體育館擴聲有什么特殊性？什么樣的系統(tǒng)既能更好符合使用要求，又經(jīng)濟(jì)合理？怎樣的聲學(xué)指標(biāo)是合理可行的？系統(tǒng)與設(shè)備器件的關(guān)系如何？這些都是從事擴聲專業(yè)同行經(jīng)常思考的問題。廣播電影電視部設(shè)計院30多年來承擔(dān)過近20個大型體育場館擴聲工程任務(wù)，包括較早期的北京工人體育場、館，首都體育館和近年的11屆亞運會的幾個主要館場，還有我國援建在亞非地區(qū)的十多個體育館場。通過這些擴聲工程的實踐，企圖對上述的問題討論幾個原則，不頻及很具體的技術(shù)問題，其目的在于引超討論，盡可能取得共識，使我國的體育場館擴聲工程水平有所提高。下面結(jié)合工程實踐體會談五個問題。1、常備固定安裝的擴聲系統(tǒng)與供演出用的流動擴聲系統(tǒng)體育館場是大型公共活動場所，其擴聲系統(tǒng)平時經(jīng)常是用于體育比賽和群眾集會，首先是要滿足語言擴聲的要求。偶爾也舉行大型文藝演出，對聲學(xué)特性提出更高的要求。還可能舉行一些其他活動。使用一個擴聲系統(tǒng)就難以適應(yīng)這些差別頗大的各種不同活動，如果按大型文藝演出的需要設(shè)置擴聲系統(tǒng)，對經(jīng)常使用的語言擴聲而言很不經(jīng)濟(jì)，同時也難以滿足各種演出活動的特殊要求。經(jīng)多年來國內(nèi)外體育場館的實踐對此體會很深，大多數(shù)大型運動會的開幕式，閉幕式和大型的高水平演出都是用流動系統(tǒng)解決。因此，設(shè)置一個常備性、固定安裝、較為簡單的、以語言擴聲為主（必要是可兼顧小型演出）的擴聲系統(tǒng)，供聲館平時大量的集會、比賽使用；而對音樂擴聲，則設(shè)置一個質(zhì)量較高的流動系統(tǒng)，使用前根據(jù)演出需要臨時安裝，可能是經(jīng)濟(jì)合理的。固定式系統(tǒng)又可作為音樂擴聲系統(tǒng)的組成部分，可以與流動擴聲系統(tǒng)接口。這樣的音樂擴聲系統(tǒng)在規(guī)模、配置方面都有較大的靈活性，有可能滿足各種文藝活動的需要。這種系統(tǒng)的設(shè)置，可從國外大型體育場館中找到多個例子。在第11屆亞運會的主會場工人體育場和北京奧林匹克體育中心的綜合體育館就采用了這樣的擴聲系統(tǒng)。工人體育場擴聲系統(tǒng)已在1991年電聲技術(shù)第二期上介紹過1，不再重復(fù)?，F(xiàn)就奧林匹克體育中心綜合體育館的系統(tǒng)略加說明。該系統(tǒng)固定式揚聲器組集中懸掛于場地中部，離地面高度可調(diào)（電動升降），覆蓋全場。揚聲器組主要由300的低音揚聲器單元和600400，400200的恒指向性號筒的揚聲器組成。系統(tǒng)采用前級電子分頻，功放與揚聲器之間不通過變壓直接接配。為了解決文藝演出時，場內(nèi)可能設(shè)置的流動揚聲器與中心懸吊揚聲器組到達(dá)觀眾的聲音的時間前后順序分布問題，該揚聲器組分四路接線，各路可單獨接入延時器，以調(diào)整時間順序關(guān)系。由于資金關(guān)系，沒可能一次提供足夠的供演出用的流動揚聲器組，設(shè)計時只配置了四組帶功放的流動揚聲器組，供演出時場內(nèi)使用。此外，場內(nèi)與擴聲機房之間有多對電纜聯(lián)接，以便演出時場內(nèi)連接有線、無線傳聲或流動調(diào)音臺和其他音質(zhì)加工設(shè)備。