在厅堂、体育馆设计中，建筑声学与电声学设计必不可少。然而，在很多情况下建筑声学设计与电声系统设计相脱节，有时往往在没有建筑声学设计的情况下，进行电声系统设计，这在很多场合不尽人意，有时往往昕不清楚。

　　如何将建筑声学中的音质设计与电声系统设计相结合，这是设计中急待解决的问题，其中必须建立设计的理论依据。

　　当前，在国家有关标准中，有“厅堂扩声系统声学指标”，尚有体育馆及剧场扩声系统声学指标正在审稿中。这些指标提供了电声设计的声学依据。但其不足之外是依然无法提供这类厅堂是否听得清楚的科学指标。当前的扬声器系统种类繁多，但其中不乏商业行为，对于是否听清很少涉及。

　　下文就声场不均匀度及语言清晰度以重庆洋河体育馆为例作必要的探讨。

1、扩声设计

　　建筑声学（音质设计）长期以来，以人声作为主体，对听声环境作出必要的设置。在大型厅堂，特别是体育馆这类特大型厅堂，人声的能量无法达到良好听音。即使能够达到但由于环境噪声过高，以致无法听闻。在绝大多数场合，均以扩声来代替自然声。扩声系统不仅提高了声场声压级（即大大提高了可闻度），还可以利用其周边设备对原声进行渲染，更重要的是利用扬声器系统的指向性、能量服务角度等声学指标集中能量，从而提高了清晰度。在体育馆此类场合，往往不必重视声源的位置，而集中精力在“扩声”与“清晰度”二个指标上下功夫。此不同于剧场会堂、歌舞厅等场合，还特别重视视听一致的听声效果。

　　扩声系统，特别是扬声器系统的设置应具有完善的环境声学参数。如体积内表面积、座席数、每座体积、空满场设计混响时间及空满场房间常数等。这些声学参数从建筑声学设计中取得，并对电声设计提供可靠的依据。缺少这些依据，电声设计将无法进行，更不可能预计电声设计的效果。

2、建筑声学与电声学设计的关系

　　在统计声学中，以扩散场作为依据，即声场的混响是一个常数、各点混响时间相同，这在体育馆场合是比较接近实际的。

　2.1电声系统最大声压级

　　 式中：LPmax为声场最大声压级（dB）
　　　　　 Lw为声源声功率级（dB）
　　　　　 Q为声源指向性因数
　　　　　
　　　　　 a为平均吸声常数
　　　　　 a_D为声源第一次辐射表面的吸声系数
　　　　　 4mw为房间空气吸收量
　　　　　 D为扬声器组的方向值
　　　　　

　　　　　n为扬声器的放声组数
　　　　　

　2.2语言辅音清晰度损失百分比AL

　　式中：T为混响时间（s）
　　　　　 AL为美语辅音清晰度损失百分比，一般定为AL≥15%时语言可懂度较高。

　2.3讨论

　　（1）语言清晰度与最大声压级

　　当混响时间较长，r_c相应减少，最大声压级除取决于扬声器组的灵敏度、电功率外，声场趋于均匀，声场声压级还取决于辐射距离，但对清晰度而言，当r/r_c≥3.16时，AL=9T%。即混响时间不应超过.6s的情况下，尚能满足清晰度要求。这就必须进行环境声学设计来控制混响时间，否则就听不清楚。因此，在这种大型场合，清晰度又是必要的声学要求时，建造声学设计必不可少。

　　（2）声场声学半径

　　关于扬声器n与声源指向性因数Q的选择。为了达到足够的清晰度，声学半径应当较大，即提高直达声的辐射距离。此时除了选择较大的扬声器组指向性因素外，最好的办法是使得Q与n值平衡。扬声器组的个数n太多，Q值就相应提高，这不经济，又造成声场不均匀度加大。因此，要提高电声系统的技术经济指示，在Q与n中作适当的比较是必要的。

(b)
图１ 重庆洋河体育场声学设计图

　　（3）房间常数R

　　对于混响时间小于等于1.6s的要求，不是绝对的。有关规范规定电声系统的测试是在空场中进行，其中包括混响时间的测定。但往往在大体积的体育馆中，中高频的空场混响时间往往超过此数，这难以确定在满场或接近满场情况下是否听得清楚。即往往出现空场听不清，满场却能基本听清楚的情况。建筑声学应提供满场混响时间，这是电声设计的一个必要因素。

　　由于扬声器系统往往设于高处，又有较强的指向性因素，此时房间常数中的就不能用来代替。此时往往可取0.6-0.8之间（根据声源辐射的高度、Q值、D值及声源的聚集系数等来取值）。

3、重庆洋河体育馆声学设计

　　（图1）中给出了设计计算值，主要是给出了空满场最大声压级及语言清晰度的结果。（表1）给出了混响时间的计算值。

表1 　混响时间的计算值

　4、结论

　　（1）在大型体育馆声学设计中，建声与电声设计都必不可少，两者相结合应是声场设计的基础，建声与电声设计两者相协调，是使整个声学设计在经济技术指标中更趋合理。

　　（2）清晰度是设计中必不可少的参数，应提到一定的高度来认识。尽管在电声系统的设置也许不尽人意，但对听感的基本要求，通过该二项指标的设计是能达到的。(作者：赵培生，李肇华)

来源：《电声技术》