大跨度高空场馆扩声系统施工技术

大跨度高空场馆扩声系统施工技术大跨度高空场馆扩声系统施工技术 1 1 工程概况工程概况 荆州市文化体育中心规划用地29.6 公顷，总建筑面积约为3.36 万 M ²（地上 2.52 万 M ²,地下 0.11 万 M ²） 。整个中心规划为“三馆”合一形式，是一个集体育比赛，大型集会，专 业会展，文艺会演， 体育训练，健身休闲于一体的多功能的体育中心。 其总体规划包含了一 个 6000 人规模的体育馆，1600 座的综合性体育馆及 1000 座的高档次游泳馆。设计方案结 合现状地形和建筑布局， 周围设置了 6000 平方米的疏散广场及 1130 个停车泊位， 配置及体 现休闲的生态绿地，价值柔软、轻盈的流动型屋顶设计，营造了主题突出，环境和谐的建筑 效果。 场馆功能主要为省运会开闭幕式和篮球、排球、羽毛球、乒乓球、体操、举重、武术等 体育竞赛和训练， 兼顾集会、 演出和展会等。 屋顶最高点标高 30.5 米。屋顶为钢网架结构， 网架下弦标高为 26 米，工程效果图如图1 所示。 2 2 施工难点分析施工难点分析 2.12.1 施工难点分析施工难点分析 对于大型场馆扩声系统施工而言，其主要的难点有：①屋顶最高点标高为 30.5 米，为 钢网架结构， 网架下弦标高为 26 米， 场馆桁架跨度为 8 米， 施工净空高度大， 桁梁跨度宽， 不易施工；②质量大，方案选择困难，根据整个场馆需求进行计算，扩声系统需要的扩音器 重大 2 吨，在跨度宽的桁梁上安装可能会引起大的挠度变形； ③焊接量大，根据安装方案和 深化设计可知，单场馆线性阵列全频扬声器56 只，扩声系统安装焊接工作量不仅大，同时 在高空作业，给施工进度和质量带来了很大的难度； ④扩声系统施工对现场条件要求高， 而 多作业工种同时存在，给安装施工带来了困难。 2.22.2 施工方案选择施工方案选择 受施工工期和施工现场条件的限制， 为保证场馆扩音系统施工能够按照计划顺利高质量 的完工，施工方案采用了集中式吊装扬声器安装方案， 同时在相应区域增设补声音箱， 以满 足整个场馆在举行大型活动时拥有足够的声压级和分布均匀的声场。该方案是利用 30*30*4mm 角钢焊接梯状支架，将桥架在地面固定好之后，利用定滑轮和电葫芦将其吊至 高空，支架两端采用抱箍式固定于桁架， 另外在檩条和支架之间利用通丝吊杆固定， 防止支 架及桥架晃动，图 2 为音箱吊架平面图。然后采用高曼 FM360 操作平台，如图 3 所示，将 音箱矩阵安装在支架上。 图 2 音箱吊架平面图图 3 高曼 FM360 操作平台 2.32.3 扬声器安装设置扬声器安装设置 扩声系统的建设应力求达到服务区内听闻良好、设备系统稳定可靠、操作方便，并尽 可能地节约投资， 但是扩声扬声器布置的方式却是扩声系统成败的关键因素之一。 通常大型 场馆供声方案有如下两种： ①集中供声 （点声源供声） ， 其优点是可有效减小声源间的干扰， 音质清晰、视听方向一致、听感自然、声场均匀；而缺点是声能损失较大，不适宜空间较低 的房间和狭长的房间，集中式供声系统的扬声器吊挂高度不应低于8～10m，否则声场不易 均匀，集中供声系统方案如图 4 所示。②分散式供声，适用于狭长房间、高度较低的房间、 混响时间较长的房间或隧道扩声系统。 其优点为声场均匀，声能损失少；而缺点为视听不一 致，声源之间干扰大，尤其是在两个声源覆盖的交叉重叠区音质差。 根据国外就流行的做法 是“单线为主，分散补声”的方案，在场馆中央或某个适当位置设置“音箱阵”作为主音箱， 而在观众席中再分散设置补声音箱，以满足功能要求，分散式供声系统方案如图5 所示。 图 4 集中供声系统图 5 分散供声系统 2.42.4 施工流程施工流程 根据施工方案，其具体施工流程为：①技术准备，主要是对施工图纸和现场条件的测算 和考核，以及在施工中使用到的设备的选定； ②图纸深化设计，跟据场馆扩声系统的相关技 术参数，对扬声器安装方案进行优化，采用EASE4.3 专业软件进行声学模拟测试分析，并根 据场馆测试分析的实际效果进行三维模型建立， 然后验证， 并将分析测试结果和方案进行报 批；③图纸方案论证，将深化的图纸和测试分析结果组织专家进行论证； ④脚手架选择与安 装，根据施工进度安排和施工质量，成本的综合考虑，采用高曼 FM360 操作平台代替脚手 架进行场馆扩声系统安装，无需退场，省时省力高效；⑤钢架吊挂点施工， 根据音箱矩阵的 吊挂要求对吊挂点进行施工，并要求吊挂点与水平钢梁之间夹角不能大于 45°，并在主桁 架设计焊接的部分，均要提前顶撑主桁架杆件，以卸去其负载；⑥音箱施工，主要是对音箱 吊架和音箱整体进行吊装施工。 3 3 施工关键技术施工关键技术 3.13.1 高空桥架施工高空桥架施工 在距离地面 26 米的高空需装设水平桥架，用于音箱线缆布放，由于该桥架须横跨两根 桁架（间距 8 米） ，且安装高度较高，必须用到高空作业平台方可施工。为解决高空桥架固 定问题，利用 30*30*4mm 角钢焊接梯状支架，将桥架在地面固定好之后，利用定滑轮和 电葫芦将其吊至高空，支架两端采用抱箍形式固定于桁架，另外在檩条和支架之间利用通 丝吊杆固定，防止支架及桥架晃动。高曼FM360 高空作业平台车在此高度下，最大载重量 为 200Kg，可满足两人进行施工。 3.23.2 吊装方案模拟测试分析吊装方案模拟测试分析 根据场馆建设情况和场馆设计要求的不同， 扩音供声方案也会有所不同。 采用声场分析 软件——EASE4.3 对实体体育中心进行三维模型建立，对两种方案进行音响效果模拟，以确 认设计的合理性。 分散式扬声器布置声场模拟主要是将场馆扬声器分散布置开来， 根据场馆现场实际条件、 场馆大小要求以及所选用扬声器工作覆盖范围，利用EASE 建立场馆三维立体模型，按照符 合最大人流密度的分布规律，进行 0.7m*0.7m 的听音面网格设置，确定建声环境的各项保 证参数指标， 计算扬声器数量， 从而确定扬声器布置位置， 进行分散式扬声器声场模拟分析； 集中式扬声器布置主要是在场馆中心设置扬声器矩阵，并在周边分散布置补声音箱的方式。 其模拟方式采用同分散式布置的方法进行， 不再赘述。 其中分散式模式下125Hz/250Hz 直达 声场模拟分析、语音辅音清晰度模拟损失比、语音清晰度模拟结果如图6（左）所示；集中 音箱矩阵模式下 125Hz/250Hz 直达声场模拟分析、 语音辅音清晰度模拟损失比、 语音清晰度 模拟结果如图 6（右）所示。 明：图中小黑点代表扬声器） 图 6 不同模式下直达声场模拟分析、语音辅音清晰度模拟损失比、语音清晰度模拟图（说 由上图可知， 分散式模式下大部分听音区域直达声都在106dB-110dB 的范围之内， 占总 听音面的 87.6%以上。 语音辅音清晰度损失百分比在 （0， 7） 之内， 说明损失率可忽略不计。 靠近场馆外围区域的直达声场声压级小于106dB，占 12.4%。集中式大部分听音区域直达声 都在108dB-110dB的范围之内， 占总听音面的77.6%以上。 语音辅音清晰度损失百分比在 （0， 7） 之内， 说明损失率可忽略不计。 靠近场馆外围区