山东大学综合体育馆扩声系统——β3(贝塔斯瑞,Beta Three)体育场馆音响
β3(贝塔斯瑞,Beta Three)音响企业正式中标山东大学综合体育馆扩声系统设计安装工程。该工程包含了体育馆主场馆、游泳馆、篮球训练馆三个部分的扩声系统深化设计、线路敷设、设备安装、调试、保驾、培训及售后服务。以交钥匙工程为规范，依JGJ/T131 -2000 J42《体育馆声学设计及测量规程》“综合馆扩声特性一级指标”的标准进行设计建设。
本文将简要介绍β3(贝塔斯瑞,Beta Three)音响企业为该项目工程设计的解决方案，重点以EASE声学模拟和系统配为主。
关于山东大学
山东大学创建于清光绪27年（公元1901年），初名山东大学堂。山东大学是我国历史悠久的著名大学，中国一流大学，是一所学科最为齐全、学术实力雄厚、办学特色鲜明，在海内外具有重要影响力的教育部直属老牌重点综合性大学，是首批进入国家“211工程”和“985工程”重点建设的高水平大学之一。一百多年来，这所誉满海内外的百年名校 ，历经山东大学堂、国立青岛大学、国立山东大学、山东大学等历史发展时期，迁徙分合、春华秋实，成为中国现代大学教育的重要发祥地和文化科教的重镇。
百余年来， 著名文学家闻一多、老舍、梁实秋，史学家郑鹤声、童书业、黄云眉，医学专家孙鸿泉、尤家骏、张汇泉，化学家邓从豪、朱兆良、薛群基，生物学家童第周，物理学家王淦昌、束星北，数学家潘承洞，国际知名的金融数学家彭实戈，内燃机专家丁履德，力学专家刘先志，电力工程专家薛禹胜，共和国元帅罗荣桓，国学大师季羡林，著名人臧克家等一大批学界泰斗、栋梁之才都曾在此执掌教鞭或蒙沐教泽。
山东大学综合体育馆概况
山东大学综合体育馆位于山东大学东校区内，东侧为运动场，北临山大北路，南侧是建设中的综合科研楼，总用地面积约3.2万平方米，总建筑面积约3.4万平方米。为大型乙级体育馆。
该场馆主要由四部分组成：一是平面呈椭圆形的主体育馆，屋盖长轴约130m，短轴约87m，屋盖最高27m，内有约8562个座位（其中固定座位约6017个，活动座椅2545个），体育馆中部比赛场地下设有地下室一层，内设20x50m的8个泳道的游泳池一个，层高约8m；另外沿主馆四周的一层架空疏散平台，层高约4.5m；平台下、主馆南侧为半地下篮球训练馆，层高约8.5m；平台下主馆北侧为半地下设备用房，层高约5.1m。
在有限的空间内，通过缜密排布，设置了篮球训练馆、游泳馆、羽毛球、乒乓球、器械健身、健身操、击剑、跆拳道、武术、保龄球、台球、棋牌等多种运动健身场地，为山东大学生提供丰富的健身运动条件。也让山东大学在110周年校庆时，所有山东大学都拥有一座多功能的大型综合体育设施。
体育馆由比赛馆，贵宾区，新闻媒体区，场馆运营区，竞赛委员会区，赛事管理区，运动员区，裁判员区构成。
该项目总投资约2.5亿元人民币，于2009年12月开工建设，将于2011年8月底完工交付使用。
综合体育馆扩声系统设计方案
一、计算机声场模型分析
依招标文件的要求，我们选用德国AFMG公司的EASE4.1软件进行计算机辅助设计，该软件通用性强，在业界已被广泛应用。在CAD建模过程中，我们意识到了模型精确度对运算结果的影响，尽量提高模型的近似度以保证运算结果的可参考性。
我们根据业主提供的建筑图纸以及相关的建筑声学条件，首先建立本场馆的三维模型，然后按建筑图提供的坐席位置设置听音面。（具体模型如下图）：
根据EASE自行生成的计算，整个体育馆参与分析体育馆容积约为85000m3，参照《体育馆声学设计及测量规程》，本馆属于大型体育馆范畴。其室内混响时间以及不同频率RT60容差范围参照下表执行。
| 比赛大厅（m3） |
＜40000 |
40000～80000 |
＞80000 |
| 混响时间（s） |
1.2～1.4 |
1.3～1.6 |
1.5～1.9 |
不同容积比赛大厅混响时间设置
| 频率（Hz） |
125 |
250 |
2000 |
4000 |
| 比值 |
1.0～1.3 |
1.0～1.15 |
0.9～1.0 |
0.8～1.0 |
混响时间容差范围
设置模型参数
由于此次招标项目中，业主所提供的相关资料并未包含关于场地声学特性的相关参数，因此，本着满足国家体育馆声学设计及测量规程(JGJ/T 131-2000)行业一级标准中的要求，本馆声学参数暂按T131-2000中的最低要求进行设置，以确保利用该计算机模型进行辅助设计的最终结果的可参考性，根据EASE分析，计算出的混响时间曲线满足容差范围要求，整个比赛馆平均吸声系数a≈0.43，因空气吸收产生的高频滚降效应使高频混响时间落差较大。
