)30多萬(wàn)立方米(相當(dāng)每座容積在30立方米以上)。這是聲學(xué)設(shè)計(jì)不希望的,但又往往無(wú)法改變。在這種大體積的體育館中,擴(kuò)聲系統(tǒng)面臨混響時(shí)間長(zhǎng),以及容易產(chǎn)生長(zhǎng)延時(shí)的強(qiáng)反射聲學(xué)問(wèn)題。顯然,這是可能影響擴(kuò)聲清晰的重要因素。在爭(zhēng)取盡可能降低館內(nèi)混響時(shí)間的同時(shí),擴(kuò)聲設(shè)計(jì)應(yīng)合理布置揚(yáng)聲器系統(tǒng)并控制揚(yáng)聲器系統(tǒng)的指向性特性,把主要擴(kuò)聲直達(dá)聲投向服務(wù)區(qū)和觀眾席,以其達(dá)到良好的直達(dá)聲能與混響聲能之比,并盡可能控制強(qiáng)反射聲,改善擴(kuò)聲清晰度。曾有過(guò)用分散式布置揚(yáng)聲器系統(tǒng),控制揚(yáng)聲器系統(tǒng)的中頻指向性因素(10左右),較好地解決了體積為30多萬(wàn)立方米,混響時(shí)間長(zhǎng)達(dá)3-3.5g特大型體育館中的擴(kuò)聲清晰問(wèn)題。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,曾試圖應(yīng)用業(yè)內(nèi)熟知的計(jì)算輔音清晰度損失的方法估算語(yǔ)言清晰度,但在如何處理多聲源及建聲條件對(duì)混響聲能的影響問(wèn)題上難以定量處理,也就只作為了定性指導(dǎo)。實(shí)踐證明,控制揚(yáng)聲器系統(tǒng)的指向性,尤其是對(duì)語(yǔ)言清晰影響大的中高頻指向性,并合理布置,以達(dá)到良好的直達(dá)(近次)聲能與混響聲能比,在混響時(shí)間較長(zhǎng)的體育館擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)中是個(gè)重要的問(wèn)題。
二、長(zhǎng)延時(shí),高強(qiáng)度反射聲干擾對(duì)體育館擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)的影響;
在體育場(chǎng)中,無(wú)論是采用集中式或分散式擴(kuò)聲系統(tǒng),都可能出現(xiàn)長(zhǎng)延時(shí)、高強(qiáng)度的反射聲干擾,尤其是使用集中式揚(yáng)聲器擴(kuò)聲系統(tǒng),看臺(tái)上觀眾較少時(shí),反射聲干擾更為嚴(yán)重。顯然這是不可能從根本上消除的缺陷。在以往建設(shè)的體育場(chǎng)擴(kuò)聲系統(tǒng)中,幾乎無(wú)一例外地存在這個(gè)問(wèn)題。擴(kuò)聲系統(tǒng)只能通過(guò)分區(qū)控制覆蓋,以便關(guān)閉覆蓋無(wú)觀眾區(qū)域的揚(yáng)聲器系統(tǒng)來(lái)減少聲反射,但這也不完全消除上述聲缺陷。好在這種缺陷在看臺(tái)坐滿觀眾時(shí)基本消失,且當(dāng)看臺(tái)人少時(shí)多為不是重要的活動(dòng)或體育賽事。這大概也是這些擴(kuò)聲系統(tǒng)長(zhǎng)期使用又沒(méi)有嚴(yán)重不良反應(yīng)的原因。
三、場(chǎng)內(nèi)信噪比對(duì)體育館擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求;
