體育館吸音改造 體育館聲學(xué)缺陷分析 2.1 改造項(xiàng)目概況 該體育館為矩形平面，長約87m，寬約52m，屋面中部為凹曲面穹頂，屋面兩側(cè)均為膜結(jié)構(gòu)，室內(nèi)總體積約54700m3， 容座2333座。該體育中心主要功能是用于學(xué)生平時(shí)體育鍛煉，但需兼顧會議及文藝活動的功能需要（圖1）。 應(yīng)使用方要求，我方對該體育中心室內(nèi)音質(zhì)進(jìn)行現(xiàn)場主觀試聽與測試，室內(nèi)墻面雖采用了較大面積的吸聲材料，但由于未根據(jù)體型特點(diǎn)及膜結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行針對性設(shè)計(jì)，導(dǎo)致室內(nèi)聲場分布不均勻，音質(zhì)效果較差。擴(kuò)聲系統(tǒng)布局不合理，不僅未能減弱音質(zhì)缺陷的不利影響，反而進(jìn)一步加劇了聲缺陷的程度。 2.2 聲學(xué)改造目標(biāo) 根據(jù)現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)并結(jié)合主觀感受可知改造方案應(yīng)重點(diǎn)解決下列幾個(gè)問題。 (1)改善混響時(shí)間頻率特性，解決“起包”現(xiàn)象。根據(jù)混響時(shí)間測量結(jié)果可知，改造前該體育館空場混響時(shí)間f=1000Hz時(shí)為4.1s，且在此頻率位置曲線出現(xiàn)峰值?？請龈黝l段混響時(shí)間實(shí)測值詳見表1。 (2)凹曲面穹形頂棚存在聲聚焦現(xiàn)象[14,15]。由于原有凹曲面頂棚未考慮吸聲和擴(kuò)散處理，聲線聚焦位置恰在人耳高度附近。根據(jù)實(shí)測結(jié)果可知，在無指向性聲源作用下，聚焦點(diǎn)位置的平均聲壓級（線性計(jì)權(quán)）比其他位置高2.5d B。

體育館吸音改造 體育館建筑建聲設(shè)計(jì)的技術(shù)要點(diǎn) 2.1 控制混響時(shí)間和避免聲缺陷 如今建筑師在創(chuàng)作建筑外型上往往追求“高、大、奇”，在體育類建筑設(shè)計(jì)中也有體現(xiàn)。大體量、高空間、圓形、蛋形等不同體型的場館比比皆是，而體育場館聲環(huán)境的設(shè)計(jì)中對混響時(shí)間的控制和避免聲缺陷的設(shè)計(jì)尤為關(guān)鍵，這給建聲設(shè)計(jì)帶來不少困難。混響時(shí)間的設(shè)計(jì)指標(biāo)跟場館的體積和單人容積有著必然的聯(lián)系，在 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JGJ/T131-2012體育場館聲學(xué)設(shè)計(jì)及測量規(guī)程）中就對不同容積的體育館提出了明確的中頻混響時(shí)間設(shè)計(jì)要求（見表1），而在近十年內(nèi)由我所承擔(dān)建聲設(shè)計(jì)的體育建筑工程實(shí)踐聲學(xué)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)可見，容積在80000m3以上的大型場館占到80%，單人容積大于20m3/人的體育場館也約占70%（見表2）。有的體育場館單人容積甚至達(dá)到30m3/人以上，這對混響控制、吸聲面積和空調(diào)節(jié)能都不甚合理。 為體育場館確定了合適的混響時(shí)間和頻率特性后，還要注意避免因圓弧形墻面、平行墻面等讓場館內(nèi)產(chǎn)生聲聚焦和顫動回聲等聲缺陷，通常解決這些建筑平剖面體型欠佳的方法是結(jié)合室內(nèi)裝修設(shè)計(jì)采用聲擴(kuò)散體，從而改變原有建筑圓弧形墻和平行墻的外觀，使得場館內(nèi)的聲場更為均勻。聲擴(kuò)散體的形式可結(jié)合室內(nèi)裝修和吸聲處理設(shè)計(jì)成各種形式，如折線形、三角形、圓弧形、錐形甚至是不規(guī)則形，排列形式可以是有序或無序，覆面材料可以是起到吸聲作用的穿孔金屬板、木條紋板、軟包織物吸聲板等或起擴(kuò)散反射作用的石膏板、GRG板等，不僅豐富了室內(nèi)的裝修風(fēng)格，也能使聲場更為均勻，達(dá)到令人滿意的聲學(xué)效果。 2.2 體育館建筑的噪聲與振動控制設(shè)計(jì) 合適的背景噪聲是實(shí)現(xiàn)音質(zhì)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也是體育場館建聲專業(yè)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。在中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JGJ/T131-2012體育場館聲學(xué)設(shè)計(jì)及測量規(guī)程）為設(shè)計(jì)確定體育類建筑背景噪聲提供了依據(jù)。