EASE4.1声场分析图
本EASE4.1辅助设计包括四种图，上面的建模三维视图表示设计者的音箱布置方式，下面的图是计算机模拟分析的结果：
声压级图---表示建筑环境各频率的声场分布,声场均匀度和******声压级是否达到标准。室内声场包括直达声场和混响场，直达声场和混响场的EASE计算中直达声是由声源直接到达听音点的声音，它是声音的最主要信息，在传播的途中，这部分声音不受室内界面的影响，直达声的声压强基本上按照与声源距离的平方成反比而衰减的，空气损耗在此计算中忽略不计,但这个结果在室内只是理论计算的数值，最终听音者听到的是直达声在近次反射声后陆续到达的，经过多次反射的声音也就是混响声场的计算结果，由于声波每入射、反射一次，界面都要吸收掉一部分声功率，混响声压是逐渐衰减的，在离声源较远时，混响声的声压强度对于接收点的声音强度起决定作用，对音质有着重要的影响。所以说以下的声场图都是在混响声场中计算出来的数，在系统不变的情况下，由于EASE所采用的统计声学公式误差的影响，这个结果和实际系统完成后的测量值会有约1dB（10%）的误差范围。
RASTI--快速语言传输指数（rapid speech transmissionindex），是语言传输指数法（STI法）在某些条件下的一种简化形式，用来测定与可懂度有关的语言传输质量。EASE的语言清晰度计算是基于建声上满足或接近图中的混响时间频响曲线，电声上选用的所有扬声器都处在正常的工作状态下，采用RASTI法计算得出的期望值指数，RASTI法是客观评价厅堂语言可懂度的，快速语言传输指数。与可懂度有关的语言传输质量是根据模拟实际讲话人声学特性的测试信号通过房间时的调制指数mi的降低确定的，测试信号由位于讲话人位置的声源传输到听音者人位置上的传声器，这个RASTI指数对于没有受过训练的讲演者听众在复杂的听音情况下,在EASE中0.75～1（含0.75）为优秀，0.6～0.75（含0.6）为优良，0.45～0.6（含0.6）为好，0.3～0.45（含0.3）为可以，小于0.3为差。一般RASTI大于0.45为好。
ALC--辅音清晰度损失百分比（%ALCONS），是一种语言可懂度的度量方法。在EASE中0%～3.3%为优秀，3.3%～6.6%为优良，6.6%～14.7%为好，14.7%～33.6%为可以，33.6%以上为差，一般ALC应小于15%.有关语音清晰度是根据模拟实际发话人声学特性的测试信号通过房间时调制指数Mi的降低确定的。测试信号由位于扬声器位置的声源传输到听音点上的传声器时的调制指数为Mo。调制指数的降低可由调制转移函数M(F)
的数量表示：
M(F)＝Mo/Mi
根据以上计算机仿真分析结果，对照扩声系统设计目标，有以下结论：
1、 电声系统设计方案中，全场由28只XH12，14只XH15B扬声器覆盖观众区，由 6只XH12覆盖比赛 区，能均匀覆盖（按1 /3倍频程的计算）。在不进 行频率响应优化的情况下，整个观众席的平均******声压级大于B，达到并 超过《体育馆声学设计及测量规程》“综合馆扩声特性一级指标”要求。
2、 语言清晰度符合EASE参考手册要求,比赛区域和观 众区域语言清晰度均为好。
3、 传输频率特性也完全达到要求的标准：125~4000Hz（±4dB）；
4、 声场不均匀度达到设计目标：≤8dB；
5、 计算机仿真无法模拟传声增益指标，该指标只能通过实际测试得到。但要获得好的传声增益，需做好各界面的声学处理。
根据以上结果得出，本设计声场模拟分析数据达到并超过JGJ/T131 -2000 J42《体育馆声学设计及测量规程》“综合馆扩声特性一级指标”，完全满足体育馆声学设计及测量规程中一级扩声标准要求的指标。
二、主要设备清单
| 位置/用途 |
设备名称 |
数量 |
| 观众席扩声 |
全频音箱 XH12/64 |
28 |
| 低频音箱XH15B |
14 |
| 功放 XA系列 |
18 |
| 比赛场扩声 |
全频音箱 XH12/64 |
6 |
| 主席台流动返听扩声 |
全频扬声器MU215 |
2 |
| 流动扩声 |
全频扬声器MU215 |
4 |
| 功放XA4.09 |
1 |
| 超低音扬声器TLB218 |
2 |
| 功放TA2.1600 |
1 |
| 游泳馆扩声 |
全频扬声器S1200N |
8 |
| 功放XA4.09 |
2 |
| 篮球训练馆扩声 |
全频扬声器MU15 |
8 |
| 功放XA4.09 |
2 |
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