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從中國制造到世界制造:構建耐用標準品

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東莞市體育館擴聲系統解決方案

工程地區: 廣東

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已經被定為2010年廣州亞運會的舉重比賽場地的東莞市體育館坐落于東莞市莞城市體育路畔,緊鄰東莞市行政中心。建成于1994年10月,內設固定坐席4000個,自1995年起就是廣東宏遠男籃征戰CBA的主場,2009年曾經承辦過第九屆全國運動會籃球比賽。
為了更好地服務于廣州亞運,東莞市體育局耗資巨款對東莞體育館進行徹底改造。目前場館內外改造均已竣工,改造后的場館設有比賽區、熱身區、功能房、藥檢區,還配有桑拿房。其中位于體育館北區的熱身區靠近比賽場地,面積達400平方米。此次改造中,燈光、音響、木地板墻面裝飾面等用了10多年的設備和裝修被更換掉和翻新,僅燈就增加了100多盞。務求讓到訪的外國朋友得到更舒適的比賽、觀戰體驗。



比賽場地



場地中心擴聲

2009年10月,由三基承建的東莞體育館擴聲工程全部竣工。在該場館改建擴聲方案中。為了保證體育館的語言清晰度,必須從建聲和電聲兩個專業進行設計:盡量降低體育館的混響時間,防止和消除回聲聲聚焦,顫動回聲等聲學缺陷。按照行業標準,根據體育場體積,容納人數,混響時間應為2.1±0.1s(滿場500HZ~1000HZ),這樣就要重新更換原有的部分裝飾材料。在新的裝飾改建中重新將原使用了近10年的四周墻面已吸音效果不佳穿孔吸音板更換為防火阻燃的新型結構的穿孔吸音板。觀眾席側墻安裝成品木質吸音板,吸音板穿孔率大于10%,木質吸音板后放置32kg/m3×50mm吸音棉板,留50mm空腔。在屋頂的網架上重新增加了質量輕的中空三棱柱的空間吸聲體。通過這樣大范圍的建聲改進。體育館的內有滿意的清晰度,全場有比較均勻的聲學效果及無聲聚焦、顫動回聲等聲缺陷,使直達聲、早期反射聲聲場分布均勻、混響聲場擴散。混響時間明顯比未改造前好許多。
在音響系統的改造中作為音響系統:更關鍵的地方是其電聲換能部位話筒、揚聲器系統和功放和調音臺。電擴聲系統對聲場的控制主要在于選擇揚聲器的所有技術指標(如:頻率響應、靈敏度、指向性、失真和功率等)和重放聲的主觀評價。我們經過用EASE軟件對現場的聲學分析及模擬電腦設計和精確計算以更科學合理設計方案,在保證系統指標和使用功能要求的前提下和提高系統的傳播效率降低擴聲系統造價的指導思想下,決定主要的擴聲音箱選用三基企業的自行設計生產的選用好性能(寬頻帶、高靈敏度、大功率)高Q值的揚聲器系統。主音箱采用TLA121全頻線性陣列音箱16只,TLB101低頻線性陣列音箱 8只,MU15/64多功能全頻音箱8只。推動所有音箱的功放采用穩定耐用的TA系列功率放大器18臺,這些產品性能穩定,檔次匹配性較好,在系統應用中將獲得了令人滿意的使用效果。

場館特征

東莞市體育館是一個可容納4000多人中型體育館。 體育館南北兩面為觀眾和主席、嘉賓主看臺此觀眾區可容納近3000人,從距比賽場地更近前一排到觀看距離更遠更后一排的高低垂直差距較大,東西二側看臺為普通觀眾看臺區,加上比賽球場區域,整體育館固定擴聲系統的聲音涵蓋區域較大。聲音傳播的距離也遠近相差較多。按照相關國家體育設施場館功能要求的規定。體育館擴聲系統必須保證全部看臺區域、比賽球場區域具有足夠的聲壓級聲場分布均勻以及較高的語言清晰度。因此,要達到足夠的聲壓級聲場分布均勻以及較高的語言清晰度指標。除了常規的設計考慮外,還要因地制宜、合理規劃。



觀眾席的ESAS聲場分析



比賽場地ESAS聲場分析

在本次體育館的擴聲系統改造設計中,主要包括觀眾席擴聲服務區和賽場中心擴聲服務兩大項目。所有覆蓋觀眾席和比賽場地音響全部吊掛在頂棚網架主支撐拉力的節點上。為了保證網架的安全承重通過查看體育館的原始資料和征求建設單位的主要設計師的意見,我們設計的音響擴聲系統中采用分散式揚聲器群和集中式揚聲器組在空間上交錯涵蓋的布置方法,設計采用音箱安裝在頂棚外沿馬道上的群組來滿足整個觀眾看臺區域聲音的均勻涵蓋。