至于大型演出必要的返送系統(tǒng)，在固定設(shè)備中沒有考慮、完全依賴于演出前臨時設(shè)置。2、集中式和分散式布置揚聲器系統(tǒng)常備固定安裝擴聲器系統(tǒng)集中布置還是分散布置，國內(nèi)外均已有過詳細(xì)的討論。應(yīng)該說，設(shè)計得當(dāng)，兩種布置方式均可能達(dá)到良好的聲場特性。在具體工程中，可根據(jù)具體實際情況權(quán)衡確定揚聲器布置方案。對一個體育場館而言，一般地說，擴聲系統(tǒng)所處的地位是從屬的，揚聲器系統(tǒng)布置受諸多因素的制約。因此，協(xié)調(diào)土建、設(shè)備、系統(tǒng)設(shè)計之間的關(guān)系，保證主要設(shè)計要求得以實現(xiàn)，是系統(tǒng)設(shè)計者的主要任務(wù)之一。對室內(nèi)體育館而言，分散式布置揚聲器系統(tǒng)的優(yōu)點是：揚聲器系統(tǒng)單元特性較容易達(dá)到；可分區(qū)控制全部或部分揚聲器；離聽眾較近，可拉高直達(dá)聲比例。其主要問題是不容易安排好到達(dá)聽眾聲音的時間順序，而且安裝管道較多。在亞運奧林匹克體育中心內(nèi)，游泳館采用分散式布置揚聲器的方案。具體布置及效果已在參考文獻(xiàn)1介紹過。采用分散布置的主要原因不但是為了加強直達(dá)聲比例，而且還可以控制水面反射聲的干擾，以提高在較長混響時間條件下的擴聲語言清晰度。對于綜合體育館，由于室內(nèi)混響時間可以有效控制，揚聲器特性又可能滿足集中式布置的要求，因而采用集中懸吊揚聲器系統(tǒng)的方案，實際證明，這個方案是成功的。對于一個室外體育場而言，曾在過去一段時間采用過的場內(nèi)立桿分散布置揚聲器組的方案，由于對觀眾視線或體育運動有所影響，或由于聽感方向不佳，逐漸不被多數(shù)設(shè)計者采用。較多的是在挑蓬下分散布置揚聲器系統(tǒng)，如工人體育場擴聲改建那樣的集中式系統(tǒng)，或以集中式布置主擴聲揚聲器組，如北京奧林匹克體育中心田徑場那樣的集中式系統(tǒng)。近年來，由于揚聲器系統(tǒng)方面的進(jìn)步，促使設(shè)計者越來越多地運用集中布置主擴聲揚聲器系統(tǒng)方案，如國內(nèi)新建的山東體育場、北京先農(nóng)壇體育場等。與分散式系統(tǒng)相比較，集中式方案對揚聲器系統(tǒng)的功率、靈敏度、指向性等方面有更嚴(yán)格的要求。其聲場特性主要問題有二：一是聲音“外溢”對附近地區(qū)造成“噪聲污染問題”，據(jù)報道，集中式比分散式擴聲“外溢”高出15dB左右2，這在必須考慮體育場附近“安靜”問題的地方是應(yīng)給予重視的；二是在坐不滿觀眾的情況下，場內(nèi)存在長延時的反射聲。如何定量地評估這些長延時的反射聲。如何定量地評估這些長延時反射聲對擴聲語言清晰度的影響，還缺乏必要數(shù)據(jù)，但經(jīng)驗告訴我們，這些反射聲對語言清晰度的干擾不是不能容忍的。這大約就是集中式擴聲系統(tǒng)得以發(fā)展的起碼條件。聲頻工程設(shè)計概論無論采用哪一種揚聲器布置方案，均應(yīng)確保在對語言清晰度影響很大的頻帶內(nèi)（如125Hz4kHz）有良好的直達(dá)聲覆蓋。