体育馆灯光音响舞台机械技术方案.doc

第四章 技术方案 一. 系统配置方案说明 1、工程概况： 长安大学体育馆是召开重要会议，举办篮球、排球、乒乓球、羽毛球等体育赛事、宣传活动及文艺演出的场所。扩声系统的设计要充分考虑广场本身的实际使用功能，即要有自己的特色，又要符合科学规律和先进的系统设计思想，按照扩声为主、建声为辅的原则，电声系统设计要与体育馆建筑声学设计紧密配合，使电声与建声完美结合，保证声音良好还原和再现，满足实际使用需要。本体育馆的扩声系统设计思想、手段和方法要具有先进性和实用性，设备要采用技术含量高、能够体现当前最新科技水平的产品，扩声系统的声学特性指标按照长安大学育馆提供的技术要求， 加我们得知的有关数据；并结合我公司以往类似工程的经验，我们可以确定合理有效的设计思路。 2、馆场照明技术要求： 1.主要技术参数： 水平照度（场地地面）：1500Lx 垂直照度（主摄像机方向）：1000Lx 水平照度均匀度：U1=Emin / Emax > 0.5U2=Emin / Eave ＞ 0.6 垂直照度均匀度：U1=Emin / Emax > 0.4U2=Emin / Eave ＞ 0.5 光源色温: 6000K ＞ Tk ≥ 4000K 显色指数: Ra ≥ 85 观众席水平照度:375Lx 观众席垂直照度：250Lx 贵宾席水平照度：750Lx 贵宾席垂直照度：500Lx 眩光限制质量等级：眩光指数＜50 光源使用寿命：≥6000小时 2.设计思路： 　　2.1照度标准：现行国家规范及国家体委的相关标准对各种运动场地的照度指标均有相关的要求，这取决于每种体育项目的特点、所需要的运动空间及运动速度，同时还要考虑使用者的比赛规格和技术难度等因素。现代体育馆还要充分考虑彩色电视转播的技术要求。按国标要求，正式比赛时不同的运动项目的照度范围为350~1000Lx。 　　本馆提出的照度标准略高于国家标准，这是基于以下两点考虑：（1）满足重大比赛的彩色电视转播的要求；电视摄像机需要的最佳垂直照度为800~1000Lx。按照目前的技术手段及布灯方式，垂直照度与水平照度的比一般为1：1.5~2.5，据此确定了水平照度（场地地面）为1500Lx，垂直照度（主摄像机方向）为1000Lx的照度标准。（2）适应多种运动项目的不同照度需求。确定水平照度（场地地面）为1500Lx，有利于灵活设定或调整不同运动项目模式的照明方式及照度水平，更好地体现综合馆多功能的特点。 2.2照明质量要求：对于运动场地的照明除基本的照度要求外，其它如照度的均匀度、立体感；光源的显色性、色温要求；眩光及频闪控制也是衡量照明质量的重要指标。高质量的场地照明可以使运动员集中注意力充分发挥竞技水平，使现场观众有一个轻松良好的视觉环境。特别是可以保证高质量的彩色电视转播，使画面清晰逼真。 3、布灯方式及灯具选择： 1.布灯方式：合理的布灯设计对于提高照度均匀度、立体感、降低眩光、满足训练及各种比赛的照明要求显得十分重要，常见的布灯方式有直接照明和间接照明，本工程采用了类似灯桥与满天星相混合的直接照明方式。其特点见表1。 表1：照明方式比较表 方式 灯具安装方式 平面示意 特点 适用场所 直 接 照 明 满天星 ⊙⊙⊙⊙⊙ ⊙⊙⊙⊙⊙ ⊙⊙⊙⊙⊙ 垂直照度较低、眩光小，照度均匀，设备费用低。 综合体育馆、拳击、体操、技巧、摔跤、训练馆 灯桥 ↓↓↓↓↓ ↑↑↑↑↑ 用于方向一定的球技运动时，眩光小、垂直照度高、立体感强。 球类、技巧、体操、游泳、水球 混合 ↓↓↓↓↓ ⊙⊙⊙⊙⊙ ↑↑↑↑↑ 照度均匀、眩光小、垂直照度高、设备费用低。 综合体育馆、体操、技巧、拳击、摔跤 间 接 照 明 从侧面斜照 ↑↑↑↑↑ ↓↓↓↓↓ 光线柔和、眩光小、但很不经济、同时设备费用非常高。 