【摘 要】 结合体育馆建设的典型案例，探讨建设兼有体育和演艺功能的体育馆建声、扩声和灯光系统工程设计的特点和 设计方案，从实践中发现，建筑声学效果的优劣对提高多功能体育馆使用率和赛后运营效益发挥着重要作用。【关键词】 体育馆；体育演艺中心；多功能；建声；扩声；灯光；运营效益DOI：10.3969/j.issn.1674-8239.2021.h1.008
The Construction of a Gymnasium with both Sports and Performing Arts Functions
-The Design Characteristics and Operation of Architectural Acoustics, Sound Reinforcement and Lighting System
LUO Wen-xuan 1, YANG Hong-zhen 1, ZHOU Xi-tao 2
(1.Guangzhou Grander Audio Visual Lighting Technology Co., Ltd, Guangzhou Guangdong 510000, China;
2. Central South Audio Video Lighting Design and Research Institute of Guangdong, Guangzhou Guangdong 510000, China)【Abstract】Combined with typical cases of gymnasium construction, this
paper discusses the characteristics and design scheme of architectural acoustics， sound reinforcement and lighting system engineering of gymnasium with both sports and performing arts functions, and concludes that the merits and disadvantages of architectural acoustics are one of the important conditions to improve the utilization rate of multi-functional gymnasium and the operation benefit after the competition.
【Key Words】gymnasium; sports performing arts center; multi-function; architectural acoustics; sound reinforcement; lighting; operating efficiency
0 引言
随着中国体育产业的发展，各地为各种体育赛事兴建了大批体育场馆，这些场馆从内外结构到设施配置都相当先进，在推动全民健身和体育盛会中发挥了重大的作用。但赛后较普遍遇到使用率偏低、运营效益不高的问题。
笔者所在单位从2001年起，先后参与为2001年中华人民共和国第九届运动会、2010年广州亚运会和2011年深圳第26届世界大学生夏季运动会等重大体育赛事及地方政府和许多大、中、小学兴建的体育场馆建设，包括照明、扩声、视频和建筑声学等系统的设计或论证、调试、测量和评估验收等工作，积累了一定的实践经验，对场馆的赛后运营也有一些了解和体会。从中总结一点体会：体育场馆（特
啼笑姻缘片尾曲别是体育馆）提高使用率和增加运营效益的重要因素之一，从建筑声学设计和设备配置开始，将体育馆建成多功能体育馆（或称为体育演艺中心），从
月亮之上歌词兼具体育和演艺功能体育馆的建设孟非的女资料及照片
——建声、扩声及灯光系统设计特点及运营探讨
罗文轩1，杨宏臻1，周锡韬2
（1. 广州广大声像灯光科技有限公司，广东 广州 510000； 2. 广东中南声像灯光设计研究院，广东 广州510000）
单纯的体育训练、比赛、众健身活动等基本的体育功能，扩展为兼有演艺、娱乐、会议直至商务、展览等广泛功能。这个设计思路还可以拓展到一般大、中、小学校体育馆的建设，使其成为兼具备体育、会议、教学和演出功能的多用途场馆。