場(chǎng)館內(nèi)觀眾噪聲較高即使并非全場(chǎng)歡呼鼓掌,觀眾噪聲也可達(dá)到80dB左右,全場(chǎng)鼓掌時(shí),可達(dá)90dB以上。擴(kuò)聲系統(tǒng)能達(dá)到的最大聲壓級(jí)應(yīng)與此相適應(yīng),即在正常觀眾超聲級(jí)時(shí),場(chǎng)內(nèi)信噪比仍然滿足擴(kuò)聲語(yǔ)言聽清的要求。標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T131-2000中規(guī)定的最大聲壓級(jí)即是基于上述及其實(shí)現(xiàn)可能性的考慮而確定的數(shù)值。為了適應(yīng)體育場(chǎng)館內(nèi)噪聲變化,有的擴(kuò)聲系統(tǒng)在場(chǎng)內(nèi)設(shè)置背景噪聲拾取傳聲器,根據(jù)場(chǎng)內(nèi)噪聲級(jí)高低,手動(dòng)或自動(dòng)調(diào)節(jié)擴(kuò)聲系統(tǒng)的增益,以便在最大聲壓級(jí)限制之下達(dá)到合適的信噪比。這對(duì)不受聲反饋制約的"廣播系統(tǒng)"是可行的。系統(tǒng)最大增益受電聲反饋制約的擴(kuò)聲系統(tǒng),只能提高聲源聲壓級(jí)來(lái)改善信噪比,當(dāng)然系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍必須滿足高聲源聲壓級(jí)的需要。有的擴(kuò)聲系統(tǒng)中設(shè)信號(hào)處理器,提高對(duì)語(yǔ)言清晰度有貢獻(xiàn)大頻段的聲能比例,以便在背景噪聲較高時(shí),不增加總功率,提高對(duì)語(yǔ)言清晰度較有貢獻(xiàn)的頻段的信噪比,改善擴(kuò)聲清晰度。
四、關(guān)于傳聲增益;
大多數(shù)體育場(chǎng)館的現(xiàn)場(chǎng)主擴(kuò)聲器設(shè)在主席臺(tái)和裁判席附近,其揚(yáng)聲覆蓋與一般觀眾席(或場(chǎng)地)沒(méi)有明顯的不同,即擴(kuò)聲揚(yáng)聲器系統(tǒng)在觀眾席與主擴(kuò)聲傳聲器位置的覆蓋特性基本相同。這是制約體育館傳聲增益的主要條件。在實(shí)際工程中,使用心型指向性傳聲器,聲場(chǎng)頻率特性沒(méi)有明顯的起伏和峰指,認(rèn)為系統(tǒng)在臨界增益下6dB穩(wěn)定,則其傳聲增益決定于聲場(chǎng)的峰指因子,一般為-10dB。因此JGJ/T-131-2000規(guī)定一級(jí)指標(biāo)的傳聲增益不小于-10dB。在這種條件下,擴(kuò)聲傳聲器一般距主擴(kuò)聲揚(yáng)聲器較遠(yuǎn),混響聲能或強(qiáng)反射聲對(duì)聲反饋起主要作用,因而提高擴(kuò)聲傳聲器的指向性因數(shù)對(duì)改善傳聲增益顯得尤為重要。主傳聲器點(diǎn)的覆蓋聲場(chǎng)特性可單獨(dú)調(diào)整的體育場(chǎng)館,其擴(kuò)聲傳聲增益控制與一般廳堂擴(kuò)聲類同。
五、集中揚(yáng)聲器系統(tǒng)的高頻聲衰減問(wèn)題;
體育場(chǎng)中,集中揚(yáng)聲器系統(tǒng)的服務(wù)距離長(zhǎng)達(dá)150m以上。聲傳播中的高頻衰減(4KHz以上),因頻率和氣候條件不同,可達(dá)數(shù)分貝到數(shù)十分貝,從擴(kuò)聲工程的角度上講已不可忽略。如果太強(qiáng)調(diào)遠(yuǎn)區(qū)(如100m以上)聲場(chǎng)高頻平直的特性,必然造成揚(yáng)聲器系統(tǒng)高頻負(fù)荷太大。因此,在保障遠(yuǎn)區(qū)聲場(chǎng)頻響4KHz以下基本平直的前提下,允許其更高頻段響應(yīng)合理自然下降。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)戶外傳播的衰減的計(jì)算,可供設(shè)計(jì)的應(yīng)用。
六、影響擴(kuò)聲清晰度的聲學(xué)問(wèn)題。
一般廳堂擴(kuò)聲中較常見影響擴(kuò)聲清晰度的聲學(xué)問(wèn)題,如直達(dá)聲中高頻覆蓋不足,不同揚(yáng)聲器系統(tǒng)覆蓋重疊和時(shí)差引起的聲干涉等,在體育館場(chǎng)擴(kuò)聲中也可能發(fā)生。其影響及處理方法在業(yè)內(nèi)也有基本共識(shí),不再贅述。