2011年2月，ZOBO卓邦企業(yè)正式中標(biāo)山東大學(xué)綜合體育館擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝工程。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(xiàn)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。

學(xué)校簡(jiǎn)介

山東大學(xué)綜合體育館音視頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝工程包含了體育館主場(chǎng)館、游泳館、籃球訓(xùn)練館三個(gè)部分的音視頻系統(tǒng)深化設(shè)計(jì)、線(xiàn)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)。

山東大學(xué)創(chuàng)建于清光緒27年（公元1901年），初名山東大學(xué)堂。山東大學(xué)是我國(guó)歷史悠久的大學(xué)，中國(guó)大學(xué)，是一所學(xué)科為齊全、學(xué)術(shù)實(shí)力、辦學(xué)特色鮮明，在海內(nèi)外具有重要影響力的教育部直屬老牌綜合性大學(xué)，是首批進(jìn)入“211工程”和“985工程”建設(shè)的高水平大學(xué)之一。一百多年來(lái)，這所譽(yù)滿(mǎn)海內(nèi)外的百年名校 ，歷經(jīng)山東大學(xué)堂、國(guó)立青島大學(xué)、國(guó)立山東大學(xué)、山東大學(xué)等歷史發(fā)展時(shí)期，遷徙分合、春華秋實(shí)，成為中國(guó)現(xiàn)代大學(xué)教育的重要發(fā)祥地和文化科教的重鎮(zhèn)。 

百余年來(lái)， 文學(xué)家聞一多、老舍、梁實(shí)秋，史學(xué)家鄭鶴聲、童書(shū)業(yè)、黃云眉，醫(yī)學(xué)孫鴻泉、尤家駿、張匯泉，化學(xué)家鄧從豪、朱兆良、薛群基，生物學(xué)家童第周，物理學(xué)家淦昌、束星北，數(shù)學(xué)家潘承洞，的金融數(shù)學(xué)家彭實(shí)戈，內(nèi)燃機(jī)丁履德，力學(xué)劉先志，電力工程薛禹勝，共和國(guó)元帥羅榮桓，國(guó)學(xué)大師季羨林，人臧克家等一大批學(xué)界泰斗、棟梁之才都曾在此執(zhí)掌教鞭或蒙沐教澤。

山東大學(xué)綜合體育館位于山東大學(xué)東校區(qū)內(nèi)，東側(cè)為運(yùn)動(dòng)場(chǎng)，北臨山大北路，南側(cè)是建設(shè)中的綜合科研樓，總用地面積約3.2萬(wàn)平方米，總建筑面積約3.4萬(wàn)平方米。為大型乙體育館。

該場(chǎng)館主要由四部分組成：一是平面呈橢圓形的主體育館，屋蓋長(zhǎng)軸約130m，短軸約87m，屋蓋高27m，內(nèi)有約8562個(gè)座位（其中固定座位約6017個(gè)，活動(dòng)座椅2545個(gè)），體育館中部比賽場(chǎng)地下設(shè)有地下室一層，內(nèi)設(shè)20x50m的8個(gè)泳道的游泳池一個(gè)，層高約8m；另外沿主館四周的一層架空疏散平臺(tái)，層高約4.5m；平臺(tái)下、主館南側(cè)為半地下籃球訓(xùn)練館，層高約8.5m；平臺(tái)下主館北側(cè)為半地下設(shè)備用房，層高約5.1m。

在有限的空間內(nèi)，通過(guò)縝密排布，設(shè)置了籃球訓(xùn)練館、游泳館、羽毛球、乒乓球、器械健身、健身操、擊劍、跆拳道、武術(shù)、保齡球、臺(tái)球、棋牌等多種運(yùn)動(dòng)健身場(chǎng)地，為山東大學(xué)生提供豐富的健身運(yùn)動(dòng)條件。也讓山東大學(xué)在110周年校慶時(shí)，所有山東大學(xué)都擁有一座多功能的大型綜合體育設(shè)施。 

體育館由比賽館，貴賓區(qū)，新聞媒體區(qū)，場(chǎng)館運(yùn)營(yíng)區(qū)，競(jìng)賽委員會(huì)區(qū)，賽事管理區(qū)，運(yùn)動(dòng)員區(qū)，裁判員區(qū)構(gòu)成。該項(xiàng)目總投資約2.5億元人民幣，于2009年12月開(kāi)工建設(shè)，將于2011年8月底完工交付使用。

綜合體育館音視頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
一、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(guò)程中，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。

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(tīng)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。

不同容積比賽大廳混響時(shí)間設(shè)置

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(mǎn)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(xiàn)滿(mǎn)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。

EASE4.1聲場(chǎng)分析圖：

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(tīng)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(tīng)音者聽(tīng)到的是直達(dá)聲在近次反射聲后陸續(xù)到達(dá)的，經(jīng)過(guò)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(shuō)以下的聲場(chǎng)圖都是在混響聲場(chǎng)中計(jì)算出來(lái)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(lái)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(mǎn)足或接近圖中的混響時(shí)間頻響曲線(xiàn)，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(guān)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(huà)人聲學(xué)特性的測(cè)試信號(hào)通過(guò)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(huà)人位置的聲源傳輸?shù)铰?tīng)音者人位置上的傳聲器，這個(gè)RASTI指數(shù)對(duì)于沒(méi)有受過(guò)訓(xùn)練的講演者聽(tīng)眾在復(fù)雜的聽(tīng)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(huà)人聲學(xué)特性的測(cè)試信號(hào)通過(guò)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?tīng)音點(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：  M(F)＝Mo/Mi

 

根據(jù)以上計(jì)算機(jī)仿真分析結(jié)果，對(duì)照音視頻系統(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(guān)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(guān)眾席的平均大聲壓大于B，達(dá)到并 超過(guò)《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(guān) 眾區(qū)域語(yǔ)言清晰度均為好。
3、  傳輸頻率特性也完全達(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(wú)法模擬傳聲增益指標(biāo)，該指標(biāo)只能通過(guò)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(guò)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)”，完全滿(mǎn)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)。

二、主要設(shè)備清單