体育场馆多功能化已成为世界性的发展趋势。据资
料介绍[1]，美国旧金山某体育设施的使用比率中，体育比赛占51.7%，音乐会占19.4%，马戏、冰上舞蹈占7.1%，展览及其他活动占21.8%。澳大利亚墨尔本某体育馆，音乐演出占50%左右。这是体育
产业化、社会化带来的发展动向。笔者结合典型案例，探讨多功能体育馆的建声、扩声和灯光系统工程设计的特点和设计方案。
1 多功能体育馆宜具备的功能及带来的效益
多功能体育馆宜具备的功能除了最基本的体育功能
外，还可兼具各类会议、培训教学、商务展览、综艺演出、演唱会、各类音乐会、戏剧和时装模特表演等。由于日常运营方式和活动内容的多样性和灵活性，可带来良好的社会效益和经济效益。
（1）香港红墈体育馆
1983年建成的香港红墈体育馆，设有12 500观众席，以举办各类演唱会而驰名中外，具有适宜演唱的建筑声学环境。图1、图2分别显示该体育馆举办体育比赛、三面舞台演出（周杰伦演唱会）的现场实景。
（2）广州国际体育演艺中心
为2010年广州亚运会兴建的体育馆，按照NBA（美国篮球职业联盟）制订的标准设有18 000个观众席，从设计定位开始即打出“广州国际体育演艺中心”的品牌，在建声、扩声及灯光系统设计和坐位布局上作了精心的策划。场馆的满场混响时间（500 Hz~1 kHz）控制到1.7 s左右，125 Hz~4 kHz混响时间频率特性曲线趋于平直。以这个比较优越的演出环境作为基础，带来了强大的商演吸引力。从举办2010年度NBA中国赛和第16届亚运会等众多体育赛事开始（图3），十年来举办了湖南卫视、江苏卫视跨年演唱会，郎朗独奏音乐会，雅尼乐队音乐会以及海内外二十多场众多歌星演唱会（图4）、车展和新车发布会（图5）。
（3）广东省中山市古镇体育馆[2,3,4]
古镇体育馆可容观众3 100人，初建时由于建声设计有所欠缺，混响时间长达８ s，且存在较严重的声聚焦和颤动回声，体育比赛时广播声混浊不清，更无法用于会议和演出。2004年对建声、扩声和舞台灯光系统进行改造后，以该馆作为主场成功举办“2004年国际灯饰博览会”，举办了国家篮球队表演赛、俄罗斯芭蕾舞团演出的芭蕾舞剧天鹅湖等一系列的活动，声学效果反映良好。后续的租赁和社会服务等多种运营（体育比赛和各类培训班、庆典活动、文艺汇演、产品推介等）也比较成功。该馆对各类学校和企事业单位建设中小型的多功能体育馆的建设和使用具有参考价值。
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（4）某市新体育馆
某市为全运会兴建的5 000座中大型体育馆，外壳采用空间桁架钢结构，顶棚用光滑、半透明的吸声系数很小的卡普隆薄膜覆盖，无任何吸声构造（图6），500 Hz ~1 kHz
的空场混响时间长达7 s左右。后顺着拱顶网架安装采用德国专利的条形吸声条（图7），用量很大、价格贵，且
吸声效果还未能达到使用要求，空场混响时间约为4 s。于是进一步在棚顶加装大面积可铺开（图8）、可收拢（图9）的活动式吸声帘，使用效果才有所改善。但增加了运营的成本和日常维护管理的复杂程度。
应当指出，中国对体育馆建声设计重视不足的现象
至今仍有所见，需要引起关注。
图1 红磡体育馆体育比赛图3 广州国际体育演艺中心体育比赛
图4 刘德华世界巡回演唱会图2 三面舞台演出（周杰伦演唱会）
图5 车展和新车发布会图6 无吸声构造的透光顶棚
2 多功能体育馆设计的主要特点和相关标准
[2,3]
与只用于训练和比赛的“纯”体育馆相比，多功能体育馆设计有两个主要特点：一是需要考虑增加演出模式的舞台布局和音响、灯光系统设备的配置；二是扩声、灯光特别是建声的设计指标要有所提高。例如：对于商业运营的中型以上多功能体育馆，由于一般商演活动的音响、灯光设备是由主办方以租赁方式另行配置，故体育馆重点做好
基础的建筑声学设计，同时按照体育比赛模式和标准设计灯光和音响。至于演出舞台的设计，由于商演舞台有着多种多样的模式，如单面、双面、三面甚至四面舞台，因此体育馆本身无需设置固定舞台，但需要重视有关配电、承重和安装条件等内容的设计（本文从略）。
