饶永
【摘 要】该文根据体育馆建筑声学设计标准,考虑体育馆在比赛淡季兼作音乐会、大型集会的使用场所等多功能要求,适当地选择混响时间和确定频率特性,通过分析诸如体育馆的容积、体型等影响室内声环境的因素,同时对几个声学设计方案进行了经济比较,从工程应用角度探讨和思考体育馆的建筑声学设计,以期获得良好的声学环境. 【期刊名称】ap点《华中建筑》
【年(卷),期】2010(028)001
【总页数】3页(P26-28)
【关键词】体育馆;建筑声学设计;混响时间花的启示
【作 者】饶永
【作者单位】东南大学建筑学院,210096
【正文语种】中 文
【中图分类】TU245.2
随着我国经济建设的飞速发展、体育事业的兴旺以及人民精神生活的需要，我国各地已建设了数量巨大的各类体育比赛场馆，尤其是进入20世纪80年代以后，随着文化娱乐事业的发展，体育馆功能在不断地扩展，体育馆除了用于进行常规的篮球、排球、手球、乒乓球、羽毛球、体操等赛事外，还经常举办各类大型音乐演唱会、晚会以及大型会议等，这大大提高了体育馆的使用率和经济效益，同时也对体育馆内的声环境提出了较高的要求，除常规的客观指标如混响时间及频率响应要求外，还要求有较均匀的声场分布，较低的噪声干扰、无回、颤动回声、声聚焦等声学缺陷。
徐州体育馆比赛大厅的体积为83 513m3，总表面积为13 302m2，总座位4 500个，每座容积19.4m3。属于大型比赛场馆，除用于举行各类体育比赛外，同时考虑在比赛淡季举办大型的音乐歌舞演唱会及大型集会等。根据上述状况，在设计中确定该馆的中频500Hz～1000Hz的满场混响时间为不大于1.9s，其他中心频率的混响时间和频率响应见表1。
1 徐州体育馆建筑声学设计指标的选择
1.1 混响时间及频率特性的确定
混响时间一直是评价厅堂音质好坏的一个重要的客观参量，是保证体育馆在进行各种体育赛事条件下具有良好的语言清晰度和举办各种文艺演出时具有良好音质的保证。根据国家行业标准《体育馆声学设计及测量规程》（JGJ/T131-2000）中的规定，多功能体育馆比赛大厅的混响时间设计指标见表2，而混响时间的频率特性通常允许在低频略有提升，而在高频略有下降（表3）。
在建筑声学设计中，为了使该馆的混响时间指标达到行业标准中所规定的指标，在建筑设计中应尽量控制体育馆的容积值，每座容积不能太高，否则就会给建筑声学设计控制混响时间指标带来很大难度，而且对建筑声学处理的费用也会增加。从该馆的有效容积（83 513m3）来看，属于大型比赛馆，而就容座（4500座）数量来看属于中型体育馆，每座容积达19.4m3。目前国内大型体育馆的每座容积多在12～16 m3/座之间[2]，因此要获得较理想的混响时间指标，需增加较多的吸声量。 1.2 声场分布
声场分布与体育馆的体型、馆内各界面的吸声特性以及馆内的电声特性、扬声器的布置等密切相关，按照国家行业标准《体育馆声学设计及测量规程》（JGJ/T131-2000）中规定，馆内声场不均匀度应不大于8dB，并可达到一级标准要求。
1.3 背景噪声及避免声缺陷
多功能使用的体育馆背景噪声应作为一项重要的建筑声学技术指标，多功能体育馆各用房的背景噪声标准见表4。在建筑设计及建筑声学设计中给予足够的重视，建筑设计中，体育馆围护结构应有足够的隔声量，当馆内所有机电设备在正常工作情况下，应达到行业标准中的规定，这就要求空调设备机房和通风管道系统等应作必要的消声减振技术处理。
声缺陷的出现与比赛大厅体型直接相关，在建筑设计中尽量避免使用可能产生声缺陷如声聚焦、颤动回声等的体型，而在建筑声学设计时，应仔细考虑可能会出现声缺陷的部位，通过建筑声学技术进行处理和弥补，但会大大增加建筑声学处理的难度和投资费用。
2 建筑声学设计kuhle
2.1 顶棚
郑伯武
对于体育馆建筑来说，其内表面积中除比赛场地、观众席外，墙面面积相对较小，而且有时还设有大片玻璃窗，可作吸声处理的面积有限，而屋面是体育馆内集中面积最大的部位，也是进行吸声处理的主要部位，其吸声量往往占整个吸声量的一半以上，如何利用屋顶进行吸声处理直接关系到馆内的混响时间和声场分布。常见的做法有如下三种处理方式:
控制与决策
