體育館聲學(xué)設(shè)計的實(shí)質(zhì)-語言清晰度設(shè)計

1、體育館聲學(xué)設(shè)計的本質(zhì)語言明晰度設(shè)計體育館聲學(xué)設(shè)計的本質(zhì)語言明晰度設(shè)計引言體育館聲學(xué)設(shè)計根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T1312000標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)展，其聲學(xué)設(shè)計根本有3種：建筑聲學(xué)設(shè)計、擴(kuò)聲設(shè)計及噪聲控制設(shè)計，其本質(zhì)都是為了保證體育館比賽大廳觀眾席、比賽場地的語言明晰度。筆者在此只談建聲設(shè)計和擴(kuò)聲設(shè)計。1體育館建筑聲學(xué)設(shè)計行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中比賽大廳建筑聲學(xué)應(yīng)以保證語言明晰度為主1，這一點(diǎn)很明確。為了保證比賽大廳觀眾席和比賽場地的語言明晰度，對于比賽大廳與容積相應(yīng)的滿場混響時間大廳內(nèi)各空間界面吸聲與反射處理提出建聲設(shè)計要求，其中必須指出：1理論分析和工程理論證明：語言明晰度與混響時間親密相關(guān)，混響時間太長，會使語言明

2、晰度變差，所以混響時間的設(shè)計是建筑聲學(xué)設(shè)計的重點(diǎn)。假如混響時間太長，偏離相應(yīng)大廳容積所允許的混響時間太多像如今一般場館多采用球結(jié)點(diǎn)網(wǎng)架構(gòu)造，容積很大，往往混響時間偏長，在設(shè)計階段未采取措施降低其混響時間或采用電聲方法給予補(bǔ)償，嚴(yán)重時會降低觀眾席語言明晰度，影響使用功能。2比賽大廳內(nèi)觀眾席和比賽場地內(nèi)不得出現(xiàn)回聲、顫抖回聲和聲聚焦等音質(zhì)缺陷。假如聲學(xué)缺陷太多，會直接影響明晰度。而且擴(kuò)聲系統(tǒng)開大時會引起嘯叫，開小那么信噪比不夠，聽不清楚，影響正常使用。2體育館擴(kuò)聲設(shè)計行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中體育場館對擴(kuò)聲系統(tǒng)總體上有3點(diǎn)要求：擴(kuò)聲系統(tǒng)應(yīng)保證比賽大廳有足夠聲壓級，聲音應(yīng)明晰，聲場應(yīng)均勻1，其中：1足夠的聲壓級：主

3、要是本文由論文聯(lián)盟.Ll.搜集整理相對于背景噪聲而言，即應(yīng)保證一定的信噪比，否那么不能保證語言明晰度;2聲音應(yīng)明晰，不言而喻，擴(kuò)聲目的就在于此;3聲場應(yīng)均勻：一般來說，低頻在場館內(nèi)各點(diǎn)座位上相對是較均勻的，在高頻往往容易出現(xiàn)大的偏向。這涉及揚(yáng)聲器的選娶頻率響應(yīng)、指向性及揚(yáng)聲器安裝布放，而且1kHz，2kHz頻率1/3t對語言明晰度奉獻(xiàn)最大。美國人研究得，2kHz1/3t對語言明晰度的奉獻(xiàn)占11%;中國人測試得，1kHz左右對語言明晰度影響很大。所以聲場均勻度本質(zhì)上反映中、高頻特征的分布參數(shù)，反映觀眾席上語言明晰度。3體育館聲學(xué)特征指標(biāo)體育館5項(xiàng)聲學(xué)特征指標(biāo)，也是為保證比賽大廳觀眾席語言明晰度提

4、出的。3.1最大聲壓級該技術(shù)指標(biāo)是在擴(kuò)聲系統(tǒng)總體要求上提出的詳細(xì)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)體育館使用功能，要求分為3個級別：一級：105dB;二級：98dB;三級：90dB。最后一級為90dB，主要是根據(jù)體育館觀眾席噪聲為6570dB時，為了保證觀眾席語言明晰度而定，這樣至少可以保證20dB的信噪比。3.2傳輸頻率特性傳輸頻率特性是指比賽大廳觀眾席、場地聲音的幅頻特性，一般可理解為聲頻率響應(yīng)，是指由主席臺或場地聲音擴(kuò)聲系統(tǒng)觀眾席聲音的頻率響應(yīng)。應(yīng)該說，在語言頻段125Hz4kHz之間越平坦越好。其中，一級：4dB125Hz4kHz平均為0dB;二級：+4dB，-6dB250Hz4kHz平均為0dB;三級：+4

