如何設計中小型體育場(chǎng)的聲學(xué)方案？

　　體育是社會(huì )、經(jīng)濟發(fā)展到一定程度的產(chǎn)物，是人們生活日益提高的需求。隨著(zhù)我國國力的日益增強與人們物質(zhì)文化生活水平的不斷提高，國內很多城市都在建設或籌建體育場(chǎng)，其規?；旧鲜菍?shí)用型、多功能型乃至簡(jiǎn)易型的，均屬于中小型體育場(chǎng)之列。

　　中小型體育場(chǎng)音響系統

　　我們應該對這此中小體育場(chǎng)的建設予以重視，并從技術(shù)上進(jìn)行正確的規范和引導。本文著(zhù)重介紹了國內中小體育場(chǎng)聲學(xué)設計 的基本常識和設計方法，分析了不同擴聲方式的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了解決方案。

　　小型體育場(chǎng)音響系統

　　聲學(xué)環(huán)境

　　中小型體育場(chǎng)的基本結構有開(kāi)放式、半開(kāi)方式和封閉式三種。通常，坐席下沒(méi)有功能用房的稱(chēng)為開(kāi)放式體育場(chǎng)。體育場(chǎng)又有多功能體育場(chǎng)和專(zhuān)項運動(dòng)體育場(chǎng)之分，我國現在有的體育場(chǎng)多數為多功能體育場(chǎng)，適用于各種體育運動(dòng)項目的比賽和普通的文藝演出。

　　專(zhuān)項動(dòng)動(dòng)體育場(chǎng)根據某一項體育運動(dòng)的特點(diǎn)設計建造，只適應于特定的體育運動(dòng)比賽項目，例如，足球比賽專(zhuān)用體育場(chǎng)、網(wǎng)球比賽場(chǎng)等。

　　體育場(chǎng)關(guān)于聲學(xué)的環(huán)境要求

　　(1)體育場(chǎng)應進(jìn)行專(zhuān)項建筑聲學(xué)設計、設計和噪聲控制設計。

　　(2)在觀(guān)眾席有足夠的聲級，滿(mǎn)足體育場(chǎng)所必需的功能和要求。

　　(3)體育場(chǎng)擴聲應考慮減少對場(chǎng)外的聲干擾。

　　(4)擴聲設備應結構安全、操作方便、維修容易、抗風(fēng)防雨、性能可靠。

　　(5)擴聲控制室應設觀(guān)察窗，并保證調音員工作時(shí)對主席臺、裁判席、比賽場(chǎng)地和觀(guān)眾席有良好的視野。

　　基本朝向和結構

　　在國內，中小型體育場(chǎng)的朝向一般與火車(chē)站的朝向有些類(lèi)似----坐北朝南，即主席臺位于體育場(chǎng)院的北側觀(guān)眾席的正位，符合全天候的采光要求，太陽(yáng)從主席臺的右方落下，缺點(diǎn)是對足球等運動(dòng)項目的比賽會(huì )順光和逆光的差別，不利于公平比賽。

　　由于場(chǎng)地的限制，也有坐西朝東，即主席臺位于體育場(chǎng)的西側觀(guān)眾席的正位，這種朝向不太符合全天候的采光要求，優(yōu)點(diǎn)是對于足球等運動(dòng)項目的比賽沒(méi)有順光和逆光的差別，有利于公平比賽。

　　小型體育館

　　體育場(chǎng)四周的觀(guān)眾席為馬鞍形結構。對于坐北朝南的體育場(chǎng)，主席臺位于北側看臺中間，北看臺約32～35階坐席，南看臺也約有32～35階坐席，東看臺約20階坐席，觀(guān)眾席位于南看臺后側，火炬臺位于主席臺的東側，計時(shí)和計分牌位于主席臺的西側，西看臺也約有20階坐席。對于坐西朝東的體育場(chǎng)，只要將坐北朝南的體育場(chǎng)的基本方向，逆時(shí)針旋轉90°，即可得到體育場(chǎng)的基本布局和開(kāi)閉幕式運動(dòng)員出入場(chǎng)行程圖。

　　存在的問(wèn)題和解決方法

　　中小型體育場(chǎng)聲學(xué)設計中普遍存在在主要問(wèn)題有：嚴重的多重回聲，嚴重的聲音外溢(擾民)、較多的局部寂靜區(聲音死區)等，需要協(xié)調建聲和電聲設計共同解決。

　　多重回聲問(wèn)題，解決辦法可從兩個(gè)方面著(zhù)手 :

　　1 . 在建聲設計方面，要增加一些聲間的吸收和反射面，盡可能地縮短聲音在空間的傳播行程，提高吸聲效率，降低反射聲音能量，避免高能量聲音聲波的多次反射，加長(cháng)混響半徑。

　　2 . 從電聲設計著(zhù)手，選擇指向性因數(Q值)大，指向性窄的音箱，例如Q﹥15，水平指向性大小60°～90°，甚至選用40°～20°的，40°～20°的比60°～90°的通帶外衰減斜率大，通帶外聲能相對低得多。