球类、技巧、体操、游泳、水球 直接向上照射 ◎◎◎◎◎ ◎◎◎◎◎ ◎◎◎◎◎ 照明效果好、眩光小、但很不经济、同时设备费用非常高。 球类、技巧、体操、游泳、水球 2.灯具的选择：体育馆照明光源的选择主要考虑其功率 、光效 、寿命 、尺寸 、色温 、显色性等因素 。一般体育馆照明采用色温在 4000 K～6000 K 之间 , 显色指数 ≥65 , 有转播要求则 ≥80 , 90 最好。 。一般装灯位置在 15 米以下采用 250W 、400W 灯具 。15 米以上可考虑 1000W 金卤灯 。应急照明光源可用卤钨灯 。体育馆照明灯具的选择主要考虑灯具的配光曲线 、效率 、防尘防水等级等因素 。 投光灯选用亚明公司GC68-HP400型号灯具。该灯具电器箱采用正牌铝压铸而成，壁厚2mm,具有较强的机械性能和散热性能；表明喷塑处理，抗腐蚀能力强；透明件材质采用抗紫外线PC,透光率大于85%，耐温等级高于200℃，机械强度高，不易破碎；优质高纯铝反射器厚度1.2mm,旋压成型，表面抛光氧化镜处理；5mm钢化玻璃，急变温度大于200℃，玻璃透光率大于92%，优质硅橡胶材质密封圈，耐温等级大于250℃，不易变形。适用于各种高天棚工业厂房、货场、仓库等场所。主厂房等厂区、场站和各种大型设施、场馆等场所做工作面固定照明。 泛光灯采用亚明公司ZY713-TD150b型号灯具。该灯具具有高压压铸铝外壳，强度高；表面喷塑处理，耐腐蚀；高纯度铝制反光器，表面阳极氧化处理，反射率高，配光合理；面框采用优质钢化玻璃，耐高温，耐冲击，透光率高；优质硅胶密封垫圈，密封性能好，耐高温；适用于工业建筑照明，城市景观照明等。 3.眩光限制措施： 2000w的回光灯采用配有防眩光隔板的高效反光系统，光源位置可根据技术要求加以调整，使眩光和散光得到有效的限制，其余灯具也均采用低眩光的高效反光系统。在灯具瞄准点的设置上控制投射方向和投射角，来限制眩光的产生，使眩光指数<50。 4、照明控制方式： 光控制的任务是要在既定的灯光布置下实现能适应各种比赛项目所需要的开灯方案。较早期的体育场馆多采用继电器、接触器或可控硅的方式来实现灯光控制。 本工程采用HDL牌安装调试软件、七寸真彩触摸屏、液晶智能面板、逻辑控制器、系统电源、开关输出模块来实现场馆的灯光控制。 （具体的灯光系统设备参数如下） 序号 设备名称 品牌 型号 数量 单位 1 投光灯 亚明 GC68-HP400 234 套 2 泛光灯 亚明 ZY713-TD150b 42 套 3 应急灯 国优 20 套 4 安装调试软件 HDL HDL-MSM.V3 1 个 5 七寸真彩触屏器 HDL HDL-MPTC7.2011 2 台 6 液晶智能面板 HDL HDL-MPL4 3 台 7 端口总线交换器 HDL HDL-MBUS01IP 1 台 8 逻辑控制器 HDL HDL-MCLog.231 1 台 9 系统电源 HDL HDL-MSP750.231 3 台 10 开关输出模块 HDL HDL-MR0820.232 12 台 11 配电柜 订做 20 台 12 BV导线 国优 4平方 16500 m 13 双电源切换箱 订做 1 台 14 专用双绞线缆 国优 800 m 15 金属软管 国优 Ø25 260 m 16 KBG穿线管 国优 Ø20 320 m 5、场馆音响技术要求 根据中华人民共和国行业标准《体育馆声学设计及测量规程》JGJ/T131-2000、J42-2000、《厅堂扩声系统声学特性指标》（GYJ25-86）中一级的指标，并参考《演出场所扩声系统的声学特性指标》（WH/T 18-2003），音响扩声系统按照语言和音乐兼用扩声一级标准设计，达到以下目标： 最大声压级：≥105dB（125Hz－4000Hz）。 （1） 传输频率特性：63Hz－8KHz；以125Hz－4000Hz的频率范围内的平均声压级为0dB，在此频率范围内允许+4dB、-12dB；在125Hz－4000Hz的频率范围内允许+4dB、-4dB。 （2） 传声增益：125Hz－4000Hz平均≥-8dB。 （3） 声场不均匀度：中心频率为1000Hz、4000Hz（1/3倍频程带宽）≤8dB。 （4） 系统噪声：≤NR30 音质的评价包括主观、客观两个方面，但最终要看是否满足使用者的听音要求。这种要求对语言和音乐是不尽相同的，各有侧重点。现在一般认为，良好的音质感受主要有以下几个方面： 1、 合适的响度是体育馆听音的最基本的要求。 2、在混响感（丰满度）和清晰度之间有适当的平衡 3、具有一定的空间感 4、具有良好的音色 5、低噪声 在设计上我们充分考虑了以上几点，力求使音质完美。 1.音响系统设计方案 在实际现场勘察和对标书及图纸详读的基础上，同时在加深理解对体育馆的认识。以此产生专业音频系统设计主要创意的基点为：以传递声音效果为目的，体育比赛语言扩声及会议为主要服务对象。按照标书的要求参照国家相应的场馆的声设计标准为设计依据及检验标准。设施概念上在满足标书要求的同时，选用国际业界公认的先进的成熟技术，保证设计概念的先进性。器材选型上，全部选用目前国际著名，国内系统先进的，效率高，性能价格比好的，最小基本点投资压缩到最小，使整套音响系统达到十分理想的效果，为整个体育馆的建设及使用增光。 目前体育馆使用的功能：体育比赛，会议，报告讲演会，新闻发布会，学术讲座等。对于性能上，参照国内同行业及同类型场馆的标准，选用先进设备，优质施工保证工程质量。由于该体育馆为现代近期建筑结构设计，相对来讲对实现一级语言扩声系统厅堂电声环境有较大的现实性。经过全体技术人员的方案反复论证，力求在现有已知条件下，创造出最为合理的可实现的工程。 2. 声音缺陷及解决建议方案 1） 回声：直达声与反射声时间相差超过50ms时为回声，如一墙面超过8。5m2就可能产生回声。消除回声的方法是将房间较窄的那面墙做吸音处理或将这面墙的表面作成伏不平的（漫反射）的模式； 2） 颤动回声：颤声是由于平衡壁之间相互多次反射所引起的，它使声音的余音听起来有些颤抖。解决的方法是首先平行墙壁的两面不要都是由强反射材料构成；第二平行墙壁的一面做成漫反射状； 3） 声聚集：它是由凹面反射所引起的，声聚集会使局部声音变的过强，导致发生反馈现象。所以尽量避免凹面或弧型面反射产生声聚集现象； 4） 共振：共振包括声学简正共振和机械共振两种。简正共振会导致染色（一般是低频段过强）现象。其解决的方法是房间的体积设计（长、宽、高比例）采用物理数比例。机械共振一般容易发生在低频段。因为声音的低频成分占声音能量的绝大部分。解决的方法是对容易产生共振的物体进行回固处理。 3. 音箱的布局和选配 随着科学技术的进步，特别是数字技术在音频领域中的广泛应用，使得声信号的记录与重放有了很大的改善。但音质的好坏不仅与设备有关，还与声学环境和人耳的听觉特性有关，在同样设备的条件下后者显得更为重要。在扩声系统设计中，我们建议： 1）针对“声学环境与人耳的听觉特性”进行科学的论证与设计; 2）以观众厅实际建声条件为基础； 3）紧密围绕“音质、方向感、响度与传声增益、稳定性”四项要素相对应的 4）技术要求进行优化设计。 5）采用计算机辅助软件（EASE4.0）对扬声器的选型及其布置位置给予模拟、比较。 4. 音箱布局 1扬声器系统布局是整个电声系统设计的关键。应遵循以下原则： a) 整个观众席有均匀的响度，减少“死区”； b) 有稳定系统频率响应和优美的音色； c) 尽量提高清晰度和可懂度； d) 创造适当的“声场”，给音乐有舒适的空间感，音响效果得到真实的表现。 e) 视听一致性（声像一致性）好； f) 控制声反馈和避免产生回声干扰。 5. 音箱的选配 从总体上来说，音箱的选配取决于工程的功能指标、风格、档次和投资。 