体育馆声学设计的实质——语言清晰度设计

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1、体育馆声学设计的实质——语言清晰度设计体育馆声学设计的实质语言清晰度设计引言　　体育馆声学设计依据行业标准JGJ/T1312000规范要求进行，其声学设计基本有3种：建筑声学设计、扩声设计及噪声控制设计，其实质都是为了保证体育馆比赛大厅观众席、比赛场地的语言清晰度。笔者在此只谈建声设计和扩声设计。　　1体育馆建筑声学设计　　行业标准中比赛大厅建筑声学应以保证语言清晰度为主[1]，这一点很明确。为了保证比赛大厅观众席和比赛场地的语言清晰度，对于比赛大厅与容积相应的满场混响时间（大厅内各空间界面吸声与反射处理）提出建声设计要求，其中必须指出：　　（1）理论分析和工程实践证

2、明：语言清晰度与混响时间密切相关，混响时间太长，会使语言清晰度变差，所以混响时间的设计是建筑声学设计的重点。如果混响时间太长，偏离相应大厅容积所允许的混响时间太多（像现在一般场馆多采用球结点网架结构，容积很大，往往混响时间偏长），在设计阶段未采取措施降低其混响时间或采用电声方法给予补偿，严重时会降低观众席语言清晰度，影响使用功能。　　（2）比赛大厅内观众席和比赛场地内不得出现回　　声、颤动回声和声聚焦等音质缺陷。如果声学缺陷太多，会直接影响清晰度。而且扩声系统开大时会引起啸叫，开小则信噪比不够，听不清楚，影响正常使用。　　2体育馆扩声设计　　行业标准中体育场馆对扩声系

3、统总体上有3点要求：扩声系统应保证比赛大厅有足够声压级，声音应清晰，声场应均匀[1]，其中：　　（1）足够的声压级：主要是本文由.L.收集整理相对于背景噪声而言，即应保证一定的信噪比，否则不能保证语言清晰度;　　（2）声音应清晰，不言而喻，扩声目的就在于此;（3）声场应均匀：一般来说，低频在场馆内各点座位上相对是较均匀的，在高频往往容易出现大的偏差。这涉及扬声器的选取、频率响应、指向性及扬声器安装布放，而且1kHz，2kHz频率（1/3oct）对语言清晰度贡献最大。美国人研究得，2kHz（1/3oct）对语言清晰度的贡献占11%;中国人测试得，1kHz左右对语言清晰度

4、影响很大。　　所以声场均匀度实质上反映中、高频特征的分布参数，反映观众席上语言清晰度。　　3体育馆声学特征指标　　体育馆5项声学特征指标，也是为保证比赛大厅观众席语言清晰度提出的。　　3.1最大声压级　　该技术指标是在扩声系统总体要求上提出的具体规范。根据体育馆使用功能，要求分为3个级别：一级：105dB;二级：98dB;三级：90dB。最后一级为90dB，主要是依据体育馆观众席噪声为65～70dB时，为了保证观众席语言清晰度而定，这样至少可以保证20dB的信噪比。　　3.2传输频率特性　　传输频率特性是指比赛大厅观众席、场地声音的幅频特性，一般可理解为声频率响应，是

5、指由主席台或场地声音→扩声系统→观众席声音的频率响应。应该说，在语言频段125Hz～4kHz之间越平坦越好。其中，一级：±4dB（125Hz～4kHz平均为0dB）;二级：+4dB，-6dB（250Hz～4kHz平均为0dB）;三级：+4dB，-10dB（250Hz～4kHz平均为0dB）。就是说，希望在观众席的声频率响应越平坦越好。这样，可以将语言信号随频率变化的幅度如实地反映到观众席听众双耳。传输频率特性越平坦，语言清晰度越高;若用以播放音乐，其低频丰满度和高频明亮度会越好。美国人测试认为：200Hz～4kHz间（1/3oct）对

6、语言清晰度贡献之和为91.5%;中国人测试认为：200Hz～4kHz间（1/3oct）对语言清晰度贡献之和为93.8%。研究数据基本一致，就是说，如果200Hz～4kHz间的传输频响越好，语言清晰度越高。美国专家唐戴维斯说过，提供平滑的频响比扩展频响宽度更重要，即由频带增加所引起的听觉效果小于频响不均匀度所引起的差别，对此很少有人理解。　　3.3声场均匀度　　该技术指标是在扩声系统总体要求上提出的具体规范，标准要求中心频率1kHz，4kHz（1/3oct），大部分地区：一级：≤8dB;二级：≤10dB;三级：≤10dB。其实质亦是清晰度。中国人所做实

7、验用高通滤波器滤去1kHz以下频率成分，其清晰度仍为93.8%，就是说保留了语言清晰度的主要成分，而且要求1kHz，4kHz的不均匀度不大于一定的dB数。况且传输频率特性要求以125Hz～4kHz平均值作为0dB，在此频段内：一级：±4dB;二级：+4dB，-6dB;三级：+4dB，-10dB。要求一定的均匀平坦程度，这样可很好地保证其扩声时的语言清晰度或可懂度。3.4传声增益　　该声学指标涉及扩声系统稳定性，大多是由于建筑声学缺陷、混响太长或扩声扬声器布置不合理造成扩声系统的反馈、啸叫。可使用电声设备自动反馈控制器，抑制、消除系统啸叫