人美版美术八下第十二课《体育场馆设计》word教案

体育场馆设计方案随着我国国力的日益增强与人们物质文化生活水平的不断提高，国内很多城市都在建设或筹建体育场，其规模基本上是实用型、多功能型乃至简易型的，均属于中小型体育场之列。

我们应该对这此中小体育场的建设予以重视，并从技术上进行正确的规范和引导。

本文简单介绍体育场声学设计的经典方法和物理过程，不涉EASE软件设计。

1.声学环境1.1基本结构和朝向中小型体育场的基本结构有开放式、并开方式和封闭式三种。

通常，坐席下没有功能用房的称为开放式体育场。

体育场又有多功能体育场和专项运动体育场之分，我国现在有的体育场多数为多功能体育场，适用于各种体育运动项目的比赛和普通的文艺演出。

专项动动体育场根据某一项体育运动的特点设计建造，只适应于特定的体育运动比赛项目，例如，足球比赛专用体育场、自行车比赛场、网球比赛场等。

在国内，中小型体育场的朝向一般与火车站的朝向有些类似----坐北朝南，即主席台位于体育场院的北侧观众席的正位，符合全天候的采光要求，太阳从主席台的右方落下，缺点是对足球等运动项目的比赛会顺光和逆光的差别，不利于公平比赛。

由于场地的限制，也有坐西朝东，即主席台位于体育场的西侧观众席的正位，这种朝向不太符合全天候的采光要求，优点是对于足球等运动项目的比赛没有顺光和逆光的差别，有利于公平比赛。

通道，比赛场地宽度经75M，长度约110M，足球场东西走向红90M，南北走向约65M。

体育场的基本布局和开幕式运动员出入场行程图。

体育场四周的观众席为马鞍形结构。

对于坐北朝南的体育场，主席台位于北侧看台中间，北看台约32～35阶坐席，南看台也约有32～35阶坐席，东看台约20阶坐席，背景台位于南看台后侧，火炬台位于主席台的东侧，计时和计分牌位于主席台的西侧，西看台也约有20阶坐席。

对于坐西朝东的体育场，只要将坐北朝南的体育场的基本方向，逆时针旋转90°，即可得到体育场的基本丰局和开闭幕式运动员出入场行程图。

体育场挑棚的设置和形式不一而足。

有的体育场，仅在主席台上方设置挑棚；有的体育场，仅在南北看台上方都设置有挑棚；也有的体育场，除四周看台上方设置挑棚外，比赛场地上方也设置顶棚（或活动式顶棚）。

看台下方没有交通道或风雨道的，挑棚的形式用网架结构。

1.2存在的问题和解决方法中小型体育场声学设计中普遍存在在主要问题有：严重的多重回声，严重的声音外溢（扰民）、较多的局部寂静区（声音死区）等，需要协调建声和电声设计共同解决。

多重回声问题，解决办法可从两个方面着手。

一是在建声设计方面，要增加一些声间的吸收和反射面，尽可能地缩短声音在空间的传播行程，提高吸声效率，降低反射声音能量，避免高能量声音声波的多次反射，加长混响半径。

二是从电声设计着手，选择指向性因数（Q值）大，指向性窄的音箱，例如Q﹥15，水平指向性大小60°～90°，甚至选用40°～20°的，40°～20°的比60°～90°的通带外衰减斜率大，通带外声能相对低得多。

还要正确设计和调整音箱的覆盖区域，控制低频声音频带宽度，这也能收到一些效果。

注意，音箱的指向性越窄，成本越高，要综合取舍。

解决声音外溢严重（扰民）问题，除增加隔声设置外，还要正确设计和调整音箱的指向和覆盖区域，以减少声音的外溢扰民。

同样要选择指向性因数（Q值）大的、覆盖角窄的音箱。

局部寂静区（声音死区）的问题可以采用小功率的分散音箱，用补声的办法解决。

中小型体育场在声学设计中值得注意的问题还有：如果长短轴大的椭圆形或弧段、直径大的圆形或圆弧、大柱形、回音壁形等结构体和墙面较多，容易带来声音的聚焦、爬行等后果，造成严重的声音缺陷，破坏音质，降低语言清晰度。

