該工程包含了體育館主場(chǎng)館、游泳館、籃球訓(xùn)練館三個(gè)部分的擴(kuò)聲系統(tǒng)深化設(shè)計(jì)、線路敷設(shè)、設(shè)備安裝、調(diào)試、保駕、培訓(xùn)及售后服務(wù)。以交鑰匙工程為規(guī)范，依JGJ/T131 -2000 J42《體育館聲學(xué)設(shè)計(jì)及測(cè)量規(guī)程》“綜合館擴(kuò)聲特性一指標(biāo)”的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)建設(shè)。

本文將簡(jiǎn)要介紹ZOBO卓邦企業(yè)為該項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)的解決方案，以EASE聲學(xué)模擬和系統(tǒng)配為主。

計(jì)算機(jī)聲場(chǎng)模型分析

依招標(biāo)文件的要求，我們選用德國(guó)AFMG公司的EASE4.1軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，該軟件通用性強(qiáng)，在業(yè)界已被廣泛應(yīng)用。在CAD建模過程中，我們意識(shí)到了模型度對(duì)運(yùn)算結(jié)果的影響，盡量提高模型的近似度以保證運(yùn)算結(jié)果的可參考性。

我們根據(jù)業(yè)主提供的建筑圖紙以及相關(guān)的建筑聲學(xué)條件，首先建立本場(chǎng)館的三維模型，然后按建筑圖提供的坐席位置設(shè)置聽音面。(具體模型如下圖)：

根據(jù)EASE自行生成的計(jì)算，整個(gè)體育館參與分析體育館容積約為85000m3，參照《體育館聲學(xué)設(shè)計(jì)及測(cè)量規(guī)程》，本館屬于大型體育館范疇。其室內(nèi)混響時(shí)間以及不同頻率RT60容差范圍參照下表執(zhí)行。

比賽大廳(m3)<4000040000～80000>80000

混響時(shí)間(s)1.2～1.41.3～1.61.5～1.9

不同容積比賽大廳混響時(shí)間設(shè)置

頻率(Hz)12525020004000

比值1.0～1.31.0～1.150.9～1.00.8～1.0

混響時(shí)間容差范圍

設(shè)置模型參數(shù)

由于此次招標(biāo)項(xiàng)目中，業(yè)主所提供的相關(guān)資料并未包含關(guān)于場(chǎng)地聲學(xué)特性的相關(guān)參數(shù)，因此，本著滿足體育館聲學(xué)設(shè)計(jì)及測(cè)量規(guī)程(JGJ/T 131-2000)行業(yè)一標(biāo)準(zhǔn)中的要求，本館聲學(xué)參數(shù)暫按T131-2000中的低要求進(jìn)行設(shè)置，以確保利用該計(jì)算機(jī)模型進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)的終結(jié)果的可參考性，根據(jù)EASE分析，計(jì)算出的混響時(shí)間曲線滿足容差范圍要求，整個(gè)比賽館平均吸聲系數(shù)a≈0.43，因空氣吸收產(chǎn)生的高頻滾降效應(yīng)使高頻混響時(shí)間落差較大。

本EASE4.1輔助設(shè)計(jì)包括四種圖，上面的建模三維視圖表示設(shè)計(jì)者的音箱布置方式，下面的圖是計(jì)算機(jī)模擬分析的結(jié)果：

聲壓圖---表示建筑環(huán)境各頻率的聲場(chǎng)分布,聲場(chǎng)均勻度和大聲壓是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。室內(nèi)聲場(chǎng)包括直達(dá)聲場(chǎng)和混響場(chǎng)，直達(dá)聲場(chǎng)和混響場(chǎng)的EASE計(jì)算中直達(dá)聲是由聲源直接到達(dá)聽音點(diǎn)的聲音，它是聲音的主要信息，在傳播的途中，這部分聲音不受室內(nèi)界面的影響，直達(dá)聲的聲壓強(qiáng)基本上按照與聲源距離的平方成反比而衰減的，空氣損耗在此計(jì)算中忽略不計(jì),但這個(gè)結(jié)果在室內(nèi)只是理論計(jì)算的數(shù)值，終聽音者聽到的是直達(dá)聲在近次反射聲后陸續(xù)到達(dá)的，經(jīng)過多次反射的聲音也就是混響聲場(chǎng)的計(jì)算結(jié)果，由于聲波每入射、反射一次，界面都要吸收掉一部分聲功率，混響聲壓是逐漸衰減的，在離聲源較遠(yuǎn)時(shí)，混響聲的聲壓強(qiáng)度對(duì)于接收點(diǎn)的聲音強(qiáng)度起決定作用，對(duì)音質(zhì)有著重要的影響。所以說以下的聲場(chǎng)圖都是在混響聲場(chǎng)中計(jì)算出來的數(shù)，在系統(tǒng)不變的情況下，由于EASE所采用的統(tǒng)計(jì)聲學(xué)公式誤差的影響，這個(gè)結(jié)果和實(shí)際系統(tǒng)完成后的測(cè)量值會(huì)有約1dB(10%)的誤差范圍。