　　還要正確設計和調整音箱的覆蓋區域，控制低頻聲音頻帶寬度，這也能收到一些效果。注意，音箱的指向性越窄，成本越高，要綜合取舍。

　　解決聲音外溢嚴重(擾民)問(wèn)題，除增加隔聲設置外，還要正確設計和調整音箱的指向和覆蓋區域，以減少聲音的外溢擾民。同樣要選擇指向性因數(Q值)大的、覆蓋角窄的音箱。

　　局部寂靜區(聲音死區)的問(wèn)題可以采用小功率的分散音箱，用補聲的辦法解決。中小型體育場(chǎng)在聲學(xué)設計中值得注意的問(wèn)題還有：如果長(cháng)短軸大的橢圓形或弧段、直徑大的圓形或圓弧、大柱形、回音壁形等結構體和墻面較多，容易帶來(lái)聲音的聚焦、爬行等后果，造成嚴重的聲音缺陷，破壞音質(zhì)，降低語(yǔ)言清晰度。某種程度上這是造型設計和美觀(guān)設計之間的矛盾，在設計過(guò)程中必須密切注意，合理協(xié)調兩者關(guān)系。

　　解決辦法有三種：

　　1. 可以由建聲設計著(zhù)手，盡量避免或減少上述結構體和墻面的出現;

　　2. 或加大上述結構體和墻面的吸聲力度，采用強吸聲措施，這個(gè)辦法將大幅度增加投入，不可取;

　　3. 或以上兩者結合。

　　采用哪種設計方案，可根據資金投入大小而定。

　　擴聲系統的使用場(chǎng)所和擴聲方式

　　擴聲系統的使用場(chǎng)所所括場(chǎng)內、場(chǎng)外及室內。場(chǎng)內擴聲系統涵蓋比賽場(chǎng)地、觀(guān)眾看臺、風(fēng)雨交通道、檢錄處等處;場(chǎng)外擴聲系統涵蓋體育場(chǎng)外的功能場(chǎng)地，如練習場(chǎng)、預備場(chǎng)等處;室內擴聲系統涵蓋各種功能房、貴賓室、休息廳、會(huì )議室、運動(dòng)員集散處、走廊等處。

擴聲系統的音響布陣方式有分散式、集中式、混合式三種，其優(yōu)缺點(diǎn)可參見(jiàn)表1。

　　擴聲系統的音響布陣方式

　　表1中，來(lái)自主席臺方向大致的聲像位置的要求，對于體育場(chǎng)而言，投入很大的資金保證準確的聲像位置沒(méi)有必要，只要能做到聲音基本上要求的保證良好的語(yǔ)言清晰度和聲音覆蓋均勻。分散式擴聲方式，聲音來(lái)自?xún)蓚€(gè)方向或多個(gè)方向，時(shí)差大，必須控制臨近區域的聲音干擾，使音箱系統的覆蓋區域合理，以免影響聲音的清晰度。音箱不能相向而放，以免產(chǎn)生梳狀效應。音箱的指向性要求;Q值高，靈敏度高，聲音的傳輸能力強。

　　PROBASSCO線(xiàn)陣音箱

　　下面談一談關(guān)于在中小型體育場(chǎng)中進(jìn)行流動(dòng)文藝演出時(shí)擴聲系統的選擇原則。流動(dòng)文藝演出的擴聲系統可部分選用進(jìn)口產(chǎn)品，固定安裝設備則應選用國產(chǎn)設備。如音質(zhì)優(yōu)良的音箱和專(zhuān)用演唱傳聲器等可以有針對性地選用進(jìn)口產(chǎn)品，調音臺及其周邊設備等均可選國產(chǎn)產(chǎn)品，功放沒(méi)有必要選用進(jìn)口產(chǎn)品。 擴聲系統設計實(shí)例

　　體育場(chǎng)擴聲系統設計主要包括音箱的布陣與系統設備的配置兩大部分。

　　音箱采用混合式布陣方式為佳，通過(guò)計算機EASE軟件作出聲場(chǎng)圖。音箱的布陣位置需要設計者初選出一個(gè)大概的位置，再由計算機軟件**敲定。這里以東西走向的體育場(chǎng)為例，以比賽場(chǎng)中央作一個(gè)送聲區，南北看臺各一個(gè)區，外加補聲區，分別設計音箱覆蓋和控制系統。比賽場(chǎng)中央供聲區和南北看臺供聲區為音質(zhì)、聲級和聲場(chǎng)不均勻度等的重點(diǎn)保證區。主席臺屬于貴賓區范疇，是否單獨設計，視設計思路和資金投入而定。

　　場(chǎng)中央做一個(gè)供聲區，用3組音箱覆蓋，吊掛在北看臺挑棚網(wǎng)架上，有聲像控制的作用。對南北看臺觀(guān)眾區，各用5組音箱，吊掛在南北看臺挑棚網(wǎng)架上，分別覆蓋南北看臺觀(guān)眾區。對東西看臺觀(guān)眾區，各用2組音箱，一組吊掛在北看臺挑棚網(wǎng)架邊沿上。各觀(guān)眾區半墻、柱面墻、障礙物等背面聲音覆蓋不到的地方，均可用分散的，較小的音箱獨立覆蓋，進(jìn)行補聲。