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產(chǎn)品品牌 | 凱音裝飾材料 |
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凱音裝飾材料 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(shí)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(chǎng)館比比皆是,而體育場(chǎng)館聲環(huán)境的設(shè)計(jì)中對(duì)混響時(shí)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(lái)不少困難。混響時(shí)間的設(shè)計(jì)指標(biāo)跟場(chǎng)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(chǎng)館聲學(xué)設(shè)計(jì)及測(cè)量規(guī)程)中就對(duì)不同容積的體育館提出了明確的中頻混響時(shí)間設(shè)計(jì)要求(見(jiàn)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(jiàn),容積在80000m3以上的大型場(chǎng)館占到80%,單人容積大于20m3/人的體育場(chǎng)館也約占70%(見(jiàn)表2)。有的體育場(chǎng)館單人容積甚至達(dá)到30m3/人以上,這對(duì)混響控制、吸聲面積和空調(diào)節(jié)能都不甚合理。
為體育場(chǎng)館確定了合適的混響時(shí)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(chǎng)館內(nèi)產(chǎn)生聲聚焦和顫動(dòng)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?cè)薪ㄖA弧形墻和平行墻的外觀,使得場(chǎng)館內(nèi)的聲場(chǎng)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(wú)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(chǎng)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(dòng)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(chǎng)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(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JGJ/T131-2012體育場(chǎng)館聲學(xué)設(shè)計(jì)及測(cè)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(jiàn)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(guò)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(dòng)較大的設(shè)備機(jī)房應(yīng)遠(yuǎn)離比賽大廳,并做好機(jī)房?jī)?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(shū)中,根據(jù)我國(guó)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(shí)參考。(見(jiàn)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(chǎng)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(guó)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(jí)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(lái),在體育館室內(nèi)裝修方面,人們的審美漸漸趨向簡(jiǎn)潔、大氣,吸聲屋蓋便應(yīng)勢(shì)而生并被廣泛應(yīng)用于各類體育場(chǎng)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(shí)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(duì)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(lái),可增強(qiáng)其耐候性且對(duì)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,高度也很小;而矩形平面的體育館除主看臺(tái)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(lái)的體育建筑形式,越來(lái)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(duì)控制館內(nèi)混響極為不利,聲音通過(guò)玻璃反射所產(chǎn)生的顫動(dòng)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(huì)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(dòng)式吸聲簾幕,在比賽狀態(tài)下自動(dòng)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(chǎng)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(jiǎn)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(duì)運(yùn)動(dòng)員的視覺(jué)影響。墻面上的擴(kuò)散造型也不宜過(guò)為繁復(fù),滿足功能即可,以控制工程造價(jià)。【END】
體育館吸音改造
體育場(chǎng)館的雛形可以追溯到希臘羅馬時(shí)期,現(xiàn)代體育場(chǎng)館融合了建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)械、電子、材料等專業(yè)技術(shù),并且隨著時(shí)代的發(fā)展以及使用的需求,不斷的有新技術(shù)應(yīng)用其中。體育場(chǎng)館作為目前規(guī)模 的公共建筑之一,對(duì)各專業(yè)的技術(shù)水平以及要求提出了更多的挑戰(zhàn)。體育場(chǎng)館在滿足大型比賽賽事的同時(shí),還會(huì)舉辦大型演出等活動(dòng),隨之而來(lái)的聲學(xué)的問(wèn)題愈加突顯。
體育館噪音解決方案
體育場(chǎng)館一般體型巨大,除專業(yè)的場(chǎng)館以外,為了增加利用率和市場(chǎng)開(kāi)發(fā)效果,越來(lái)越多的體育館呈現(xiàn)多功能化,對(duì)聲學(xué)要求也越來(lái)越高。 如比賽功能,由于有現(xiàn)場(chǎng)解說(shuō)、廣播的需求,體育館需要適當(dāng)?shù)幕祉憰r(shí)間和良好的語(yǔ)言清晰度;而演出功能時(shí)需要更短的混響時(shí)間和良好的聲場(chǎng)分布,并且嚴(yán)格避免各類聲缺陷。
新建體育館項(xiàng)目的聲學(xué)設(shè)計(jì)和顧問(wèn);也承擔(dān)過(guò)因?yàn)槁晫W(xué)問(wèn)題而不得不開(kāi)展的改造工程,這時(shí)候,必須將聲學(xué)測(cè)量、技術(shù)方案設(shè)計(jì)、聲學(xué)構(gòu)件的加工安裝全程執(zhí)行。
IACC經(jīng)過(guò)軟件模擬預(yù)測(cè)的方式為體育館建筑提供準(zhǔn)確的聲學(xué)分析,在設(shè)計(jì)階段模擬和預(yù)測(cè)音質(zhì)效果的優(yōu)劣,并分析各類聲缺陷存在的可能性,從而為建筑設(shè)計(jì)和室內(nèi)裝飾設(shè)計(jì)提供方案優(yōu)化的建議,將問(wèn)題解決在設(shè)計(jì)階段。
大跨度、輕質(zhì)鋼結(jié)構(gòu)屋面的體育較為常見(jiàn),雨水沖擊噪聲問(wèn)題卻在設(shè)計(jì)和建設(shè)過(guò)程往往被忽視。經(jīng)IACC的測(cè)量普通的輕質(zhì)金屬屋面中雨天氣在場(chǎng)館內(nèi)產(chǎn)生的噪音可以達(dá)到72dBA,大到暴雨的天氣場(chǎng)館內(nèi)產(chǎn)生的噪聲污染水平甚至達(dá)到80dBA以上。這種天氣條件下體育館完全無(wú)法使用。為此,聲學(xué)設(shè)計(jì)與鋼結(jié)構(gòu)等專業(yè)協(xié)調(diào),充分考慮造價(jià)、載荷、保溫等方面的問(wèn)題,解決屋面雨水沖擊噪聲非常必要。
體育館吸音改造
體育館舉辦各類文藝晚會(huì)、會(huì)議、體育比賽時(shí),擴(kuò)聲系統(tǒng)信號(hào)需從舞臺(tái)傳輸?shù)娇刂剖遥乃囇莩鑫枧_(tái)的音源比較多,比如:架子鼓、吉他、貝斯、電子琴、鋼琴、小提琴等樂(lè)器,這些音源要傳輸?shù)娇刂剖遥仨毭柯藩?dú)立通過(guò)信號(hào)電纜傳輸?shù)娇刂剖艺{(diào)音臺(tái),模擬傳輸方式會(huì)產(chǎn)生信號(hào)干擾、信號(hào)衰減、信號(hào)損耗等問(wèn)題,因?yàn)閭鬏斁嚯x比較遠(yuǎn),音頻信號(hào)質(zhì)量必然受損。