（見表-3） 表3體育館比賽大廳等廳（室）的背景噪聲限值 標(biāo)準(zhǔn)總則中已提出建聲設(shè)計(jì)應(yīng)參與體育館工程設(shè)計(jì)的全過程，因此要求在建筑擴(kuò)初設(shè)計(jì)階段就由建筑聲學(xué)專業(yè)參與其中，并為建筑做好隔聲隔振設(shè)計(jì)。在建筑平剖面布局中，空調(diào)機(jī)房、冷凍機(jī)房等噪聲及振動較大的設(shè)備機(jī)房應(yīng)遠(yuǎn)離比賽大廳，并做好機(jī)房內(nèi)的隔聲吸聲處理及機(jī)組隔振設(shè)計(jì)。 2.3 空調(diào)系統(tǒng)的消聲設(shè)計(jì) 為了達(dá)到預(yù)先設(shè)計(jì)的背景噪聲指標(biāo)，其中空調(diào)系統(tǒng)的消聲設(shè)計(jì)更是關(guān)鍵，主要包括降低沿管道傳播的風(fēng)機(jī)噪聲（合理配置消聲器、消聲彎頭、消聲靜壓箱等）和合理控制氣流噪聲兩方面。而控制氣流噪聲的根本措施就是降低風(fēng)管內(nèi)的風(fēng)速，在《暖通空調(diào)設(shè)計(jì)技術(shù)措施》一書中，根據(jù)我國暖通專業(yè)技術(shù)人員多年設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)提出了不同允許噪聲條件下管道內(nèi)氣流速度的允許值，可供暖通等相關(guān)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)時(shí)參考。（見表-4） 表4管道內(nèi)氣流速度的允許值（建議值） 3 頂面吸聲設(shè)計(jì) 由于新建的體育類建筑的空間體積漸趨增大，廳內(nèi)所需要的總吸聲量也隨之大大增加，而通常體育場館內(nèi)可作吸聲處理的墻面又十分有限，為了控制混響，在體育館頂部采取吸聲措施是十分必要的。上世紀(jì)八十年代起，國內(nèi)很多體育館的頂部吸聲做法是結(jié)合網(wǎng)架下弦或在網(wǎng)架空間內(nèi)懸掛一定形式和數(shù)量的空間吸聲體，為滿足頂面材料的A級防火要求，構(gòu)造多為輕鋼或塑、鋁骨架、離心玻璃棉吸聲層，穿孔鋁合金板面層。圖-1為湖州體育館圓弧形吸聲體內(nèi)景圖。 圖-1 湖州體育館圓弧形吸聲體內(nèi)景圖 近年來，在體育館室內(nèi)裝修方面，人們的審美漸漸趨向簡潔、大氣，吸聲屋蓋便應(yīng)勢而生并被廣泛應(yīng)用于各類體育場館。吸聲屋蓋其實(shí)是將隔聲與吸聲做了整合，此類構(gòu)造的吸聲屋蓋以中高頻吸聲為主，其NRC值可達(dá)0.75（500Hz-2KHz）。既具良好的吸聲作用，同時(shí)也起到保溫隔熱、隔絕雨水沖擊噪聲的效果，得到較廣泛的應(yīng)用。圖-2為蘇州奧體中心體育館的內(nèi)景效果圖，建筑頂部采用了吸聲屋蓋的做法。 圖-2 蘇州奧體中心體育館內(nèi)景效果圖 在游泳比賽館中，若設(shè)計(jì)采用吸聲屋蓋，應(yīng)考慮館內(nèi)的高濕度對屋蓋內(nèi)吸聲材料的影響，可加做一層PVF耐候袋將吸聲材料包裹起來，可增強(qiáng)其耐候性且對吸聲性能影響有限。 4 墻面吸聲設(shè)計(jì) 體育館內(nèi)可作吸聲處理的墻面面積并不多，圓形平面體育館的墻面僅為觀眾席末排后的墻面，高度也很??；而矩形平面的體育館除主看臺后墻面外，兩端記分牌周邊有較大可作吸聲的墻面，因此主要吸聲量是屋頂天花及觀眾席。 通常體育館內(nèi)的混響頻率基本平直（允許低頻有一定），墻面的吸聲布置上應(yīng)考慮低頻吸聲與中高頻吸聲的配比，應(yīng)在進(jìn)行音質(zhì)計(jì)算后，結(jié)合室內(nèi)裝修設(shè)計(jì)達(dá)到功能與美觀的雙贏。 近年來的體育建筑形式，越來越多的玻璃幕墻出現(xiàn)在比賽大廳的周圍，甚至形成了耦合空間，這對控制館內(nèi)混響極為不利，聲音通過玻璃反射所產(chǎn)生的顫動回聲，若不采取措施，將直接影響比賽大廳的聲環(huán)境，甚至還會影響電聲設(shè)備的正常使用。華東院聲學(xué)所曾經(jīng)研究采取的吸聲措施是在玻璃幕墻前設(shè)計(jì)安裝電動式吸聲簾幕，在比賽狀態(tài)下自動降下以增加吸聲面積，在非比賽狀態(tài)下則升起可滿足室內(nèi)正常采光要求。圖-3為江蘇鹽城體育館的內(nèi)景效果圖。 圖-3 江蘇鹽城體育館內(nèi)景效果圖 5 關(guān)于體育館建筑聲學(xué)裝修設(shè)計(jì)的建議 體育館比賽狀態(tài)下，人們的目光都聚焦在賽場中心范圍，所以館內(nèi)的裝修設(shè)計(jì)建議應(yīng)以功能性為主，裝飾效果大氣、簡潔為好。不宜采用玻璃、石材、鏡面等反光材料作為室內(nèi)裝修面層，以避免比賽狀態(tài)下對運(yùn)動員的視覺影響。墻面上的擴(kuò)散造型也不宜過為繁復(fù)，滿足功能即可，以控制工程造價(jià)?！綞ND】