RASTI--快速語(yǔ)言傳輸指數(shù)(rapid speech transmissionindex)，是語(yǔ)言傳輸指數(shù)法(STI法)在某些條件下的一種簡(jiǎn)化形式，用來測(cè)定與可懂度有關(guān)的語(yǔ)言傳輸質(zhì)量。EASE的語(yǔ)言清晰度計(jì)算是基于建聲上滿足或接近圖中的混響時(shí)間頻響曲線，電聲上選用的所有揚(yáng)聲器都處在正常的工作狀態(tài)下，采用RASTI法計(jì)算得出的期望值指數(shù)，RASTI法是客觀評(píng)價(jià)廳堂語(yǔ)言可懂度的，快速語(yǔ)言傳輸指數(shù)。與可懂度有關(guān)的語(yǔ)言傳輸質(zhì)量是根據(jù)模擬實(shí)際講話人聲學(xué)特性的測(cè)試信號(hào)通過房間時(shí)的調(diào)制指數(shù)mi的降低確定的，測(cè)試信號(hào)由位于講話人位置的聲源傳輸?shù)铰犚粽呷宋恢蒙系膫髀暺?，這個(gè)RASTI指數(shù)對(duì)于沒有受過訓(xùn)練的講演者聽眾在復(fù)雜的聽音情況下,在EASE中0.75～1(含0.75)為，0.6～0.75(含0.6)為優(yōu)良，0.45～0.6(含0.6)為好，0.3～0.45(含0.3)為可以，小于0.3為差。一般RASTI大于0.45為好。

ALC--輔音清晰度損失百分比(%ALCONS)，是一種語(yǔ)言可懂度的度量方法。在EASE中0%～3.3%為，3.3%～6.6%為優(yōu)良，6.6%～14.7%為好，14.7%～33.6%為可以，33.6%以上為差，一般ALC應(yīng)小于15%.有關(guān)語(yǔ)音清晰度是根據(jù)模擬實(shí)際發(fā)話人聲學(xué)特性的測(cè)試信號(hào)通過房間時(shí)調(diào)制指數(shù)Mi的降低確定的。測(cè)試信號(hào)由位于揚(yáng)聲器位置的聲源傳輸?shù)铰犚酎c(diǎn)上的傳聲器時(shí)的調(diào)制指數(shù)為Mo。調(diào)制指數(shù)的降低可由調(diào)制轉(zhuǎn)移函數(shù)M(F)

的數(shù)量表示：

根據(jù)以上計(jì)算機(jī)仿真分析結(jié)果，對(duì)照擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)，有以下結(jié)論：

1、 電聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案中，全場(chǎng)由28只XH12，14只XH15B揚(yáng)聲器覆蓋觀眾區(qū)，由 6只XH12覆蓋比賽 區(qū)，能均勻覆蓋(按1 /3倍頻程的計(jì)算)。在不進(jìn)行頻率響應(yīng)優(yōu)化的情況下，整個(gè)觀眾席的平均大聲壓大于B，達(dá)到并 超過《體育館聲學(xué)設(shè)計(jì)及測(cè)量規(guī)程》“綜合館擴(kuò)聲特性一指標(biāo)”要求。

2、 語(yǔ)言清晰度符合EASE參考手冊(cè)要求,比賽區(qū)域和觀眾區(qū)域語(yǔ)言清晰度均為好。

3、 傳輸頻率特性也達(dá)到要求的標(biāo)準(zhǔn)：125~4000Hz(±4dB);

4、 聲場(chǎng)不均勻度達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)：≤8dB;

5、 計(jì)算機(jī)仿真無法模擬傳聲增益指標(biāo)，該指標(biāo)只能通過實(shí)際測(cè)試得到。但要獲得好的傳聲增益，需做好各界面的聲學(xué)處理。

根據(jù)以上結(jié)果得出，本設(shè)計(jì)聲場(chǎng)模擬分析數(shù)據(jù)達(dá)到并超過JGJ/T131 -2000 J42《體育館聲學(xué)設(shè)計(jì)及測(cè)量規(guī)程》“綜合館擴(kuò)聲特性一指標(biāo)”，滿足體育館聲學(xué)設(shè)計(jì)及測(cè)量規(guī)程中一擴(kuò)聲標(biāo)準(zhǔn)要求的指標(biāo)。