某种程度上这是造型设计和美观设计之间的矛盾，在设计过程中必须密切注意，合理协调两者关系。

解决办法有三种：可以由建声设计着手，尽量避免或减少上述结构体和墙面的出现；或加大上述结构体和墙面的吸声力度，采用强吸声措施，这个办法将大幅度增加投入，不可取；或以上两者结合。

采用哪种设计方案，可根据资金投入2扩声系统2．1扩声系统的使用场所和扩声方式扩声系统的使用场所所括扬内、场外及室内。

场内扩声系统涵盖比赛场地、观众看台、风雨交通道、检录处等处；场外扩声系统涵盖体育场外的功能场地，如练习场、预备场等处；室内扩声系统涵盖各种功能房、贵宾室、休息厅、会议室、运动员集散处、走廊等处。

扩声系统的音响布阵方式有分散式、集中式、混合式三种。

分散式扩声方式，声音来自两个方向或多个方向，时差大，必须控制临近区域的声音干扰，使音箱系统的覆盖区域合理，以免影响声音的清晰度。

音箱不能相向而放，以免产生梳状效应。

音箱的指向性要求；Q值高，灵敏度高，声音的传输能力强。

国产的声系统和设备，不管是性能、可靠性、音质、音色等，都能充分满足中小型体育场的系统配套、使用要求和功能要求，性能价格比高，而且维护维修方便快捷。

笔者认为，设计者在设计时，使用者在选型配套时，应该大量使用国产产品，积极支持我国专业音响产品工业的发展。

下面谈一谈关于在中小型体育场中进行流动文艺演出时扩声系统的选择原则。

流动文艺演出的扩声系统可部分选用进口产品，固定安装设备则应选用国产设备。

如音质优良的音箱和专用演唱传声器等可以有针对性地选用进口产品，调音台及其周边设备等均可选国产产品，功放没有必要选用进口产品。

2．2扩声系统设计实例体育场扩声系统设计主要包括音箱的布阵与系统设备的配置两大部分。

音箱采用混合式布阵方式为佳，通过计算机EASE软件作出声场图。

音箱的布阵位置需要设计者初选出一个大概的位置，再由计算机软件最后精确敲定。

这里以东西走向的体育场为例，以比赛场中央作一个送声区，南北看台各一个区，外加补声区，分别设计音箱覆盖和控制系统。

比赛场中央供声区和南北看台供声区为音质、声级和声场不均匀度等的重点保证区。

主席台属于贵宾区范畴，是否单独设计，视设计思路和资金投入而定。

场中央做一个供声区，用3组音箱覆盖，吊挂在北看台挑棚网架上，有声像控制的作用。

对南北看台观众区，各用5组音箱，吊挂在南北看台挑棚网架上，分别覆盖南北看台观众区。

对东西看台观众区，各用2组音箱，一组吊挂在北看台挑棚网架边沿上。

各观众区半墙、柱面墙、障碍物等背面声音覆盖不到的地方，均可用分散的，较小的音箱独立覆盖，进行补声。

体育场音响系统项目背景:某体育中心包括体育场、游泳馆、综合体育馆、训练场以及相应的建筑。

该体育场长289米、宽252米，顶部挑棚最高处44米，可容纳6万名观众。

体育场的扩声系统早期设计除效果器等个别设备外，均采用模拟器材。

此后为了适应未来体育场馆的应用要求，以及为保障投资效益的长期性等原因，对于扩声系统的质量、功能、操控性等方面提出了更高的要求。

同时，随着数字音频技术的迅速发展，世界范围内很多新型体育场馆的建设已经采用了全数字或部分数字的系统基本构架，分布式信号传输与处理的潮流也日趋明显。

而在相关产品的质量、安全性、操控性等方面有了长足的进步的同时，产品价格则有了较大幅度的下降。

在综合考虑到上述多方面因素并参考国内外音频技术的发展情况后，对原系统的模拟构架进行了部分的调整。

新系统随整体工程建设进度逐步实施。

最终完成的系统与原系统最大的区别在于：主要的音频处理部分采用了数字化的媒体矩阵技术并通过Cobranet协议实现了部分信号的数字化传输。

项目特点：根据有关建筑设计，本扩声系统共设立了主控机房以及副控机房两个控制室，其中主控机房位于二层看台的贵宾包房区域内，在机房内，可以清楚地看见整个场地的情况；而副控机房则位于南区一层看台之下，从机房可直接进入场地。

