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體育館吸音改造 體育館建筑建聲設(shè)計的技術(shù)要點 2.1 控制混響時間和避免聲缺陷 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)計中對混響時間的控制和避免聲缺陷的設(shè)計尤為關(guān)鍵，這給建聲設(shè)計帶來不少困難?；祉憰r間的設(shè)計指標跟場館的體積和單人容積有著必然的聯(lián)系，在 行業(yè)標準（JGJ/T131-2012體育場館聲學設(shè)計及測量規(guī)程）中就對不同容積的體育館提出了明確的中頻混響時間設(shè)計要求（見表1），而在近十年內(nèi)由我所承擔建聲設(shè)計的體育建筑工程實踐聲學設(shè)計數(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)計采用聲擴散體，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。聲擴散體的形式可結(jié)合室內(nèi)裝修和吸聲處理設(shè)計成各種形式，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散反射作用的石膏板、GRG板等，不僅豐富了室內(nèi)的裝修風格，也能使聲場更為均勻，達到令人滿意的聲學效果。 2.2 體育館建筑的噪聲與振動控制設(shè)計 合適的背景噪聲是實現(xiàn)音質(zhì)設(shè)計的基礎(chǔ)，也是體育場館建聲專業(yè)設(shè)計的重要內(nèi)容之一。在中華人民共和國行業(yè)標準（JGJ/T131-2012體育場館聲學設(shè)計及測量規(guī)程）為設(shè)計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 標準總則中已提出建聲設(shè)計應(yīng)參與體育館工程設(shè)計的全過程，因此要求在建筑擴初設(shè)計階段就由建筑聲學專業(yè)參與其中，并為建筑做好隔聲隔振設(shè)計。在建筑平剖面布局中，空調(diào)機房、冷凍機房等噪聲及振動較大的設(shè)備機房應(yīng)遠離比賽大廳，并做好機房內(nèi)的隔聲吸聲處理及機組隔振設(shè)計。 2.3 空調(diào)系統(tǒng)的消聲設(shè)計 為了達到預先設(shè)計的背景噪聲指標，其中空調(diào)系統(tǒng)的消聲設(shè)計更是關(guān)鍵，主要包括降低沿管道傳播的風機噪聲（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管內(nèi)的風速，在《暖通空調(diào)設(shè)計技術(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)計實踐經(jīng)驗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)計人員在設(shè)計空調(diào)系統(tǒng)時參考。（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 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0.75（500Hz-2KHz）。既具良好的吸聲作用，同時也起到保溫隔熱、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，可增強其耐候性且對吸聲性能影響有限。 4 墻面吸聲設(shè)計 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?。欢匦纹矫娴捏w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)在進行音質(zhì)計算后，結(jié)合室內(nèi)裝修設(shè)計達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。華東院聲學所曾經(jīng)研究采取的吸聲措施是在玻璃幕墻前設(shè)計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)于體育館建筑聲學裝修設(shè)計的建議 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)下對運動員的視覺影響。墻面上的擴散造型也不宜過為繁復，滿足功能即可，以控制工程造價?！綞ND】
體育館吸音改造 一、現(xiàn)代體育場館電聲系統(tǒng)的主要特征大體可以概括為三個方面： 1、更加注重場館觀眾席和場地的聲音效果; 2、為滿足大型體育比賽的開幕式、閉幕式或文藝演出的使用需要，更加注重配備相應(yīng)的"流動"擴聲系統(tǒng) ; 3、電聲系統(tǒng)更加注重采用數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)傳輸與控制系統(tǒng)等。 二、體育場館電聲系統(tǒng)主要包括有 1、滿足體育比賽的現(xiàn)場擴聲系統(tǒng) 2、滿足開幕式、閉幕式和大型文藝演出的流動擴聲系統(tǒng) 3、滿足多級廣播(含緊急廣播)的自動優(yōu)先播出系統(tǒng) 4、數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化信號傳遞和控制系統(tǒng) 5、功放及信號傳送故障自動檢測系統(tǒng)等 三、體育場館對擴聲系統(tǒng)的基本要求 1、體育場館經(jīng)常性的使用是體育比賽或群眾集會，因而對擴聲系統(tǒng)的基求要求是，首先要保證語言擴聲的可懂度(或清晰度)。這看似簡單在實施中要能真正滿足體育場館觀眾座席(或大多數(shù)觀眾座席)具有良好的聽聞并非易事。 2、體育場館的使用如果有大型運動會的開幕式 、閉幕式或大型高水平的文藝演出，這時擴聲系統(tǒng)配以高質(zhì)量的"流動系統(tǒng)"與原有的"固定"安裝系統(tǒng)聯(lián)合使用，會效果較佳也是比較經(jīng)濟的方式。 3、現(xiàn)代體育場館的觀眾群體有別于傳統(tǒng)的"觀眾"，更多的是支持參賽隊的"球迷"拉拉隊，體育比賽過程氣氛熱烈。