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(kuò)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(kuò)聲系統(tǒng) 　　2、滿足開幕式、閉幕式和大型文藝演出的流動擴(kuò)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(kuò)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(kuò)聲系統(tǒng)的基求要求是，首先要保證語言擴(kuò)聲的可懂度(或清晰度)。這看似簡單在實(shí)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(yùn)動會的開幕式 、閉幕式或大型高水平的文藝演出，這時擴(kuò)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(jì)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(duì)的"球迷"拉拉隊(duì)，體育比賽過程氣氛熱烈。但是對擴(kuò)聲而言"背景噪聲"級增大了且是無規(guī)的，在擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)予以充分注意。 　　四、體育場館設(shè)計(jì)依據(jù)及聲學(xué)特性規(guī)范 　　1、體育場館設(shè)計(jì)依據(jù) 　　《廳堂、體育場館擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/ T 28049-2011 　　《體育場館聲學(xué)設(shè)計(jì)及測量規(guī)程》JGJ/T131-2000 　　《廳堂擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50371-2006 　　《客觀評價(jià)廳堂語言可懂度的“RASTI”法》GB/T14476-1993 　　《聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)互聯(lián)的優(yōu)選配接值》GB/T14197-93 　　《綜合布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB503116-98 　　《體育建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ31-2003 　　《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2006 　　《工人體育場館奧運(yùn)工程設(shè)計(jì)大綱》 　　《體育館聲學(xué)設(shè)計(jì)及測量規(guī)程》由中國建筑科學(xué)研究院主編，經(jīng)建設(shè)部批準(zhǔn)的全國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，自2001年3月1日起施行。其主要內(nèi)容包括：總則;建筑聲學(xué)設(shè)計(jì);噪聲控制;擴(kuò)聲設(shè)計(jì)和聲學(xué)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(kuò)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(dá)到國標(biāo)JGJ/T131-2000中體育館聲學(xué)設(shè)計(jì)及測量規(guī)范的聲學(xué)設(shè)計(jì)的一級標(biāo)準(zhǔn)。 　　2、體育場館的聲學(xué)特性 　　體育場聲學(xué)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(kuò)聲穩(wěn)態(tài)聲壓級的要求為105dB左右。 　　2008北京奧運(yùn)會對新建或改建體育場館主擴(kuò)聲系統(tǒng)的聲學(xué)特性指標(biāo)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(kuò)聲設(shè)計(jì)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(dá)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(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)時要予以充分的注意。 　　3、擴(kuò)聲系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(kuò)聲系統(tǒng)特點(diǎn)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(kuò)聲，演出時可調(diào)用演出模式擴(kuò)聲; 　　兼容擴(kuò)展性好，外擴(kuò)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;

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?；祉憰r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】

體育館吸音改造 體育館聲學(xué)改造策略 由上述分析可知，該體育館改造的難點(diǎn)在于頂面膜結(jié)構(gòu)面積較大，常見的大空間聲學(xué)處理方式難以適用，同時在不破壞原有結(jié)構(gòu)的條件下，需精準(zhǔn)而又針對性地解決存在的若干聲學(xué)問題。對此，在保證聲學(xué)效果同時兼顧裝飾、經(jīng)濟(jì)性的前提下，我們針對性地提出了相應(yīng)的解決方案（圖2）。 改善頻率特性（“起包”）可結(jié)合聲聚焦問題一并考慮。由于需選擇性地降低某些頻率的混響時間。同時盡可能中低頻聚焦產(chǎn)生的不良影響，因此我們對于材料吸聲特性的選擇及吊掛形式提出了相應(yīng)的要求。具體措施如下：在保持原有膜結(jié)構(gòu)的情況下將局部凹曲面吊頂拆除，并按階梯狀懸掛平板空間吸聲體，空間吸聲體單元厚10 0 m m，平面投影尺寸為112 5m m×620 m m。單元之間采用30×30×2.5鍍鋅角鋼固定，并采用φ6鍍鋅鋼絲繩固定于網(wǎng)架下弦桿上（圖3）。 空間吸聲體中棉的特性及整體制作工藝對于其聲學(xué)性能具有關(guān)鍵性作用，為了保證吸聲體能夠針對性地解決該體育館的問題，在確定材料各項(xiàng)參數(shù)后由專業(yè)的檢測機(jī)構(gòu)在混響室中測量吸聲體單元的吸聲系數(shù)，并以此修正計(jì)算結(jié)果。吸聲體混響室各頻段吸聲系數(shù)實(shí)測值參看表2。由此可知，500Hz吸聲系數(shù)高達(dá)2.08,1000Hz吸聲系數(shù)高達(dá)1.71，低頻和高頻吸聲系數(shù)相對較低，可見該吸聲體吸聲頻率特性可選擇性大幅度降低某些頻率的混響時間，完全適合該體育館的聲學(xué)要求。 對于體育館內(nèi)其他可能造成顫動回聲的平行界面則做了針對性處理，如將原有貴賓包廂玻璃窗拆除同時后墻面作吸聲處理。為了和其他界面裝飾效果保持統(tǒng)一，改造的后墻面采用槽木吸聲板，正面開槽，槽寬4mm，條面寬28mm；背面開孔，孔徑10mm，孔距沿長邊方向16mm，沿短邊方向32mm；板后空腔100mm，內(nèi)填50mm厚32kg/m3玻璃棉；原有窗簾拆除，采用200%打折密度較高吸聲性能較好的天鵝絨窗簾，同時將玻璃墻面上方的玻璃擋板拆除，進(jìn)一步降低顫動回聲的不利影響。 重新調(diào)整擴(kuò)聲揚(yáng)聲器的定位及輻射角度。利用原有燈光吊桿吊掛9只箱式點(diǎn)聲源揚(yáng)聲器，合理選擇揚(yáng)聲器的指向性[8,9,10,11,12,13]，避免直達(dá)聲能在凹曲面頂棚下方匯聚，確保直達(dá)聲可均勻覆蓋比賽場地和觀眾席，揚(yáng)聲器定位及指向性參看圖4。 4 計(jì)算機(jī)聲學(xué)仿真計(jì)算 為了驗(yàn)證和預(yù)測該改造方案的實(shí)際效果，采用Raynoise聲場模擬軟件對音質(zhì)客觀參量進(jìn)行仿真計(jì)算。將原體育館室內(nèi)空間做簡化處理，建立三維仿真模型，根據(jù)混響時間計(jì)算結(jié)果定義室內(nèi)各界面吸聲系數(shù)和散射系數(shù)。仿真聲源為距地1.5m高無指向性點(diǎn)聲源，聽音面包含比賽區(qū)域和觀眾區(qū)域，距地1.2m高。 圖5和圖6分別為改造前和改造后聽音面中頻1000Hz混響時間模擬云圖。圖7和圖8分別為改造前和改造后聽音面中頻1000Hz清晰度D50模擬云圖。對比圖5和圖6可知，經(jīng)過聲學(xué)改造后，原本“起包”頻率混響時間明顯降低，1000Hz模擬混響時間平均值小于2.4s；對比圖7和圖8可知，在改造前較大面積區(qū)域1000Hz語言清晰度D50均小于30%，在改造后1000Hz語言清晰度得到顯著改善，聽音面D50平均值>45%。