提升比赛场馆声环境推进健康体育建设

2021-04-24郎宇福李顺

中国建筑装饰装修 2021年3期

关键词：混响时间音质体育馆

文 / 郎宇福李顺

表 1

表 2

表 3

表 4

表 5

一、声学标准解读

本期标准：JGJT 131-2012《体育场馆声学设计及测量规程》

本期重点：

1、在频率为500 ～1000Hz 时，综合体育馆比赛大厅对不同容积比赛大厅的满场合适混响时间宜满足表1 要求。

2、在频率为500 ～1000Hz 时，游泳馆比赛厅对不同容积比赛大厅的满场合适混响时间宜满足下表2 要求。

3、综合体育管与游泳馆比赛大厅各频率混响时间相对于500Hz ～1000Hz 混响时间的比值宜符合表3 的规定。

4、有花样滑冰表演功能的溜冰馆，其比赛厅的混响时间可按容积大于160000m3的综合体育馆比赛大厅的混响时间设计。冰球馆、速滑馆、网球馆、田径馆等专项体育馆比赛厅的混响时间可按游泳馆比赛厅混响时间的规定设计。

5、体育场馆内对声学环境有较高要求的辅助房间的混响时间宜符合表4 的规定。

6、当体育馆比赛大厅或体育场馆的贵宾休息室、扩声控制室、评论员室和播音室无人占用时，在通风、空调、照明设备等正常运转条件下，室内背景噪声限值宜符合表5 的规定。

标准（图1）解读：

在国内外已建的体育馆中，综合体育馆占绝大多数。由于综合体育馆可以进行大多数运动项目，例如：篮球、排球、手球、羽毛球、体操、击剑等，根据它的多功能使用要求，因而对场馆内音质的要求较高。其声学设计指标要综合各项运动项目的音质要求，根据各项功能中，音质要去较高的项目来定，故综合体育馆比赛大厅的混响时间和背景噪声应适合于多数比赛项目的要求。

二、声学基础知识分享

1、声线：自声源发出，代表能量传播方向的曲线，声的波动性质不计。声线的方向与波阵面垂直。利用声线可以检查厅堂中的声场分布是否均匀，以及是否存在声缺陷等。

图1 JGJT 131-2012《体育场馆声学设计及测量规程》国家标准封面

图2 体育馆

2、几何声学：用声线的观点研究声波在封闭空间中传播的科学。声线，表示前进的方向，当遇到尺寸超过波长较多的界面时将会反射，其反射角等于入射角。

3、音质：房间中传声的质量。房间音质的决定因素是混响时间、传输频率特性、声场分布和噪声级等。音质的最终评价在语言的情况主要是语言清晰度，在音乐的情况则靠音乐的欣赏价值来决定。

4、音质设计：在建筑设计中从音质上保证建筑适合使用要求所采取的步骤。音质设计包括厅堂体型、每座容积和混响时间的确定，以及吸声材料的选择和布置等。同时还应避免回声、声聚焦以及过高的背景噪声等。

5、语言清晰度：语言清晰度是评价厅堂,扩声或通讯系统声音质量的一项重要指标。它指的是语言由发音人发出经过一定的传输通道到达听者时声音的清晰程度。尤其对以语言扩声为主的场所或语言通讯系统来说,语言清晰度是反映其声音传输质量的重要依据。

6、丰满度：表示声音在室内发声和在露天发声时相比，在音质上提高的程度。

7、声学技术如何融入工程项目：

①概念阶段：根据项目性质进行规划阶段的声学建议书，根据国家标准进行声环境分级，避免项目建成后的声环境隐患。融入绿色建筑、健康建筑元素，符合国家对人居环境的期望等。

②方案阶段：根据业主对工程项目的需求，按照国家规范进行平面布局设置，撰写声学设计方案建议书，与建筑和装饰方案的有机融合，利用建筑装饰手法满足声学要求。

③深化阶段：根据方案建议书进行深化，按照指标要求确定材料和工艺，并制作模型进行计算机仿真计算来核实方案的可行性，并撰写详细的声学设计方案。

三、空间声环境设计

综合体育馆声学设计

随着体育、文化事业的发展，全国各地已经或将要建造大量的体育馆。在这些体育馆中，绝大多数是综合性多用途体育馆，除体育比赛和训练外，还可用于大型文艺演出、举行会议、时装表演、放映电影及举办杂技、马戏演出等。这些体育馆已是名符其实的多功能体育馆。由于体育馆容座最大，举办大型文艺活动可容纳更多的观众，取得良好的社会效益和经济效益。目前，新建体育馆的设计任务书已列入多功能使用要求。多功能体育馆对声学设计也提出较高的要求。

体育馆的最大特点就是容积较大，致使大厅的混响时间过长。首先，过长的混响时间会降低大厅的音质清晰度，使观众的听音混浊，影响演出的效果和口碑。对于运动员则可能由于馆中音质问题而大失水平。其次，过长的混响时间还会使扩声系统产生啸叫。另外，比赛池的平行墙和过大的自由声程会产生颤动回声和多重回声的音质缺陷。会使运动员运球的脚步声和撞击声更加激烈，甚至演变成强烈的嘈杂声。当代体育馆的构型愈趋于多样化，建筑设计师们已不满足过去矩形的设计。圆形、椭圆形、多边形等层出不穷。而这些弧形墙面和穹形顶面往往会产生声聚焦。声学设计主要设计内容是比赛大厅混响时间的设定，回声等声学缺陷消除，背景噪声的控制以及各辅助用房的声学处理等。声学处理措施则应该按照综合体育馆的形式、容积、造价和扩声系统的配置方式区别对待。主要处理措施有以下几个方面：