但是對擴聲而言"背景噪聲"級增大了且是無規(guī)的，在擴聲系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)予以充分注意。 四、體育場館設(shè)計依據(jù)及聲學特性規(guī)范 1、體育場館設(shè)計依據(jù) 《廳堂、體育場館擴聲系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB/ T 28049-2011 《體育場館聲學設(shè)計及測量規(guī)程》JGJ/T131-2000 《廳堂擴聲系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB50371-2006 《客觀評價廳堂語言可懂度的“RASTI”法》GB/T14476-1993 《聲系統(tǒng)設(shè)計互聯(lián)的優(yōu)選配接值》GB/T14197-93 《綜合布線系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB503116-98 《體育建筑設(shè)計規(guī)范》JGJ31-2003 《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50016-2006 《工人體育場館奧運工程設(shè)計大綱》 《體育館聲學設(shè)計及測量規(guī)程》由中國建筑科學研究院主編，經(jīng)建設(shè)部批準的全國行業(yè)標準，自2001年3月1日起施行。其主要內(nèi)容包括：總則;建筑聲學設(shè)計;噪聲控制;擴聲設(shè)計和聲學測量等五個部分(詳參見JGJ/T131-2000,J42-2000)。 比賽大廳基本分為，綜合體育館比賽大廳;游泳館比賽大廳和溜冰館等。 擴聲系統(tǒng)完全滿足體育館演藝、會議、比賽時聲音清晰、動態(tài)范圍大的要求，并達到國標JGJ/T131-2000中體育館聲學設(shè)計及測量規(guī)范的聲學設(shè)計的一級標準。 2、體育場館的聲學特性 體育場聲學特性目前國內(nèi)尚無成文的規(guī)范可循。近來世界足聯(lián)(FIFA)和德國足協(xié)(DFB)的有關(guān)資料表明，對體育場觀眾席擴聲穩(wěn)態(tài)聲壓級的要求為105dB左右。 2008北京奧運會對新建或改建體育場館主擴聲系統(tǒng)的聲學特性指標要求; 聲壓級：正常使用95dB;大聲壓級(緊急廣播)106dB。 傳輸頻率特性：語言使用100Hz～ 5KHz ±5dB; 音樂使用100Hz～15KHz ±5dB。 語言清晰度：快速語言傳遞指數(shù)RASTI≥0.5。 需要指出的是雖然體育場是非封閉空間，在擴聲設(shè)計中也不能簡單地以自由聲場來對待這是非常重要的。大多體育場觀眾席上方多帶有"挑棚"存在聲反射，一個典型的可容納幾萬人座席的體育場空場混響時間會長達5秒左右，滿場帶觀眾時的混響時間也會有3秒左右。因而，在擴聲系統(tǒng)設(shè)計時要予以充分的注意。 3、擴聲系統(tǒng)的設(shè)計原則 體育館內(nèi)聲場均勻 體育館內(nèi)的頻率傳輸特性平直 體育館內(nèi)視聽方向一致 并有利于克服回輸，提高傳聲增益 還要兼顧音樂及語音混響時間頻率特性 4、擴聲系統(tǒng)特點及優(yōu)越性 產(chǎn)品性能好，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸處理音頻信號，無損耗及干擾; 性能穩(wěn)定性，可滿足體育館功能要求; 可根據(jù)需求調(diào)整，有多種模塊可選，適用于各種功能的工作環(huán)境，比如開會時可調(diào)用會議模式擴聲，演出時可調(diào)用演出模式擴聲; 兼容擴展性好，外擴設(shè)備聯(lián)結(jié)容易; 使用及調(diào)整方便，可防止誤操作造成的設(shè)備損壞及調(diào)亂處理參數(shù)變化造成音質(zhì)變差;
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體育館吸音改造 膜結(jié)構(gòu)頂棚以其輕質(zhì)、高強度、造型可塑性強等優(yōu)點在高大空間建筑設(shè)計中被廣泛應(yīng)用，然而該結(jié)構(gòu)由于其自身材質(zhì)的特殊性又對室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計提出了更高的要求。傳統(tǒng)的大空間音質(zhì)設(shè)計以控制全頻混響時間和避免聲缺陷為重點，較低的混響時間及平直的頻率特性有利于擴聲系統(tǒng)的使用。常見的處理方式即在頂面結(jié)合金屬屋面做聲學處理或者大面積懸掛吸聲體，而在膜結(jié)構(gòu)的高大空間中這些方法將受到較大的限制，一方面是基于膜自身的吸聲特性，由于自振頻率較低且面積較大，膜結(jié)構(gòu)低頻吸聲性能較好，同時較大的平均自由程使得空氣吸聲量在總吸聲量中的比例增大，頻率特性在高頻段斜率急劇減小，從而在中低頻段某處出現(xiàn)拐點（“起包”現(xiàn)象）；另一方面，吸聲界面受到限制，在已有膜結(jié)構(gòu)的表面難以懸掛較大的荷載且難以進行聲學處理，若頂棚較高，則平整的膜表面與地面之間容易產(chǎn)生顫動回聲的音質(zhì)缺陷。由此可見，分析已有的膜結(jié)構(gòu)聲學設(shè)計案例并探索其音質(zhì)設(shè)計策略具有重要的理論和現(xiàn)實意義。 高大空間建筑聲學設(shè)計是當代建筑聲學工程技術(shù)的重要研究方向，文獻[1,2,3,4,5]中闡述了體育館、主題樂園、展廳等不同功能的高大空間聲學設(shè)計方案，這些方案具有一定共性，即頂面往往能夠作為重要的吸聲面且限制較小；而關(guān)于膜結(jié)構(gòu)聲學性能的研究較少，僅有的文獻則更多關(guān)注膜結(jié)構(gòu)的空氣聲隔聲性能[6,7]。本文以某膜結(jié)構(gòu)體育館的聲學改造工程為例，通過分析改造前室內(nèi)聲場的音質(zhì)缺陷，提出合理的建聲和電聲解決方案，采用聲學模擬軟件仿真計算室內(nèi)聲場，并通過現(xiàn)場測量驗證方案的可行性。
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