系统中，所有场地信号输入输出接口(共64路)和电视转播机房、消防控制机房、事务广播机房等其他系统的信号首先进入副控机房，通过跳线盘切换后，可以传送32路模拟信号以及12路数字信号(通过一条CAT5线缆以Cobranet协议方式传输)至主控制室。

主控制室内同时设有三磁头录音机、CD唱机、DAT录音机以及无线话筒系统等音源设备，它们和副控制室传来的场地信号经调音台混合处理后进入媒体矩阵，在矩阵内进行诸如均衡、压缩、限制、分频、电平设定、优先级别设定以及矩阵分配后，送入位于本机房内的相应的功率放大器，从而推动不同组别的扬声器进行扩声。

同时主控机房可传输32路模拟信号以及12路数字信号(通过同一条CAT5线缆以Cobornet协议方式传输)至副控制机房，而后再传送至场地输出接口以及电视转播机房、新闻中心等场所的输出接口。

副控制机房内配备有小型调音台以及简单的节目源设备和小型媒体矩阵音频处理器，可根据某些特殊情况的需要随时搭建临时性的音频系统。

媒体矩阵技术的采用，大大提高了系统功能。

由于音频媒体矩阵技术(或者叫做数字音频平台)和Cobranet协议目前已经相当成熟，并为业内人士所熟知，因此对于其优势及特点，在这里不在赘述。

但需要指出的是采用5类双绞线传输多路数字音频信号的确给我们的施工带来了极大的便利。

在施工工期紧张，人手不够，电缆桥架已经被大量占用的情况下，轻松完成了本来需要耗费大量人力物力和金钱才能完成的工作。

而业主对最终的音质效果也十分满意。

毕竟数字化传输从根本上解决了交流声、串扰、信号衰减、频响变差以及失真等等传统体育场馆常见的问题。

对于扬声器部分，布局方面采用了集中与分散相结合的方式。

主席台设在西看台，在西看台标高44米的蓬盖下，设置三组集中扬声器组，其中中间扬声器组由4只世界知名品牌大型同轴号筒扬声器组成，利用其较为狭小的指向性(40°×20°)覆盖整个东区看台观众席以及场地的中间部分；位于中间扬声器组两侧的南北扬声器组则由两种同轴号筒扬声器组成，利用其90°×40°以及60°×40°的不同指向性，分别覆盖主席台(西看台)前跑道、南北跑道以及场地的南北两侧区域，同时，考虑到远程覆盖的低音衰减，我们在东区看台蓬盖下，吊装3只低音扬声器，用于东看台区域的低音补偿。

除此之外，对于西看台以及南北看台的观众席扩声，均采用分散布局的箱式扬声器进行覆盖。

其中南北看台各采用8只扬声器，均匀分为4排两列进行吊装；而西看台作为最重要的看台区域(主席台、贵宾席、记者席等均分布于此)，我们则选用了4只大功率的箱式全频扬声器，以便提供更大的声压级和更好的音质。

同时，通过4只流动性全频返送扬声器，进一步保证了主席台的听音效果。

此外，对于被二层贵宾包房挑台以及南侧看台LED大屏幕所遮挡的区域，我们则配备了一些小型的扬声器进行补偿。

对于扬声器集中与分散相结合的方式，首先会存在各扬声器组扩声信号到达听音位置时间不一致的现象，那么由于采用了20×28的媒体矩阵方式综合处理器，因此，我们具有了多至28个的输出通道，对于每一个输出通道，可以分别进行均衡、压限、分频和延时处理。