這里我們?cè)O(shè)計(jì)采用網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸器進(jìn)行傳輸,在舞臺(tái)側(cè)的設(shè)備機(jī)房放置一臺(tái)16路模擬音頻輸入的網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸器,通過(guò)一條網(wǎng)線就能將16路音頻信號(hào)無(wú)損的傳輸?shù)綄?duì)面的控制室,通過(guò)控制室的兩臺(tái)8進(jìn)8出的網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸器轉(zhuǎn)換成模擬音頻信號(hào)輸出到調(diào)音臺(tái)。調(diào)音臺(tái)進(jìn)行增益、處理、分配后輸出給到一臺(tái)8進(jìn)8出的網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸器,轉(zhuǎn)換成數(shù)字音頻信號(hào)并經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)音頻處理器處理過(guò)后通過(guò)網(wǎng)線傳輸給到每只網(wǎng)絡(luò)有源音箱。傳輸及處理都是在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行,避免了音質(zhì)劣化。
五、擴(kuò)聲聲場(chǎng)控制是擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)的根本
擴(kuò)聲屬于應(yīng)用聲學(xué)的范疇,無(wú)論是室內(nèi)或是室外擴(kuò)聲都不能脫離使用擴(kuò)聲所處的聲學(xué)環(huán)境(或聲場(chǎng))。擴(kuò)聲的終效果是建聲與電聲綜合效果的體現(xiàn),所以擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題是聲學(xué)問(wèn)題,它是在建聲的基礎(chǔ)上完成擴(kuò)聲聲場(chǎng)的分析與設(shè)計(jì)計(jì)算工作。
如果從擴(kuò)聲系統(tǒng)聲學(xué)特性指標(biāo)來(lái)測(cè)評(píng)一個(gè)擴(kuò)聲聲場(chǎng),主要有大聲壓級(jí)、傳輸頻率特性、聲場(chǎng)不均勻度和傳聲增益等。如果從聽(tīng)感來(lái)評(píng)價(jià)一個(gè)擴(kuò)聲聲場(chǎng),主要有語(yǔ)言清晰度和音樂(lè)的明晰度以及聲音"諸多屬性"重放的音質(zhì)效果等。
無(wú)論是室內(nèi)或是室外擴(kuò)聲其擴(kuò)聲聲場(chǎng)都或多或少存在有聲干涉,或許這是不可避免的。擴(kuò)聲聲場(chǎng)聲干涉的存在,會(huì)影響到擴(kuò)聲的語(yǔ)言清晰度和音樂(lè)的明晰度,有損于擴(kuò)聲重放的音質(zhì)效果。現(xiàn)代擴(kuò)聲設(shè)計(jì)已不在"滿足"于一般意義上的擴(kuò)聲聲壓級(jí)和聲場(chǎng)不均勻度,而十分注重?cái)U(kuò)聲聲場(chǎng)的聲干涉問(wèn)題,在設(shè)計(jì)中力圖把聲干涉減少到小,這是現(xiàn)代擴(kuò)聲設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。
體育館吸音改造
目前,從國(guó)內(nèi)到國(guó)外,不論是新建館還是舊館改造普遍都設(shè)計(jì)成" 多功能"的模式。不僅具備體育訓(xùn)練和比賽的功能,還承擔(dān)集會(huì)、展覽、慶典、文藝演出甚至放電影等多樣功能。據(jù)資料介紹,美國(guó)舊金山某體育設(shè)施的使用比率 中 體育比賽占51.7% 音樂(lè)會(huì)占19.4% 馬戲、冰上舞蹈占7.1% 展覽及其它活動(dòng)占21.8%。澳大利亞墨爾本某體育館,音樂(lè)演出占50%左右。這是體育產(chǎn)業(yè)化、社會(huì)化帶來(lái)的發(fā)展動(dòng)向。
一、多功能體育館的主要特點(diǎn)
與一般“純”體育功能的體育館對(duì)比,多功能體育館主要有以下一些特點(diǎn):
1、通常在場(chǎng)地一側(cè)設(shè)置固定的舞臺(tái),用作會(huì)議的講臺(tái)及文藝演出活動(dòng)的表演場(chǎng)地。
2、除在比賽場(chǎng)地安裝體育比賽用照明系統(tǒng)和語(yǔ)言廣播擴(kuò)聲系統(tǒng)外,還要參照劇場(chǎng)的模式增加設(shè)置舞臺(tái)燈光和文藝演出(語(yǔ)言與音樂(lè)兼用)的擴(kuò)聲系統(tǒng)。
3、對(duì)建聲設(shè)計(jì)的要求應(yīng)高于"純"體育功能的場(chǎng)館。這是本文討論的主題。
二、 體育館建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
建設(shè)部近年先后頒發(fā)了JGJ/T131-2012 《體育場(chǎng)館聲學(xué)設(shè)計(jì)及測(cè)量規(guī)程》和JGJ31-2003《體育建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》兩個(gè)文件,其中有關(guān)建聲設(shè)計(jì)的指標(biāo)及要求有以下幾點(diǎn):