但目前揚聲器系統(tǒng)在低頻段（如250Hz以下）難以得到有效的控制，還不能做到基本上與頻率無關(guān)的強定向，這無疑會影響到遠(yuǎn)區(qū)低頻直達(dá)聲覆蓋。改進(jìn)低音揚聲器組低頻段的近場與遠(yuǎn)場特性差別可能是個值得研究的課題，不僅是對體育場館擴聲如此，對其他廳堂擴聲也一樣。3、體育場館擴聲聲場指標(biāo)及建筑聲學(xué)特性從聲學(xué)的角度看，體育場館有別于其他廳堂。場館內(nèi)活動時群眾噪聲高，據(jù)統(tǒng)計L50達(dá)7580dB（A）；館內(nèi)體積大，有的達(dá)近30m3/座；場內(nèi)擴聲距離大，體育場集中式擴聲最大服務(wù)距離可達(dá)170m以上；擴聲傳聲器處于主席臺或場地上，這些地方均在擴聲揚聲器的有效覆蓋之下，其聲壓級、頻譜與一般觀眾席沒有多大差別，因而對抑制聲反饋，提高傳聲增益困難更大。因此，現(xiàn)有廣播電影電視部部標(biāo)準(zhǔn)廳堂擴聲聲學(xué)指標(biāo)難以直接用于體育館場。即將發(fā)布的國標(biāo)廳堂聲學(xué)設(shè)計規(guī)范，也沒有規(guī)定體育館的建聲標(biāo)準(zhǔn)及擴聲指標(biāo)。無論如何，對一個工程而言，規(guī)定合適的聲學(xué)特性指標(biāo)作為設(shè)計和驗收的依據(jù)是很必要的，即便不是作為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。基于館內(nèi)聲學(xué)效果是擴聲系統(tǒng)與建聲處理的綜合結(jié)果這個出發(fā)點，對于多用途的室內(nèi)大中型體育館的混響時間特性進(jìn)行過調(diào)研。中國建筑科學(xué)研究院物理所在1986年討論亞運場館建設(shè)的有關(guān)研討會上，提出亞運新建體育館的中頻混響時間為1.41.8秒（2/3滿座）；低頻混響時間允許有一定的上升（125Hz上升至1.3倍）。這個數(shù)據(jù)對一般規(guī)模的綜合體育館是可行的。北京奧林匹克體育中心的綜合體育館混響時間實測值基本在上述范圍內(nèi)，使用效果表明其語言清晰。相反，在游泳館內(nèi)，由于混響時間遠(yuǎn)長于上值，雖然在擴聲系統(tǒng)中已采取了一些措施，采用了爭散系統(tǒng)，但語言擴聲和總效果仍不夠清晰。因此，為提高語言清晰度盡管采用分散式擴聲系統(tǒng)，但在建筑聲學(xué)上，仍應(yīng)進(jìn)一步控制其場內(nèi)混響時間。在亞運場館建筑時，曾擬定了幾個主要場館的擴聲系統(tǒng)指標(biāo)，如下所示（不是計算達(dá)到數(shù)據(jù)，只有設(shè)計指標(biāo)）。亞運村幾個場館的擴聲系統(tǒng)指標(biāo)：地點：工人體育場最大聲壓級/dB：93傳輸頻率特性：+4-6傳聲增益/dB：-12聲場不均勻度/dB：10地點：奧林匹克中心田徑場最大聲壓級/dB：93傳輸頻率特性：+4-6傳聲增益/dB：-12聲場不均勻度/dB：10地點：奧林匹克中心綜合體育館最大聲壓級/dB：95傳輸頻率特性：125Hz4kHz +4傳聲增益/dB：-10聲場不均勻度/dB：8地點：奧林匹克中心游泳館最大聲壓級/dB：90傳輸頻率特性：125Hz4kHz +4-6傳聲增益/dB：-12聲場不均勻度/dB：10以上所列名詞解釋參閱廣播電影電視部標(biāo)準(zhǔn)GYJ25-86工程建成后，進(jìn)行空場測量，測量結(jié)果也如下3。