就指标而言，主要是根据声场所期望的最大声压级、声场的均匀度、传输频率特性以及厅堂空间的大小、混响时间等来决定音箱的总功率、音箱的数量、每只音箱的额定功率、频响特性及其应能提供的最大声压级。 由前述音箱的布局可知，一项工程可能使用很多的音箱，其中最重要的是主音箱。主音箱通常不止一只，而是有若干只，或是由若干只音箱组成若干个群组。每只音箱（或每组音箱群组）应有的额定功率可按下式估计： ¨ 10lgPe=SPL+20lgr-SPLs ¨ 式中：Pe—音箱的额定功率（W） ¨ SPL—听音区期望的声压级值（dB） ¨ r—音箱与听音区的距离（m） ¨ SPLs—音箱灵敏度声压级值（dB/W.m） 在扬声器选型时，我们对扬声器的“频响、灵敏度、指向性（指向性因数Q值）、与功率放大器的配接”等主要技术参数进行充分对比分析，并通过EASE4.0计算机辅助设计针对以下几点对扬声器进行分析。 Ø 扬声器的指向性、扬声器之间的干涉效应 Ø 扬声器的安装位置与角度 Ø 各扬声器的输入功率分配 Ø 各扬声器的声线交叉覆盖情况 对扬声器的位置和角度反复多次调整计算，其模拟运算结果如下: 各频率的声压级分布如下表所示 由模拟结果可以得出 A. 体育馆 B. 平均最大声压级： 108dB，超出指标3dB； C. 每频段声场不均匀度：≤7dB（未作房间均衡调整）； D. 语言快速传输指数: 0.51-0.65 E. 语言辅音清晰度损失百分比: 5.01-11.9 F. 最大声压级：≥ 110dB（125Hz—6300Hz） G. 声场不均匀度：小于3dB H. 语言快速传输指数: 大部分区域达到优秀， I. 语言辅音清晰度损失百分比: 大部分区域达到优秀， 从计算机的模拟分析可看出，系统达到了语言和音乐兼用扩声一级的设计目标要求。实际中只要严格按照规范进行施工，则实际参数与模拟分析的相差无几。 6、音响部分器材选型 序号 设备名称 品牌 型号 数量 单位 一、音箱及功放 1 南低层观众区全天候 号角音箱 美国Community R.5-66z 6 只 2 南高层观众区全天候 号角音箱 美国Community R.25-94z 6 只 3 北低层观众区全天候 号角音箱 美国Community R.5-66z 6 只 4 北高层观众区全天候 号角音箱 美国Community R.25-94z 6 只 5 场地全天候号角音箱 美国Community R.5-99z 8 只 6 号角音箱功率放大器 台湾IPS IA1200 16 台 二、控制室及处理设备 1 20路4编组调音台 英国Allen&Heath ZED-420 1 台 2 数字音频处理器主机 美国Symetrix Jupiter8 2 台 3 控制室监听音箱 英国Wharfedale Diamond 8.1 2 只 4 控制室监听耳机 日本Denon DN-HP500 1 副 三、话筒及播放设备 1 主席台数字会议主机 YMIOO S-CDM100A 1 台 2 主席台数字发言 主席单元 YMIOO S-CDM100B 1 只 3 主席台数字发言 代表单元 YMIOO S-CDM100C 8 只 4 活动裁判席鹅颈会议话筒（含底座） 日本铁三角 AT837QL 2 套 5 U段无线手持话筒 美国SHURE PGX24/58 4 套 6 双CD播放机 日本DENON DN-D4500 1 台 7 蓝光DVD碟机 荷兰PHILIPS BDP7600 1 台 四、其它设备 1 高级电源净化处理器 美国Furman PS-PRO E II 1 台 2 电源时序器 台湾IPS I 208 3 台 3 专业设备机柜 国优品牌 订制 3 台 4 音频线 音王 2150 m 5 话筒线 音王 90 m 6 KBG穿线管 国优品牌 Ø20 150 m 7 辅料 国优品牌 订制 1 批