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聲學(xué)設(shè)計(jì)——隔聲材料靜音綜合體育館案例

文章來(lái)源：維也納聲學(xué)    時(shí)間：2024-09-23

一、綜合體育館介紹

      在國(guó)內(nèi)外已建的體育館中，綜合體育館占絕大多數(shù)。由于綜合體育館可以進(jìn)行大多數(shù)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，列如：籃球、排球、手球、羽毛球、體操、擊劍等；根據(jù)它的多功能使用要求，因而對(duì)場(chǎng)館內(nèi)音質(zhì)的要求較高。其聲學(xué)設(shè)計(jì)指標(biāo)要綜合各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的音質(zhì)要求，根據(jù)各項(xiàng)功能中，音質(zhì)要去較高的項(xiàng)目來(lái)定。

二、設(shè)計(jì)依據(jù)

（1）《體育場(chǎng)館聲學(xué)設(shè)計(jì)及測(cè)量規(guī)程》JPJ/T 131——2012；

（2）《體育建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ 31——2003；

（3）《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 GB3096——2008；

（4）《民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50118-2010）；

（5）《建筑隔聲評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50121-2005）。

三、主要聲學(xué)技術(shù)指標(biāo)

1、混響時(shí)間

由于絕大多數(shù)體育運(yùn)動(dòng)都可以在綜合體育場(chǎng)館內(nèi)進(jìn)行，故綜合體育館比賽大廳的混響時(shí)間應(yīng)適合于多數(shù)比賽項(xiàng)目的要求。根據(jù)《體育場(chǎng)館聲學(xué)設(shè)計(jì)及測(cè)量規(guī)程》JPJ/T 131——2012中規(guī)定，在頻率為500Hz——1000Hz時(shí)，不同容積比賽大廳的滿(mǎn)場(chǎng)混響時(shí)間宜滿(mǎn)足表1要求。各頻率混響時(shí)間相對(duì)于500Hz——1000Hz混響時(shí)間的比值宜符合表2的規(guī)定。

   表1.不同容積比賽大廳500Hz——1000Hz滿(mǎn)場(chǎng)混響時(shí)間

（注：當(dāng)比賽大廳容積大于表中列出的最大容積的1倍以上時(shí)，混響時(shí)間可比2.1s適當(dāng)延長(zhǎng)）

表2.各頻率混響時(shí)間相對(duì)于500Hz——1000Hz混響時(shí)間的比值

綜合體育場(chǎng)館內(nèi)不僅僅是比賽大廳，還有一些輔助用房，由于其功能要求，對(duì)聲學(xué)環(huán)境有較高要求。根據(jù)《體育場(chǎng)館聲學(xué)設(shè)計(jì)及測(cè)量規(guī)程》JPJ/T 131——2012中規(guī)定，體育場(chǎng)館內(nèi)對(duì)聲學(xué)環(huán)境有較高要求的輔助房間的混響時(shí)間宜符合表3的規(guī)定。

體育館采用了比賽大廳與休息大廳連通的建筑形式，需要在休息大廳內(nèi)進(jìn)行一定的吸聲處理，保證休息大廳的混響時(shí)間與比賽大廳的混響時(shí)間相近；否則，休息大廳與比賽大廳的混響時(shí)間相差較大，則會(huì)產(chǎn)生耦合效應(yīng)，影響比賽大廳的聲環(huán)境。

2、背景噪聲

體育館比賽大廳和體育館有關(guān)用房的背景噪聲不應(yīng)超過(guò)相應(yīng)的室內(nèi)背景噪聲限值。根據(jù)《體育場(chǎng)館聲學(xué)設(shè)計(jì)及測(cè)量規(guī)程》JPJ/T 131——2012中規(guī)定， 當(dāng)體育館比賽大廳或體育場(chǎng)館的貴賓休息室、擴(kuò)聲控制室、評(píng)論員室和播音室無(wú)人占用時(shí)，在通風(fēng)、空調(diào)、照明設(shè)備等正常運(yùn)轉(zhuǎn)的條件下，室內(nèi)背景噪聲限值宜符合表4規(guī)定。

3、吸聲與反射處理

（1）比賽大廳頂部是聲音傳播的必經(jīng)之地，所以在體育場(chǎng)館中，頂部是可以進(jìn)行吸聲處理的最佳位置，應(yīng)充分利用比賽大廳的上空做吸聲處理。