測量按國標(biāo)GB4959-85廳堂擴聲特性測量方法進(jìn)行。工程建成后的空場測量結(jié)果地點：工人體育場最大聲壓級/dB：101傳輸頻率特性：+2-5傳聲增益/dB：-9聲場不均勻度/dB：8地點：田徑場最大聲壓級/dB：98傳輸頻率特性：+2-3傳聲增益/dB：-10聲場不均勻度/dB：8地點：綜合館最大聲壓級/dB：99傳輸頻率特性：0-4傳聲增益/dB：-8聲場不均勻度/dB：6地點：游泳館最大聲壓級/dB：95傳輸頻率特性：+2-1傳聲增益/dB：-9聲場不均勻度/dB：4比較以上兩個表格，可以看出，原規(guī)定這些場館中擴聲系統(tǒng)估計達(dá)到的最大聲壓級是偏于保守的。原因可能有三：（1）廠方提供的揚聲器參數(shù)留有余地；（2）測量最大聲級是準(zhǔn)峰值聲壓級，與估算時不一致；（3）原規(guī)定對混響聲（室內(nèi)）和多揚聲器能疊加問題估計不夠。如上所述，由于體育場館擴聲傳聲器所處地方的聲學(xué)條件，傳聲器的指向性特性（包括指向性的頻率特性）對傳聲增益的影響很大。在這次測量中，使用的擴聲器多為Beyer M88或E/V N/D757型。綜上所述，個人認(rèn)為，把以下指標(biāo)作為普通體育館場擴聲聲場設(shè)計和驗收的依據(jù)可能是合適的：最大聲壓級：95105dB傳輸頻率特性：（頻帶由具體工程定，最低限度2504000Hz）+4，-6傳聲增益：-10-14dB聲場不均勻度：10dB4、系統(tǒng)和設(shè)備、器件擴聲系統(tǒng)的建立是以設(shè)備、器件為基礎(chǔ)的，好的系統(tǒng)構(gòu)思沒有設(shè)備為支柱就不能實現(xiàn)。合理的系統(tǒng)要求會促進(jìn)設(shè)備器件的開發(fā)生產(chǎn)，新設(shè)備器件又可促進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計的發(fā)展與進(jìn)步。以揚聲器系統(tǒng)為例，60年代，美國BBN為新加坡國家體育場設(shè)計安裝了一個集中式擴聲系統(tǒng)，由于缺乏大功率遠(yuǎn)投揚聲器系統(tǒng)，只能用很多單元組合，使揚聲器組合的外形高達(dá)6m4。我國80年代中期以后，才可能較順利地實現(xiàn)大場所的集中擴聲系統(tǒng)。隨著集中擴聲的越來越廣泛被采用，各揚聲器廠商又陸續(xù)開發(fā)生產(chǎn)各種高質(zhì)量的大型揚聲器組。這些設(shè)備質(zhì)量好，即可固定安裝，又適于流動使用的揚聲器組得到廣泛的應(yīng)用。但在用這些揚聲器系統(tǒng)組裝成大型組合時，不可避免會出現(xiàn)它們之間聲音相互作用影響大組合特性6。因而，又推出更大型的揚聲器系統(tǒng)，據(jù)介紹最大聲壓級可達(dá)150dB，已在體育館擴聲工程中具體應(yīng)用。揚聲器系統(tǒng)的另一發(fā)展趨向是把換能器、輻射耦合與先進(jìn)的電子技術(shù)結(jié)合，組成帶處理器的揚聲器系統(tǒng)，近10年得到較快的發(fā)展，幾乎涉及所有主要揚聲器廠商5。它們相對小型緊湊，既能固定安裝，也可流動使用。