1、音质设计

（1）比赛大厅顶面

体育馆一般较高，而比赛大厅顶部往往是声音传播反射的必经之地，体育馆顶面是进行吸声处理的最佳位置，所以要充分利用体育馆比赛大厅顶部做强吸声处理，控制混响时间。一般可将体育场馆顶部使用吸声吊顶，但吸声吊顶的吸声性能远不如空间吸声体，因为空间吸声体有五个吸收面，吸声性能提升，相同空间的吸声面积增大，是作为强吸声场所的首选。

（2）比赛大厅墙面

图3 聚砂浮云空间吸声体

图4 聚砂垂帘空间吸声体

体育馆观众席每座容积较大，墙面可做吸声的部位有限。因此，在声学设计时更应该利用好墙面吸声。在墙面可以使用穿孔或多孔性吸声材料吸收中高频声能，后部使用空腔吸收低频声能，空腔内可选择是否填充玻璃棉。

（3）主席台、裁判席

为保证主席台、裁判席有足够的语言清晰度，没有明显回声、颤动回声等声缺陷影响，体育馆的主席台、裁判席周围壁面应做吸声处理。同时主席台和裁判席通常是使用传声器的区域，所以在主席台、裁判席周围壁面做吸声处理还有利于提高扩声系统的传声增益。

2、背景噪声控制

（1）为了减弱外界噪声对比赛大厅的影响以及避免大厅声响对周围环境产生干扰，比赛大厅的外围护结构应具有必要的隔声量，对于隔声较差的外围护透光构件应采取必要措施提高其隔声性能。由于轻质屋面隔绝外界雨致噪声、风致噪声的能力较差。应采取适当的隔声、减振措施。

（2）贵宾休息室围护结构的计权隔声量应满足计权隔声量+粉红噪声频谱修正量Rw+C ＞45。

（3）为避免评论员室相互之间的干扰，应保证评论员室之间的隔墙具有必要的隔声能力。

（4）空调系统的消声降噪处理，应首先考虑用土建方式解决大风量通风的消声。实践证明这种方式不仅可以充分利用空间、消声频带较宽、花费较少，而且隔声效果又好。采用“下送上回”的置换式通风系统也可大大降低空调的噪声。

（5）空调机房、锅炉房等各种设备用房应远离比赛大厅、贵宾休息室等有安静要求的用房。当其与主体建筑相连时，应采取有效的降噪、隔振措施。

3、其他

（1）体育场馆的比赛大厅内设有记分牌的墙面及部分其他较大面积墙面，无吸声处理易产生强反射或回声，应对这些墙面做吸声处理。

（2）比赛场地周围矮墙、看台栏板一般为平行、坚硬平面，容易出现回声、颤动回声，在比赛场地周围的矮墙、看台栏板上设置吸声构造可消除可能出现的声缺陷。

表 6

表 7

（3）部分体育馆看台有较深的挑棚，而在挑棚深处会出现声音衰减较慢的情况，影响到扩声系统的清晰度，故宜在挑棚内进行吸声处理。

（4）当控制室、评论员室以及贵宾室等房间有观察窗时，这些窗一般不大并且不能有遮挡物，故窗前不设窗帘，将窗玻璃倾斜，把声音反射到其他地方，避免产生声学缺陷。

四、声学材料介绍

材料名称：聚砂空间吸声体

材料详情：聚砂空间吸声体是一种水平或垂直悬挂在顶棚具有高效吸声性能的吸声材料。空间吸声体是以强化玻纤为基层，表面处理有：AGG 透声装饰涂层喷涂、玻纤布包覆。因为空间吸声体有五个吸收面，吸声性能提升，相同空间的吸声面积增大，是作为强吸声场所的首选。空间吸声体根据安装方式的不同可分为浮云吸声体（图3）和垂帘吸声体（图4）。

材料特点：单块空间吸声体平均吸声量高，具有不变形、强吸声、质量轻、防火性好等优良特点；符合中国建筑材料防火检测中心A 级不燃标准，E1 级环保等级；AGG聚砂吸声体更是在原有基础上做了性能提升，可以呈现超大尺寸，尺寸灵活定制，表面易造型，易彩绘，厚度更是任意设计，很大程度的呈现了设计师的灵感创意，适用与展厅、体育馆、音乐厅、走廊及开放区域、公共交通、办公环境、工业等需要强吸声建筑空间天花使用。

材料规格：聚砂空间吸声体密度为80-120kg/m³不等；常用厚度为50mm、100mm；尺寸根据设计要求定制。

安装方式：浮云吸声体为水平安装、垂帘吸声板为垂直安装，配套悬吊系统及配件，安装/拆卸方便快捷、空间吸声体安装方式为丝杆或者钢丝吊装，垂帘吸声体固定吊点每块不少于2 个、浮云吸声体固定吊点每块不少于4 个。首先安装水平承重转换龙骨，将丝杆或者钢丝吊装于龙骨之上。安装时需要把固定件提前固定在空间吸声体之内，再将丝杆或钢丝于固定件相连。

AGG 垂帘吸声板吸声量和吸声特性曲线见表6、表7。

试件规格：1200mm×400mm×50mm AGG 垂帘吸声板间隔300mm 吊挂安装。