
圖1體育館外景圖
一、廣東科技學(xué)院體育館聲學(xué)工程案例的概況
廣東省科技大學(xué)體育館是中小型綜合性體育館。體育館分為比賽大廳和舞臺(tái)兩個(gè)空間,其主要使用功能為體育比賽和集會(huì)、文藝表演。建筑基地面積約為2190㎡,其比賽大廳有效容積約為41800m3,室內(nèi)總表面積約為:12070㎡,固定座椅為1828座,頂面為網(wǎng)架結(jié)構(gòu)彩鋼板屋面,體育館提醒為長方形,四周墻面、頂面與地面平行。為了確保該場館的正常使用,場所環(huán)境要求具有適宜的語言清晰度和一定的混響,保證具有良好的聽音效果。
二、廣東科技學(xué)院體育館聲學(xué)工程案例的建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)前現(xiàn)場勘查
因該館業(yè)主前期不了解聲學(xué)的重要性,導(dǎo)致在建設(shè)過程中沒有考慮建筑聲學(xué)設(shè)計(jì),竣工后體育館內(nèi)聽音模糊,聲學(xué)缺陷嚴(yán)重,回聲很大,難以滿足體育館的功能需求;在設(shè)計(jì)前設(shè)計(jì)師對現(xiàn)場進(jìn)行了聲學(xué)測試,測試結(jié)果如下:

圖2 勘查點(diǎn)分布圖

從測試的結(jié)果得出中頻混響時(shí)間500Hz達(dá)到11.6s,1000Hz達(dá)到10.9s,混響時(shí)間過長,回音過大,完全無法滿足該體育館的各種功能使用。
三、廣東科技學(xué)院體育館聲學(xué)工程案例的設(shè)計(jì)目標(biāo)
建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)的目標(biāo)是使體育館在使用過程中聲音清晰、音質(zhì)優(yōu)美。根據(jù)《體育館建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGJ31-2003;J265-2003),體育館滿場中頻(500Hz)混響時(shí)間宜在1.5-1.7s,根據(jù)體育館內(nèi)容納人數(shù)折算后,空場中頻(500Hz)混響時(shí)間宜在2.0s左右,低頻混響時(shí)間允許稍長,高頻混響時(shí)間允許稍短。其空場混響時(shí)間頻率特性見表2.根據(jù)體育館設(shè)計(jì)規(guī)程,體育館比賽大廳等房間的室內(nèi)背景噪聲限制參考見表3.


四、廣東科技學(xué)院體育館聲學(xué)工程案例的聲場分析
1、體育館容積41800m3,每座容積達(dá)到15m3/人,極容易產(chǎn)生回聲和多重回聲。使人聽音渾濁。
2、比賽池長39m,寬31m,自由聲程過大,容易產(chǎn)生回聲。特別在在舉行小型會(huì)議時(shí),由于館內(nèi)人數(shù)較少,回聲明顯。
3、比賽池為長方形,存在平行墻面,平行墻面之間容易產(chǎn)生顫動(dòng)回聲。
4、體育館天花為平行屋面,與地面平行容易形成多重反射。以上現(xiàn)象都會(huì)使體育館產(chǎn)生聲缺陷,影響運(yùn)動(dòng)員和觀眾的聽音效果。必須合理安裝聲學(xué)材料,才能改善并消除聲缺陷。
5、體育館頂棚為鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件,材料容重不能超過鋼結(jié)構(gòu)的極限荷載值。
五、廣東科技學(xué)院體育館聲學(xué)工程案例的聲學(xué)設(shè)計(jì)方案
5.1天花
由于比賽場地通常鋪設(shè)硬木地板,對聲波會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的反射作用,因此頂棚布置吸聲性能強(qiáng)的材料或構(gòu)造,以避免回聲干擾。依據(jù)本體育館的原設(shè)計(jì),充分考慮到館內(nèi)音質(zhì)要求,在頂部檁條下方布置空間吸聲體。
5.2墻面
墻面是體育館建筑設(shè)計(jì)的重要位置。為了避免墻面整體過于單調(diào),呆板,依據(jù)本體育館的原設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)體育館大廳墻面使用槽孔穿孔吸聲結(jié)構(gòu)。具有現(xiàn)代感、簡潔、大方,而且在寬頻帶內(nèi)具有較平直的吸聲特性。
5.2.1
由于甲方預(yù)算有限,只能在影響聲場的墻面針對性做建聲處理。因此建議在觀眾廳后墻面、兩側(cè)二層墻面、比賽場墻面、均安裝槽孔吸音板,安裝面積為1300㎡。
5.2.2
根據(jù)現(xiàn)場情況,該體育館觀眾大廳兩側(cè)和后墻均安裝大量的玻璃窗,而玻璃表面光滑,極容易產(chǎn)生顫動(dòng)回聲,嚴(yán)重影響室內(nèi)音質(zhì)。因此,建議該場所必須安裝具有較強(qiáng)吸聲性能的窗簾。
六、廣東科技學(xué)院體育館聲學(xué)工程案例的聲學(xué)設(shè)計(jì)效果
6.1裝飾美觀大方,視覺感受舒適良好
6.2吸聲材料沒有玻璃纖維顆粒的粉塵污染,低甲醛,滿足場所內(nèi)空氣質(zhì)量環(huán)保要求。
6.3具有良好的銀色。即低、中、高音適度平衡。
6.4吸聲材料滿足防火等級要求。
6.5場所內(nèi)聽音較清晰,無聲染色等音質(zhì)缺陷
6.6工程實(shí)施后聲環(huán)境及場內(nèi)環(huán)境適宜,滿場混響時(shí)間達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的丙級標(biāo)準(zhǔn)。
七、廣東科技學(xué)院體育館聲學(xué)工程案例的聲學(xué)裝修后效果
經(jīng)過建筑聲學(xué)裝修改造后,基本滿足該體育館的使用功能,室內(nèi)效果如下所示:

經(jīng)過聲學(xué)改造后,進(jìn)行現(xiàn)場的聲學(xué)效果測試,測試結(jié)果如下:

根據(jù)現(xiàn)場檢測結(jié)果中頻混響時(shí)間500Hz平均值為1.84s,1000Hz時(shí)的平均混響時(shí)間為1.97s,原設(shè)計(jì)同樣的條件下中頻混響時(shí)間500Hz-1000Hz的值為2.0s,實(shí)際數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)誤差不超過10%,誤差值在±0.15s內(nèi),可以達(dá)到原有設(shè)計(jì)要求。并有效消除了回聲、多重回聲、顫動(dòng)回聲等聲學(xué)缺陷,聽音清晰,滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求。


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