這些器件的發(fā)展為系統(tǒng)設(shè)計提供條件，也將促進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計的發(fā)展。聲頻工程設(shè)計概念為11屆亞運會場館的建設(shè)，開發(fā)生產(chǎn)的新擴聲設(shè)備主要有專用擴聲控制桌，不同規(guī)格的功率放大器，大功率低音揚聲器單元及其結(jié)合，大功率遠(yuǎn)投、近投的恒指向性號筒揚聲器等。這些產(chǎn)品都達(dá)到較高的技術(shù)指標(biāo)，滿足各場館設(shè)計要求，使用國產(chǎn)設(shè)備為主的擴聲系統(tǒng)得到實現(xiàn)，也促進(jìn)了我國電聲工業(yè)的發(fā)展，這是主要的成績。另一方面，各類設(shè)備器件在高度和試轉(zhuǎn)中，都出現(xiàn)過大大小小的故障，說明其可靠性需進(jìn)一步提高。這可能也是國產(chǎn)設(shè)備器件與先進(jìn)的國外設(shè)備器件的主要差距之一。此外，由于質(zhì)量差距較大（如單向動圈傳聲器）或由于設(shè)備規(guī)格不多且欠成熟（如各種均衡器），或由于國內(nèi)無同類產(chǎn)品可選用（如壓限口器，水下固定安裝的揚聲器）等原因，系統(tǒng)中的一些設(shè)備必須進(jìn)口，供開幕式和閉幕式用的高質(zhì)量流動設(shè)備，除部分功率放大器外，幾乎全部為進(jìn)口設(shè)備。這說明，在可靠性、操作方便、功能全、音質(zhì)好等方面，國產(chǎn)設(shè)備要達(dá)到類似的水平還需作較大的努力。作為擴聲系統(tǒng)組成部分的緊急廣播系統(tǒng)，由于功能要求不統(tǒng)一，服務(wù)的規(guī)模因不同工程有很大差別，因而沒有穩(wěn)定的產(chǎn)品，而處于按要求加工的制造狀態(tài)。如果能做到系列化定型，則對設(shè)計安裝和提高產(chǎn)品質(zhì)量都是有利的。5、與提高擴聲工程水平有關(guān)的三點想法為提高擴聲工程水平以適應(yīng)可能興建的奧運會用場館，有諸多事要辦，現(xiàn)只提出三點想法與同行們討論。（1）場館內(nèi)擴聲系統(tǒng)達(dá)到的語言清晰度預(yù)估。擴聲系統(tǒng)的首要任務(wù)之一是讓觀眾聽懂，因此，在設(shè)計階段準(zhǔn)確地預(yù)估系統(tǒng)所能達(dá)到的語言清晰度是普遍關(guān)注的一個基本問題。多年來有過不少預(yù)估擴聲系統(tǒng)語言清晰度的報道8，基本上是控制直達(dá)聲能（或早期延時聲能）對混響聲能的比例，例如計算輔音清晰度損失的方法，控制最大擴聲距離與臨界距離關(guān)系，計算前80ms（或50ms）聲能比例等。至于預(yù)估值與實際測量值的差別，有的報道認(rèn)為差別較大。我們在亞運場館的擴聲設(shè)計中，還只是較簡單的用控制揚聲器系統(tǒng)的方向性因數(shù)和對室內(nèi)混響時間提出要求的方法來控制聲能比。未能對清晰度進(jìn)行預(yù)估，建成后也沒有定量評價。近年，IEG已把RASTI作為測量廳室內(nèi)語言清晰度的規(guī)范方法，但建立適應(yīng)于我國漢語普通話的擴聲清晰度預(yù)估、測量和評價仍有待于今后努力。（2）研制開發(fā)國產(chǎn)電聲特性能滿足聲場設(shè)計需要、音質(zhì)好的、便于流動使用又可固定安裝的揚聲器系統(tǒng)。