〔1〕體育館建筑聲學(xué)條件應(yīng)以保證語(yǔ)言清晰為主。
〔2〕不得產(chǎn)生明顯的聲聚焦、回聲、顫動(dòng)回聲等音質(zhì)缺陷。
〔3〕中小型體育館混響時(shí)間在500-1000Hz范圍內(nèi)宜設(shè)置:1.3-1.5s。
各頻率混響時(shí)間相對(duì)于500-1000Hz混響時(shí)間的比值:
頻率〔Hz〕 125 250 2000 4000
比值 1.0-1.3 1.0-1.1 0.9-1.0 0.8-0.9
〔4〕大廳上空應(yīng)設(shè)置吸聲材料或吸聲構(gòu)造。
〔5〕大廳四周的玻璃窗應(yīng)設(shè)有吸聲效果的窗簾。
〔6〕大面積墻面應(yīng)做吸聲處理。
〔7〕比賽場(chǎng)地周圍的矮墻、看臺(tái)欄板宜設(shè)置吸聲構(gòu)造,或控制傾斜角度和造型。
近年體育館的建筑造型和結(jié)構(gòu)大量采用暴露網(wǎng)架、不設(shè)吊頂甚至采用透光的屋頂材料,并流行弧形拱頂、圓形墻體和大面積玻璃窗或玻璃幕墻等形式,這都容易造成較嚴(yán)重的聲學(xué)缺陷。而且建筑聲學(xué)的設(shè)計(jì)項(xiàng)目往往是在建筑土建設(shè)計(jì)、裝飾設(shè)計(jì)甚至施工的后期才介入,由于基本的建筑造型方面已難以改變,解決辦法是從聲學(xué)裝修結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行調(diào)整和改造。這就大大增加了設(shè)計(jì)和施工的難度。
建筑結(jié)構(gòu)造成的常見(jiàn)聲學(xué)缺陷如:
1、聲聚焦
聲音在遇到凹的墻面或天花棚頂時(shí)將會(huì)產(chǎn)生聲聚焦,使某些點(diǎn)或某些區(qū)域的聲壓級(jí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它位置,導(dǎo)致聲場(chǎng)分布很不均勻,出現(xiàn)"聲染色"和"聲反饋嘯叫"等音質(zhì)缺陷。體育館的弧形拱頂和圓形墻體,是典型的容易產(chǎn)生聲聚焦的結(jié)構(gòu)。
2、顫動(dòng)回聲
在室內(nèi)的一對(duì)平行墻之間,一個(gè)聲音在兩墻壁間來(lái)回反射產(chǎn)生多個(gè)重復(fù)的聲音,稱為顫動(dòng)回聲。這在體育館的大面積墻面以及比賽場(chǎng)地周圍的矮墻和看臺(tái)欄板等處容易產(chǎn)生。
3、混響時(shí)間偏長(zhǎng)
體育館吸音改造
和一般劇場(chǎng)、音樂(lè)廳、會(huì)議廳等廳堂相比,體育館能做吸聲處理的表面積比較少,所以混響時(shí)間普遍偏長(zhǎng)。
目前,從國(guó)內(nèi)到國(guó)外,不論是新建館還是舊館改造普遍都設(shè)計(jì)成" 多功能"的模式。不僅具備體育訓(xùn)練和比賽的功能,還承擔(dān)集會(huì)、展覽、慶典、文藝演出甚至放電影等多樣功能。據(jù)資料介紹,美國(guó)舊金山某體育設(shè)施的使用比率 中 體育比賽占51.7% 音樂(lè)會(huì)占19.4% 馬戲、冰上舞蹈占7.1% 展覽及其它活動(dòng)占21.8%。澳大利亞墨爾本某體育館,音樂(lè)演出占50%左右。這是體育產(chǎn)業(yè)化、社會(huì)化帶來(lái)的發(fā)展動(dòng)向。
二、 體育館建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
建設(shè)部近年先后頒發(fā)了JGJ/T131-2012 《體育場(chǎng)館聲學(xué)設(shè)計(jì)及測(cè)量規(guī)程》和JGJ31-2003《體育建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》兩個(gè)文件,其中有關(guān)建聲設(shè)計(jì)的指標(biāo)及要求有以下幾點(diǎn):
〔1〕體育館建筑聲學(xué)條件應(yīng)以保證語(yǔ)言清晰為主。
〔2〕不得產(chǎn)生明顯的聲聚焦、回聲、顫動(dòng)回聲等音質(zhì)缺陷。
〔3〕中小型體育館混響時(shí)間在500-1000Hz范圍內(nèi)宜設(shè)置:1.3-1.5s。
各頻率混響時(shí)間相對(duì)于500-1000Hz混響時(shí)間的比值:
頻率〔Hz〕 125 250 2000 4000
比值 1.0-1.3 1.0-1.1 0.9-1.0 0.8-0.9
〔4〕大廳上空應(yīng)設(shè)置吸聲材料或吸聲構(gòu)造。
〔5〕大廳四周的玻璃窗應(yīng)設(shè)有吸聲效果的窗簾。
〔6〕大面積墻面應(yīng)做吸聲處理。
〔7〕比賽場(chǎng)地周圍的矮墻、看臺(tái)欄板宜設(shè)置吸聲構(gòu)造,或控制傾斜角度和造型。
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