（2）結(jié)合遮光構(gòu)造對(duì)采光部分進(jìn)行吸聲處理。

（3）比賽大廳四周玻璃設(shè)置吸聲窗簾。由于玻璃窗的面積比較大并且玻璃的吸聲系數(shù)又小，因此在這些窗前設(shè)有吸聲效果的窗簾，對(duì)增加吸聲量、防止出現(xiàn)聲缺陷都是有益的。

（4）比賽大廳內(nèi)設(shè)有計(jì)分的墻面及部分其他墻面面積較大，無(wú)吸聲處理易產(chǎn)生墻反射或回聲，應(yīng)對(duì)這些墻做吸聲處理。

（5）體育館比賽場(chǎng)地周?chē)陌珘?、看臺(tái)欄板設(shè)置吸聲構(gòu)造，或控制傾斜角度和造型。設(shè)置吸聲構(gòu)造可消除可能出現(xiàn)的聲缺陷。

（6）體育館內(nèi)與比賽大廳連通為一體的休息大廳內(nèi)結(jié)合裝修進(jìn)行吸聲處理。

（7）由于主席臺(tái)和裁判席通常是使用傳聲器的區(qū)域，所以在主席臺(tái)、裁判席周?chē)诿孀鑫曁幚碛欣谔岣邤U(kuò)聲系統(tǒng)的傳聲增益。

（8）體育場(chǎng)館的評(píng)論員室、播音室、擴(kuò)聲控制室、貴賓休息室和包廂等輔助房間內(nèi)結(jié)合裝修進(jìn)行吸聲處理。

4、聲場(chǎng)不均勻度

聲場(chǎng)不均勻度用以描述場(chǎng)館內(nèi)各位置聲場(chǎng)分布均勻程度的指標(biāo)，以不同位置的聲壓級(jí)分布來(lái)表示，大廳內(nèi)主要區(qū)域聲場(chǎng)分布不均勻度應(yīng)在8dB以?xún)?nèi)，無(wú)聲場(chǎng)缺陷，滿(mǎn)足聲學(xué)設(shè)計(jì)指標(biāo)。

5、語(yǔ)言清晰度

清晰度（D50）用于表征前50ms內(nèi)接收到的能量占總能量的比值，最佳值為45%以上，觀眾席音質(zhì)明亮、親切。

6、室內(nèi)擴(kuò)聲系統(tǒng)語(yǔ)言傳輸指數(shù)

體育館主擴(kuò)聲系統(tǒng)的擴(kuò)聲系統(tǒng)語(yǔ)言傳輸指數(shù)在空?qǐng)鰲l件下不應(yīng)小于0.5；體育場(chǎng)主擴(kuò)聲系統(tǒng)的擴(kuò)聲系統(tǒng)語(yǔ)言傳輸指數(shù)在空?qǐng)鰲l件下不應(yīng)小于0.45；輔助系統(tǒng)中檢錄、呼叫廣播系統(tǒng)的擴(kuò)聲系統(tǒng)語(yǔ)言傳輸指數(shù)不宜小于0.45。

四、聲學(xué)設(shè)計(jì)

體育館的體型按照設(shè)計(jì)理念的不同，各不相同。一般體育場(chǎng)館都較大，多使用擴(kuò)聲系統(tǒng)，不必考慮自然聲，綜合館聲學(xué)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是確保語(yǔ)言清晰度為主，其它功能可通過(guò)擴(kuò)聲系統(tǒng)進(jìn)行改善和美化。主要設(shè)計(jì)內(nèi)容是比賽大廳混響時(shí)間的設(shè)定，回聲等聲學(xué)缺陷消除，背景噪聲的控制以及各輔助用房的聲學(xué)處理等。聲學(xué)處理措施則應(yīng)該按照綜合體育館的形式、容積、造價(jià)和擴(kuò)聲系統(tǒng)的配置方式區(qū)別對(duì)待。主要處理措施有以下幾個(gè)方面：

1、音質(zhì)設(shè)計(jì)

（1）比賽大廳頂面

體育館一般較高，而比賽大廳頂部往往是聲音傳播反射的必經(jīng)之地，體育館頂面是進(jìn)行吸聲處理的最佳位置，所以要充分利用體育館比賽大廳頂部做強(qiáng)吸聲處理，控制混響時(shí)間。一般可將體育場(chǎng)館頂部使用吸聲吊頂，但吸聲吊頂?shù)奈曅阅苓h(yuǎn)不如空間吸聲體，建議采用AGG聚砂空間吸聲體，質(zhì)量輕，吸聲量大，阻燃等級(jí)高。

圖3 比賽大廳3D平面圖

（2）比賽大廳墻面

體育館觀眾席每座容積較大，墻面可做吸聲的部位有限；因此，在聲學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)更應(yīng)該利用好墻面吸聲。在墻面可以使用穿孔或多孔性吸聲材料吸收中高頻聲能，后部使用空腔吸收低頻聲能，空腔內(nèi)可選擇是否填充玻璃棉。墻面的聲學(xué)結(jié)構(gòu)降噪系數(shù)NRC應(yīng)大于0.80.