①吸声吊顶：在屋架或网架下弦做封闭式或部分封闭式的吸声吊顶形式。由于满铺吊顶的方式封闭了其上的空间，屋架结构不外露，大厅容积减少，降低了每座容积指标，对控制混响时间有利，同时还有利于节能，但吊顶面积大、吊顶龙骨多、重量大、施工复杂、投资高、吊顶单面吸声效率低。
表1 中心频率混响时间和频率特性频率（Hz）混响时间（s）混响比125 2.47 1.3 250 2.19 1.15 500 1.9 1 1K 1.9 1 2K 1.71 0.9 4K 1.52 0.8
表2 多功能体育馆比赛大厅中频满场混响时间标准[1]比赛大厅容积m3 500Hz～1000Hz＜40000 1.2～1.4 40000-80000 1.3～1.6＞80000 1.5～1.9
②空间吸声体：结合网架结构形式，在网架下弦或网架空间内设计悬挂一定形式和数量的
空间吸声体，空间吸声体悬挂在比赛厅室内上空，利用声波入射和绕射效果吸收声能，充分利用了吸声材料的吸声性能，大大提高了材料的吸声效率，节约吸声材料的用量，并且有助于声波的扩散，防止声聚焦、回声等声学缺陷。吸声体可进行工厂化生产，现场吊装不需搭满樘脚手架，便于施工。
③吸声天花：屋顶下部不做吊顶，吸声材料直接粘贴或喷涂于屋盖下表面。多数吸声材料同时又是保温隔热材料，例如玻璃棉、岩棉、木丝板等，利用材料的这种特性，在屋顶下表面钢板做穿孔处理，起到共振吸声的作用，保温隔热材料作为吸声填充材料，可达到保温和吸声双重功能。
徐州体育馆可以利用的天花面积为5 670m2，由于建筑声学设计参预较早，经过比较与选择优化，决定采取第三种处理方式，结合屋顶构造做法，在满足屋顶保温隔热的基础上，预计利用保温隔热层及下表面钢板的吸声，在压型钢板组合式屋面板的下表面做穿孔吸声处理，这种做法不仅能达到吸声设计要求，充分利用了原有结构和材料，节约了大量资金。但预计屋顶保温隔热材料吸声效果的正确与否，对馆内的混响时间的设计影响较大。
2.2 比赛场地四周墙面及观众后墙
体育馆四周墙面面积一般较少，但为了弥补顶部吸声的不足或消除由于墙面引起的声学缺陷，对其墙面也做了一定的吸声处理。馆内座席在近比赛场地处为挑台，挑台下部墙面为相对平行墙面，利用挑台下部墙体做200厚空腔吸声处理，以利低频的吸收，同时挑台栏板在构造上做倾斜的处理，以防颤动回声的声缺陷。观众席后墙的吸声处理根据混响时间的要求做相应的穿孔，并做一定厚度的空腔，以调节混响时间的频率特性。在建筑声学设计中，比赛场地周围墙面除考虑吸声处理外，从使用功能上的要求考虑，应保证足够的耐撞击和坚固。侧墙立面装修及材料的布置（图1～2）。按照上述设计，经过核算，该比赛馆六个倍程的满场混响时间的理论计算值见表5。
3 结果及讨论
该馆已建成并投入使用（图3），使用前按照国家行业标准《体育馆声学设计及测量规程》JGJ/T 131-2000进行了相关技术参数的测试，根据该体育馆两边对称的比赛大厅平面特点，测量选择在比赛大厅的1/2区域内进行，测点布置见图4。测试仪器为法国01dB Symphonie建筑声学测试分析系统，配GRAS 40AE型测试传声器。
3.1 混响时间
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯
混响时间的测试在空场条件下进行，测点在观众席布置21点，比赛场地内布置3个测点。测试结果见表6。表7为根据测试结果推算的满场时混响时间。该馆空场混响时间以及推算的满场混响时间指标符合规定的要求，频率特性优良，完全满足体育馆的多功能使用要求，具有较高的清晰度、音质良好。
3.2 背景噪声
背景噪声测点在观众席布置4点，比赛场地内布置2个测点。测试时扩声系统处于正常工作状态（无信号输入），照明处于开启状态，测试结果见表8。测试结果显示背景噪声计权A声级为43.9dB（A），符合NR-40曲线，但未达到《体育馆声学设计及测量规程》JGJ/T 131-2000的规定背景噪声限值NR-35的要求。分析原因主要在于测试时的雨声、场内仍有工作人员的谈话声以及比赛大厅场外门厅正在施工的电锯声，和屋顶网架空间与周围走道或休息厅空间连通有关。
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