擴聲系統(tǒng)最終是供人聽聞的，揚聲器系統(tǒng)是重要的環(huán)節(jié)，又是我們國內(nèi)相對最薄弱的環(huán)節(jié)。如上所述，在11屆亞運會的開閉幕式上使用的流動揚聲器系統(tǒng)，以及近年來在大型體育場館內(nèi)流動使用的揚聲器系統(tǒng)，多數(shù)是進(jìn)口設(shè)備。不少知名度較高的揚聲器系統(tǒng)都各具特點，如各種恒指向性中高頻號筒，專門開發(fā)的中頻錐形揚聲器，非對稱性指向性的揚聲器組成號筒，以及把器件、耦合、電子處理綜合的揚聲器系統(tǒng)等等。對于這些各具特點的揚聲器系統(tǒng)，我們實踐的體會還不足以對其全面評價，但可以看出，揚聲器研究、制造的廠商在努力從系統(tǒng)聲場的需要出發(fā)，各具特色地開發(fā)自己的產(chǎn)品。因此，如果我們企圖把體育館和其他廳堂、廣場的主要擴聲設(shè)備既立足于國產(chǎn)，又要提高水平，揚聲器系統(tǒng)可能是個主要矛盾。日前，大量揚聲器系統(tǒng)進(jìn)口的事實從一個側(cè)面說明這個矛盾的存在。如果在已有的基礎(chǔ)上，使用單位、系統(tǒng)設(shè)計單位、制造廠商結(jié)合，促使高水平的擴聲揚聲器系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)，則以國產(chǎn)設(shè)備為主的擴聲工程水平可望得到明顯的提高。（3）計算機技術(shù)用于擴聲系統(tǒng)。目前，除數(shù)字聲外，計算機技術(shù)在擴聲工程中的應(yīng)用主要有二個方面：一是設(shè)計階段的聲場參數(shù)預(yù)估；二是對設(shè)備系統(tǒng)操作運行的控制。前者國際上已有不少報道7，但就國內(nèi)而言，無論是預(yù)估的參數(shù)、各參數(shù)的計算數(shù)學(xué)模型，這是具體計算的軟件，均鮮有報道。雖然國外主要廠商也提供相應(yīng)軟件，但應(yīng)用仍然不普遍。國內(nèi)已興建的場館中，似乎少有應(yīng)用計算機技術(shù)預(yù)估聲場的。近年，有的地方采用從國外引進(jìn)的系統(tǒng)進(jìn)行具體工程聲學(xué)設(shè)計。隨著個人計算機普及，計算機預(yù)估聲場會越來越普遍，其關(guān)鍵是軟件開發(fā)。由于體育館本身的特殊性，利用計算機技術(shù)進(jìn)行聲學(xué)（包括擴聲）方案比較，可能有明顯的優(yōu)越性。利用計算機技術(shù)控制體育場館的擴聲系統(tǒng)的操作運行，雖然國外已有先例，但似乎限于個別特殊要求的場所，如香港跑馬場擴聲系統(tǒng)。其功能主要是分配、切換、監(jiān)測（包括顯示）及電平調(diào)整。國內(nèi)則沒有實踐的體會，因此，在我國現(xiàn)階段，需要和可能都值得討論。正如開頭所述，本文只討論擴聲系統(tǒng)、擴聲工程中的幾個原則，有的只是得出值得研究的問題，沒有涉及具體技術(shù)方案。近年來，國內(nèi)從事擴聲工程的單位和人數(shù)已很多，有不少寶貴經(jīng)驗和體會，對所談的不妥乃至錯誤之處，望提出批評指正。參考文獻(xiàn)：1陳建華.工作體育館擴聲系統(tǒng).電聲技術(shù),1991(2)2K