5、dB，-10dB250Hz4kHz平均為0dB。就是說，希望在觀眾席的聲頻率響應(yīng)越平坦越好。這樣，可以將語言信號隨頻率變化的幅度如實(shí)地反映到觀眾席聽眾雙耳。傳輸頻率特性越平坦，語言明晰度越高;假設(shè)用以播放音樂，其低頻飽滿度和高頻亮堂度會越好。美國人測試認(rèn)為：200Hz4kHz間1/3t對語言明晰度奉獻(xiàn)之和為91.5%;中國人測試認(rèn)為：200Hz4kHz間1/3t對語言明晰度奉獻(xiàn)之和為93.8%。研究數(shù)據(jù)根本一致，就是說，假如200Hz4kHz間的傳輸頻響越好，語言明晰度越高。美國專家唐戴維斯說過，提供平滑的頻響比擴(kuò)展頻響寬度更重要，即由頻帶增加所引起的聽覺效果小于頻響不均勻度所引起的差異，對此

6、很少有人理解。3.3聲場均勻度該技術(shù)指標(biāo)是在擴(kuò)聲系統(tǒng)總體要求上提出的詳細(xì)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)要求中心頻率1kHz，4kHz1/3t，大局部地區(qū)：一級：8dB;二級：10dB;三級：10dB。其本質(zhì)亦是明晰度。中國人所做實(shí)驗(yàn)用高通濾波器濾去1kHz以下頻率成分，其明晰度仍為93.8%，就是說保存了語言明晰度的主要成分，而且要求1kHz，4kHz的不均勻度不大于一定的dB數(shù)。況且傳輸頻率特性要求以125Hz4kHz平均值作為0dB，在此頻段內(nèi)：一級：4dB;二級：+4dB，-6dB;三級：+4dB，-10dB。要求一定的均勻平坦程度，這樣可很好地保證其擴(kuò)聲時的語言明晰度或可懂度。3.4傳聲增益該聲學(xué)指標(biāo)涉及

7、擴(kuò)聲系統(tǒng)穩(wěn)定性，大多是由于建筑聲學(xué)缺陷、混響太長或擴(kuò)聲揚(yáng)聲器布置不合理造成擴(kuò)聲系統(tǒng)的反愧嘯叫?？墒褂秒娐曉O(shè)備自動反應(yīng)控制器，抑制、消除系統(tǒng)嘯叫，保證正常使用時穩(wěn)定工作，而且正常工作時滿足使用所要求聲壓級。假設(shè)系統(tǒng)不穩(wěn)定，一開啟就嘯叫;或能開啟，但不能滿足聲壓級要求。信噪比不夠，根本談不上語言明晰度，本質(zhì)是保證系統(tǒng)穩(wěn)定正常使用，才有明晰度可言，傳聲增益是實(shí)現(xiàn)明晰度之前提。3.5系統(tǒng)噪聲這是影響擴(kuò)聲系統(tǒng)信噪比的參數(shù)，如今一般使用DSP數(shù)字音頻處理器，其信噪比在100dB以上，假如系統(tǒng)連接地線無誤，一般不會出現(xiàn)噪聲，不會影響明晰度。4奧組委技術(shù)部的要求奧組委技術(shù)部提出的?北京奧運(yùn)會場館擴(kuò)聲系統(tǒng)指標(biāo)參

8、數(shù)建議?2，其核心是語言明晰度。詳細(xì)擴(kuò)聲系統(tǒng)指標(biāo)參數(shù)有：1最大聲壓級：重點(diǎn)場館正常工作95dB，緊急最大106dB;一般場館正常工作90dB，緊急最大103dB;2語言明晰度指標(biāo)：STIPA0.5。其他參數(shù)仍然保持原體育館的技術(shù)指標(biāo)要求不變。奧組委提出的上述2項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，其本質(zhì)都是為保證比賽時觀眾席的語言明晰度。最大聲壓級的提法比擬科學(xué)，正常工作時9095dB滿足觀眾席正常環(huán)境時信噪比;緊急狀態(tài)時最大聲壓級為103106dB，也是恰當(dāng)?shù)?，在環(huán)境噪聲高時，可起到進(jìn)步信噪比作用，仍然可以保證明晰度或可懂度。這樣，擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計在正常的工作狀態(tài)時，可按規(guī)定頻帶進(jìn)展設(shè)計;緊急狀態(tài)時，可按限定頻帶進(jìn)展設(shè)計，從而既可保證正常、緊急狀態(tài)使用，亦可大幅度降低設(shè)備本錢。綜上所述，體育場館的聲學(xué)設(shè)計總體要求、5項(xiàng)聲學(xué)特