至于由政府投资公益性的以及大、中、小学校或企事业单位自建的中小型体育馆，建议增设会议和演出专用的舞台（讲台），并设计成固定结构。固定结构的舞台相较于流动舞台的优点是，结构牢固、安全可靠、维护管理方便；同时因配备演出和会议模式的音响和灯光等基础设施，会议和演出效果良好；使用时无需花时间和费用去搭台和增加设备，经验证明，这一点对
提高场地使用率也起到非常重要的作用。
关于设计标准的定位。多功能体育馆的扩声、灯光系统特别是建声标准应适当参照有演出功能的多用途厅堂的相关标准设计，各项指标比“纯”体育馆的要求有所提高。如前所述，体育馆举办营业性演唱会等较大型活动时，所需的音响和灯光设备要求较高，往往是在本馆原有设备的基础上另外增加租赁设备，但建筑声学效果则难以改变。经验证明，建声效果的优劣，是吸引各类商演活动的重要因素，已成为多功能体育馆提高使用率和赛后运营的社会效益和经济效益的重要条件。
下面分别讨论多功能体育馆在建筑声学、扩声系统和照明系统设计的主要特点和相关标准。
2.1 建筑声学设计的特点及参考的相关标准
传统的“纯”体育馆声学设计重点是保证观众能听清楚现场解说和赛事信息，加上演奏国歌和开场、散场乐曲等。而对于多功能体育馆，由于突出了文艺演出的功能，建议适当参考剧场或多用途厅堂的建筑声学标准进行设计。
2.1.1 设计指标
JGJ/T 131—2012《体育场馆声学设计及测量规程》给出了比赛大厅不同容积500 Hz~ 1 000 Hz满场混响时间范围，GB/T 50356—2005《剧场、电影院和多用途厅堂建筑声学设计规范》给出了剧场、多用途厅堂（会堂、报告厅和多用途礼堂）不同容积500 Hz～1000 Hz时满场合适混响时间范围。
对于演出音响效果要求较高的营业性多功能体育馆，建议混响时间指标最好能达到“剧场”的各项要求。对于数量庞大的学校和企事业单位的中小型多功能体育馆，建议其混响时间指标适当参考多用途厅堂的要求。 2.1.2 多功能体育馆改善建声效果的常用措施
（1）在棚顶滿铺平面吸声天花板。这种方法大量用于剧场、礼堂和屋
顶为平面的体育馆，效果很好。但对于弧形拱顶或采用透光屋顶的体育馆，会破坏原来的建筑风格和采光功能，不可取。
（2）顺着拱顶网架安装条形吸声体（吸声条）。这方法曾用于广州体育馆和济源市体育馆（参见图7）等，视觉效果甚佳，但价格昂贵，吸声效果并不十分理想。
图7 网架安装吸声条
图8 鋪开的吸声帘
图9 收拢的吸声帘
（3）向拱顶喷涂吸声浆体。这方法曾用于广州中山纪念堂的舞台后墙和侧台墙面，效果尚可。但由于施工工艺的原因（例如喷涂的厚度不易准确控制），难以准确控制混响时间，适用于某些小范围局部处理，而较少用于大面积特别是要求精确的混响设计。
（4）玻璃窗设置吸声窗帘，大面积墙面做吸声处理。这方法效果良好，但由于吸声的面积较小，只能起辅助作用。
（5）近年较常见的做法是采用事先设计有一定造型并经过测试的空间吸声体（预制件），顺着网架的形状吊挂于棚顶，可以达到比较良好且较精确的吸声效果。这个方案不会过分影响建筑风格，如果对空间吸声体的造型和彩适当组合搭配，还会有一定的美化效果（参见图10）。需要强调的是，这一点是JGJ/T 131—2012《体育场馆声学设计及测量规程》2.3.1条明确提出的要求：“体育馆比赛大厅的上空应设置吸声材料或吸声构造”。
2.2 扩声系统设计的特点及其相关标准
凛冬将至2.2.1 设计指标的选定
GB/T 28049—2011《厅堂、体育场馆扩声系统设计规范》中规定了文艺演出类、多用途类厅堂和体育馆的扩声系统特性指标。在三种应用场景的特性指标中，文艺演出类扩声系统各项声学特性指标最高。而由于体育比赛时人声沸腾，因此，体育馆（一级）最大声压级指标要高于多用途厅堂（一级）的最大声压级指标，但传输频率特性、传声增益和系统噪声等则要求较低。
对于演出音响效果要求较高的多功能体育馆，建议扩声系统设计指标在条件容许的情况下尽量参照“文艺演出类”的要求。对于数量庞大的学校和企事业单位的中小型多功能体育馆，建议扩声系统设计指标适当参考多用途厅堂的一级或二级要求。
2.2.2 扬声器的布局
