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武汉体育馆声学设计赏析
发布时间 : 2018-04-08
   体育馆声学装修               
武汉体育馆的平面图                     
                                     
1、 工程概述
 
针对大型场馆的声学设计装修问题,万城视听声学一站式解决服务商,从网上摘录一些供大家参考学习。本文内容涵盖建筑声学设计特点、混响时间的控制、音质缺陷的控制和声学测量等内容。
改造后的武汉体育馆内景

万城视听声学设计
体育场馆名称:武汉体育馆
 
1956年4月由苏联人援助建成的武汉体育馆,是解放后武汉首座综合性体育馆,一度成为武汉市的标志性建筑,图1为改造后的武汉体育馆内景。
 
这座场馆在新的体育馆建成前,一直是武汉市最重要的体育比赛场地,是奥运冠军周继红、韩爱萍、肖海亮、伏明霞等奥运名将都曾经在此接受过系统的训练。2005年,武汉政府投入近千万元进行改造。武汉体育馆占地5.6万m2,建筑面积14 490 m2,比赛大厅面积约为2 345 m2,比赛大厅容积约为31 700 m3,可容纳观众1 300人,馆正中是比赛馆,可供篮球、排球、羽毛球、乒乓球、拳击、举重、体操、击剑等项目的比赛,是一座中小型综合性体育馆。
 
图3 武汉体育馆剖面图
 
2 大型综合性体育场馆建筑的声学特点
 
一般建筑声学设计包括音质设计与环境噪声和振动的控制两部分。音质设计可分为场馆体形的控制和音质参量的控制;环境噪声及振动控制亦可分为室内环境噪声及振动控制与室外环境噪声及振动控制。而综合性体育馆具有其特殊性:
 
1)比赛大厅主要追求语音的清晰度,要求混响时间短,因此比赛大厅的体形主要由结构和功能确定,声学方面不做过多的要求;
2)对于比赛大厅的每座容积,只是要求不宜过大,过大不仅导致投资增大,而且容易引起音质缺陷;
3)体育馆内的允许噪声级标准要求不高,室外环境噪声及振动我们一般不做过多考虑,我们只需对主要噪声源—空调制冷系统进行处理,通常背景噪声都能达到允许标准。考虑到上述因素,我们在武汉体育馆比赛大厅建筑声学设计时主要考虑混响时间及频率特性的控制、音质缺陷的控制及混响时间测量等内容。
3 竞赛大厅的混响时间及频率特性的操控
武汉体育馆竞赛大厅容积约为31 700 m3,依据标准,容积小于40 000 m3的体育馆其中频混响时间宜取1.3~1.5s。依据实际运用功用以及该馆的重要性,主张中频满场混响时间规划指标值为1.3(1±10%)s,其各频率的混响时间相对于中频的比值如表1。
各频率的混响时间相对于中频的比值表
该馆竞赛大厅可以安置吸声资料与结构的部位仅限于顶部,山墙以及周围的矮墙。要到达规划的混响时间指标值,就要在有限的面积上取得大的吸声量,因而必须要在可以做处理的部位选用强吸声资料与结构,即资料与结构的均匀吸声系数大于0.6。遵从上述准则,咱们进行了如下修建声学规划。
墙面的声学处理:因为竞赛大厅一层的周围矮墙东西双面要安置活动座椅,因而咱们只能考虑南、北两向墙面做声学处理,而该处的墙面在竞赛时经常要遭受碰击。针对这一状况咱们选用了轻钢龙骨木制吸声板,板后填充了32kg/m3的离心玻璃吸声棉板的宽频吸声结构。这种结构不只对各频段吸声效率高,而且处理了这段墙的抗碰击的问题(图4)。
 
木制吸声板墙面结构与穿孔FC吸声板墙面结构
图4 木制吸声板墙面结构                          
图5 穿孔FC吸声板墙面结构
 
在大厅二层,因为东、西两向墙面大部分面积为窗户,可以安置吸声资料与结构的墙面很少,所以主要对南北山墙进行声学处理。墙裙部分受人为碰击较多,要求面层资料强度较高,咱们选用了和一层墙面相同的吸声结构。墙裙以上部分,选用轻钢龙骨水泥纤维板(又叫FC板,穿孔率为10%),板后填充32kg/m3的离心玻璃吸声棉板的复合吸声结构(图5)。这种结构不只吸声功能好且十分经济。顶棚的声学处理:竞赛大厅的顶部是弧形的现浇混凝土梁板结构,而且屋面有8条采光带。咱们依据屋面弧形走向与采光带的方位设置了256块1500×1200×50定型平板式空间吸声体(图6)。这种空间吸声体是由吸声无纺布包裹50mm厚、密度为32kg/m3的超细玻璃棉板,饰面资料为穿孔的铝板组成。因为存在边缘效应,空间吸声体的吸声功能得到进步,吸声系数往往会大于1,另外它还有必定的装修作用。
武汉体育馆竞赛大厅内的定型平板式空间吸声体安置图
为了保证规划的可靠性,针对规划计划,咱们对竞赛大厅的混响时间进行了核算,核算成果如表2从表中预算的成果来看是满意规划初衷的。
 
4 竞赛大厅音质缺点的操控
体育馆竞赛大厅音质缺点的操控往往和混响时间的操控相结合。剖析该厅,它可能存在的音质缺点有回声、颤动回声和声聚集等。该馆南北存在大面积暴露平行墙面,简单发生回声、颤动回声等音质缺点。在计划中咱们在南北墙面进行了强吸声处理,这既能操控混响时间也能消除音质缺点。尽管东西墙面也平行,但因为有很多的观众席和设有窗布的玻璃窗,观众与窗布自身就是杰出的吸声体,所以不会有显着的回声和颤动回声。大厅的顶棚呈凹弧型,可能会发生声聚集。在规划时咱们在顶棚上设置了空间吸声体,这种处理方法也起到了操控混响与操控声聚集的双重作用。
             
                                                           混响时间核算表
5 混响时间丈量
建声装修竣工后,咱们对该体育馆内进行了空场混响时间的丈量。武汉体育馆的平面为矩形,咱们挑选了具有代表性的七个点进行丈量(图7)。丈量数据记载见表3。经核算核算,武汉体育馆空场时500Hz的混响时间为1.42秒,半场时的混响时间为1.23秒(500Hz),满场时的混响时间为1.14秒(500Hz)。核算预算的成果稍短于中频混响时间的规划值,实际运用时体育馆很少能到达满场,核算成果对体育馆的运用还是很有利的,契合我国体育修建相关标准要求的中小型多功用体育竞赛大厅的中频满场混响时间应为1.2~1.5秒(500Hz)。
       

空场混响时间测试点的分布图
武汉体育馆改造后的均匀混响时间表
6 结语
武汉体育馆的声学改造于2006年末完成,至今该馆已接受了数十次体育赛事的查验,其中最引人注目的是它圆满地承办第六届城运会的部分赛事。该馆的声学作用得到了声学专家、领导、运动健儿、一般观众和管理人员的遍及好评。
    参考文献
    [1]体育建筑设计规范 JGJ31—2003。
    [2]体育馆声学设计及测量规范,JGJ/T131—2000。
    [3]建筑隔声评估标准GBJ 121—88。
    [4]中国建筑科学院建筑物理研究所,《建筑声学设计手册》,中国建筑工业出版社,1987,7。
    [5]项端祈,《实用建筑声学》,中国建筑工业出版社,1992,12。
     注:文章来源于网络。

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