（3）主席臺(tái)、裁判席

為保證主席臺(tái)、裁判席有足夠的語(yǔ)言清晰度，沒(méi)有明顯回聲、顫動(dòng)回聲等聲缺陷影響，體育館的主席臺(tái)、裁判席周?chē)诿鎽?yīng)做吸聲處理。

（4）比賽大廳地面

地面根據(jù)比賽場(chǎng)地要求布置。

（5）輔助用房處理

評(píng)論員室、播音室、擴(kuò)聲控制室、貴賓休息室和包廂等輔助房間內(nèi)應(yīng)結(jié)合裝修布置吸聲材料，進(jìn)行吸聲處理。

（6）常用于吸聲降噪的材料有：聚砂吸聲板、AGG無(wú)縫吸聲板、AGG透聲涂層、強(qiáng)化玻纖吸聲板，復(fù)合吸聲軟包等；常用于隔聲的材料為石膏板、硅鈣板、阻尼復(fù)合隔聲板，通過(guò)合理的構(gòu)造進(jìn)行隔聲。

（7）其他

①體育場(chǎng)館的比賽大廳內(nèi)設(shè)有記分牌的墻面及部分其他較大面積墻面，無(wú)吸聲處理易產(chǎn)生強(qiáng)反射或回聲，應(yīng)對(duì)這些墻面做吸聲處理。

②比賽場(chǎng)地周?chē)珘Α⒖磁_(tái)欄板一般為平行、堅(jiān)硬平面，容易出現(xiàn)回聲、顫動(dòng)回聲，在比賽場(chǎng)地周?chē)陌珘?、看臺(tái)欄板上設(shè)置吸聲構(gòu)造可消除可能出現(xiàn)的聲缺陷。

③部分體育館看臺(tái)有較深的挑棚，而在挑棚深處會(huì)出現(xiàn)聲音衰減較慢的情況，影響到擴(kuò)聲系統(tǒng)的清晰度，故宜在挑棚內(nèi)進(jìn)行吸聲處理。

④當(dāng)控制室、評(píng)論員室以及貴賓室等房間有觀察窗時(shí)，這些窗一般不大并且不能有遮擋物，故窗前不設(shè)窗簾，將窗玻璃傾斜，把聲音反射到其他地方，避免產(chǎn)生聲學(xué)缺陷。

2、背景噪聲控制

（1）門(mén)廳降噪

體育館進(jìn)出口門(mén)廳在比賽開(kāi)場(chǎng)和結(jié)束時(shí)，人流量非常大，往往噪聲值較高，所以門(mén)廳兩側(cè)墻面和頂面均用吸聲板進(jìn)行降噪處理。

（2）窗

當(dāng)采用大面積玻璃窗作為比賽大廳與室外的分隔構(gòu)造，或者在觀眾席后部的墻上設(shè)玻璃窗，一般玻璃窗面積比較大，并且玻璃吸聲系數(shù)較??；因此，在這些窗前應(yīng)設(shè)有吸聲效果的窗簾，增加吸聲量、防止出現(xiàn)聲學(xué)缺陷。

（3）空調(diào)等設(shè)備系統(tǒng)

體育館空間較大，觀眾也較多，一般會(huì)設(shè)換氣和空調(diào)等系統(tǒng)，在系統(tǒng)的風(fēng)口建議做消聲處理，管道處使用軟連接，有利于降低背景噪聲。

五、聲學(xué)建議

（1）體育館墻體是否做隔聲處理，視當(dāng)?shù)丨h(huán)境噪聲及原墻體隔聲量而定。

（2）空調(diào)機(jī)房、鍋爐房等各種設(shè)備用房應(yīng)遠(yuǎn)離比賽大廳、貴賓休息室等有安靜要求的用房。當(dāng)其與主體建筑相連時(shí)，應(yīng)采取有效的降噪、隔振措施。