擴聲設計

由于籃球比賽場地呈矩形,而體育館南北兩側的觀眾席位又占絕大比例。因此,在此觀眾區的擴聲服務中,考慮到整個南北看臺的座位垂直差和橫排寬度較寬,為保證觀眾席能夠得到足夠的聲壓和良好的語音清晰度清晰。因我們在設計方案以群組的方式分散布置在頂棚前沿的馬道上,配備了4組由4只β3TLA121全頻線性陣列音箱和2只β3TLB101 低頻線性陣列音箱組合而成的主擴聲線性陣列音箱。每側各吊掛2組覆蓋整個區域的觀眾席。連續吊掛的垂直“J”型線陣列的各單元模塊與水平面的吊掛角度調節,使其具有向下投射的非對稱指向性,從而精確控制遠場和近場各種距離的覆蓋,這樣就保證了聽音區的聲場的語言清晰度和聲場的均勻度,使現場聲能更大限度的延展至長軸觀眾席位的每個角落。TLA121是一款中型線性陣列揚聲器系統。利用專用吊裝架,可沿垂直方向吊裝多達12TLA121音箱。 TLA121為二分頻音箱,內置2只12" 釹鐵硼低音單元及2只3"釹鐵硼 Kapton 壓縮驅動器。TLA121線性陣列系統中各音箱發出的扇形柱面波可實現無縫耦合,因此能形成連貫的柱面波。兩只音箱之間的張開角為0°~ 10°可調節。雙12寸低頻驅動器通過有限元分析優化磁路和短路環,在高聲壓下實現超低的失真和更大的清晰度。并具有驅動器溫度過熱保護功能,完善的保護電路安全可靠。
TLA121采用多功能的結構設計,箱體選取15mm11層樺木層壓板,表面采用聚亞胺酯噴涂處理提供超強的耐侯性。整個箱體配有專用的吊架,可適應不同的環境方便可靠的安裝、吊掛,是流動演出和固定安裝的首選。
而TLB101則以其多功能低頻擴聲著稱,與β3其他全頻音箱組成線性陣列,同時可以獨立組陣。TLB101的頻響范圍為50Hz-25Hz,靈敏度達到100dB,額定功率800W,諧波失真在5%以內。


而東西觀眾席的擴聲設計中,考慮到其觀眾席的覆蓋范圍相對較少的現狀因素。我們在其兩側各掛2只∑S215Ⅳ 全頻多功能音箱組合覆蓋觀眾席,該系列音響是由一只15英寸的低頻單元和一個3英寸的驅動器單元組合而成。低音單元選用的是75mm直徑的大功率音圈,其特有的內外環繞方式有效的加強了音圈的強度和音圈功率的承受能力。∑S215Ⅳ多功能箱的額定功率為400W,短期更大功率達到1600W(GB/T93961996),指向性為60°×40°,使輻射范圍縱深空間較長,有效的滿足了短軸兩側觀眾席內陷問題的同時,避免了與長軸擴聲產生沖突的可能性,保證了短軸兩側聽音區擴聲效果。

同時,基于該館內的中部垂直高度較大,所以,我們在比賽場地的上空擴聲設計方案中,采用集中擴聲方案,采用4只∑S215Ⅳ全頻音箱集中吊掛于方式比賽場地的正中間上空的馬道上,并通過調整輻射角度達到均勻覆蓋比賽場地的目的。而∑S215Ⅳ音響60°×40°的指向性恰好滿足該擴聲輻射需求。

在功率放大器和音箱的配置中,為使整個音響系統有足夠的動態余量,我們完全采用音響和功放2:1的功率比來配置這樣既能保證功放放在更佳狀態下工作,又能保證音箱的安全。本系統中選用了β3系列的功率放大器,β3 貝塔斯瑞功放采用國際更先進的電路設計,所有器件包括接插件均選用進口品牌如東芝大功率管、瑞士Neutrik( 紐特里克)原廠的信號接插件,在保障了音質和音色的同時又具有優越的工作性能, 高性價比。場館南北的主擴聲系統中擬用8臺TA2.1600配接16只TLA121全頻線性陣列音箱,和8只β3TLB101低頻線性陣列音箱則選取了4臺TA2.2400配接系統。而場館東西兩側和比賽場地的擴聲的∑S215Ⅳ音箱中,我們使用了β3TA2.1000功率放大器推動全部∑S215Ⅳ全頻揚聲器系統。



擴聲系統圖

整個系統安裝好后通過初步的設備通電調試和細致的系統聯調使整個系統工作在更佳狀態。經過一段時間的試運行并完全依照權威部門的和《體育場聲學設計及測量規程》中的各項指標標準測量,測試結果達到了體育館擴聲要求的一級標準。
2009年12月23日,東莞體育館迎來了廣東宏遠隊09/10賽季主場揭幕戰,這也是東莞體育館擴聲系統改造竣工后貝塔斯瑞承載國內高標準的體育賽事。整場比賽在球員近百回合的奮力拼爭和觀眾的高漲喝彩中高潮不斷,貝塔斯瑞的出色傳聲更是將賽勢的每個精彩瞬間演繹得淋漓盡致。賽后,場館相關負責人信心十足地表示“和以往承辦CBA時的場館條件相比,現在的體育館的功能多了,現在的體育館有舉辦任何大型賽事的條件。”
成功完成CBA聯賽首演,驗證了改造后音響系統的場館達到了承載高標準比賽的標準。屆時,當2010年11月的亞運會舉重項目開賽鳴鑼的時刻,貝塔斯瑞將面對四方賓客奏響亞運,傳承亞洲雄風。

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