“纯”体育馆的“比赛扩声系统”，应参照体育馆类的一级或二级指标设计，扬声器的传统布局通常有分散、集中以及集中与分散结合等方式。近年最流行的是参照NBA蓝球馆的模式，集中式与分散式相结合，集中部分是将扬声器吊挂于赛场区中央的顶部，与各方向观众区接近于等距离，以便于获得较好的声场均匀度，避免产生有害反射声。其主要优点是观众的视觉与听觉声像一致。但集中式布局对于远端的听众，清晰度有所降低，故必须增加分散部分的扬声器，提供近场供声，所有扬声器必须设置分区开关，以便根据观众的上座率和分布区域，关闭没有观众区域的扬声器，以减少激发空座区的混响声能，提高场馆的声音清晰度。
对于设有固定舞台的多功能体育馆，由于具备文艺演出功能，应设置“演出扩声系统”，除重点考虑其重放的音质之外，还必须对扬声器布局的声像定位与视觉效果的一致性给予充分重视，即声音应当从舞台上演员（或发言者）的方位发出，避免从观众的头顶甚至背后（分散式布局）发声，给人以“七嘴八舌”的不自然感觉。
因此，其扬声器布局应适当参照剧场的规范，在舞台口顶部设置主扬声器、在舞台两侧设置拉声像扬声器、在台口附
近设置舞台返送（监听）扬声器等。如受资金的制约，最低限度的要求也必须在舞台口两侧设置主扬声器。
最亲爱亲爱的老婆扬声器可以暗装（参见图11），也可以明装吊挂（参见图12）。
对容积较小，且对音响效果要求不图10 安徽明光市体育馆吸声体与装饰的整体设计
图11 古镇体育馆扬声器的安装
图12 上海体育馆（安德烈演唱会）扬声器的安装
是特别高的多功能体育馆，只配置演出扩声兼作比赛扩声即可。而对容积较大或对音响效果要求较高的多功能体育馆，建议分别配置演出扩声和比赛扩声两个系统。在演出或开会时，比赛扩声还可以起到一定的补声功能。需要强调的是，对两个系统音量比例的调控，应避免比赛扩声的音量过高而出现喧宾夺主、声像定位紊乱的不良效果。2.2.3 照明系统设计的特点及相关标准
多功能体育馆的照明系统包含两个区域：比赛场地照明和舞台区照明，前者执行JGJ 153—2016《体育场馆照明设计及检测标淮》，后者执行JGJ/57—2000《剧场建筑设计规范》以及广电部GY 5045—2006《电视演播室灯光系统设计规范》。
图13示某大学多功能体育馆的灯具布局，棚顶分别有固定吊装的体育比赛和训练照明用的金卤灯具，以及用电动升降灯杆吊挂的会议、演出照明用的舞台灯具（面光灯）。
按照JGJ/57—2000《剧场建筑设计规范》要求，舞台区应设置面光、耳光（图14）、顶光、侧光（图15）等。在灯具的配置方面突出会议的特点，同时又具备文艺演出的功能，如受资金的制约，最低限度的要求也必须设置面光和顶光。会议和演出舞台特别强调面光的设置，自舞台正前方的面光吊杆（或面光桥）以45°～50°投向舞台。满足各类会议、文艺演出以及拍摄电视和实况转播要求的照明指标：参考广电部GY 5045—2006〈电视演播室灯光系统设计规范〉，照度不低于2 000 lx，温3 050 k±150 k，显指数不小于85。随着摄影设备的指标提高，照度标准可适当降低到1 500 lx。另外，如按高清电视的拍摄标准要求，显指数则提高到90。
对于不设固定舞台的营业性大中型体育馆，各类演出活动一般都是由承办方临时搭建灯光系统，体育馆只需做好配电、承重和安装条件等内容设计即可。
3 多功能体育馆设计实例
3.1 古镇体育馆建声、扩声和灯光系统设计[2-6]
中山市古镇体育馆是中山市每年举办“国际灯饰博览会”的主场馆，是古镇开展政治、经济、学术、文化体育活动和对外交往的重要场所，也是展示地区精神面貌、文化品位乃至经济实力的窗口。其功能既要满足
各类体育比赛和众性体育活动的要求，同时又能满足大、中型会议、
科技文化交流以及综合性的专业文艺演出与众性文艺活动的需要。
体育馆比赛大厅内有效容积64 950 m³，室内总表面积10 840 m²，满
场观众2 530人，每座所占有效容积为25.67 m³。3.1.1 建筑声学设计方案
建筑声学设计按照GB/T 50356—2005《剧场、电影院和多用途厅
图13 多功能体育馆的灯具布局
图14 面光、耳光布局
图15 顶光、侧光布局
堂建筑声学设计规范》的多用途厅堂指标设计。整个天花除保留部分采光带外，全部作强吸声处理，采用经过测试的弹性吸声板（预制件），顺着网架的形状吊挂于棚顶（见图16）。观众厅后
图16 比赛大厅顶棚及吊挂系统
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