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体育馆常用声学材料

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体育馆声学设计方案

时间:2021-07-07   访问量:467

一、 工程概况


该体育馆内设有一个标准篮球场,并设舞台。该场馆有效容积约为

18640 m3,总面积为4905 m2。有效高度约14.7m,占地面积约

1343m2。本场所主要用于篮球训练、比赛、演出、举办会议及客户要求的其他功能。为了确保该场馆的正常使用,场所声环境要求具有适宜的语言清晰度,保证具有良好的听音效果。为此,本方案对该体育馆进行必要的音质设计。

设计目标:

1) 室内空间获得合适的混响时间和混响频率特性,中频满场混响时间控制在1.4s内,达到甲方要求可以使用的标准。以达到较好的音质环境及语音清晰度。

2) 无声驻波、声聚焦、声染色等声学缺陷。


二、 设计基本参数


2.1 混响时间

混响时间T60是指当室内声场达到稳态后,令声源停止发声,

自此刻起至声压级衰变60dB所经历的时间。是评价房间音质最重要的客观指标之一。

T60的计算公式为:

T60 = 0.161V

-SIn(1-a) + 4mV 其中,室内平均吸声系数:

(åSiai +åN jaj )

a=

S

V —房间容积,m³; S —室内总表面积,m ²;

α —室内平均吸声系数; m —空气中声衰减系数(M-1);

S i —室内各部分的表面积,m²;α i —与Si对应的吸声系数;

N j —人或物体的数量,m²; α j — 与Ni对应的吸声系数。

混响时间的长短直接影响听音的效果。混响时间过长就会影响听音的清晰度并且可能使扩声系统产生啸叫和不利于扩声系统的传声增益。过短,会使声音变得干涩、强度变弱、不自然,影响人们对声音的正常辨别能力。为此需要合理 地布置吸声材料,使频率特性曲线趋于基本平直,以达到 合适的混响时间。

2.2无颤动回声,多重回声,声影,声聚焦等音质缺陷

颤动回声为同一个原始脉冲声引起的一连串紧跟着的反射脉冲声。平行面之间极容易产生颤动回声现象。

声聚焦为声音通过凹弧面反射后聚焦到一处,致使声场分布不均匀。凹弧墙面极容易产生声聚焦现象。

为完善体育馆的听音效果,不仅要求控制馆内的混响时间,也应消除声聚焦、颤动回声等声学缺陷,致使馆内语音清晰、声场均匀。

图片1.jpg

平行面之间容易产生颤动回声 凹弧形墙面容易产生声聚焦


三、 标准规范及设计依据


3.1《体育馆建筑设计规范》(JGJ31-2003;J265-2003):

3.1.1 体育建筑等级应根据其使用要求分级,且应符合表1.0.7规定。

表3.1.1-1 体育建筑等级

等级

主要使用要求

特级

举办奥运会、亚运会及世界级比赛主场

甲级

举办全国性和单项国际比赛

乙级

举办地区性和全国单项比赛

丙级

举办地方性、群众性运动会

3.1.2 综合体育馆比赛大厅按等级和容积规定的满场500-1000Hz混响时间指标及各频率混响时间相对于500-1000Hz混响时间比值,宜符合表3.1.2-1和表3.1.2-2的规定。

表3.1.2-1 综合体育馆比赛大厅满场500~1000Hz混响时间

综合体育馆等级

体育馆按等级在不同容积(m3)下的混响时间(s)

>80000 m3

40000~80000 m3

<40000m3

特级、甲级

1.70

1.40

1.30

乙级

1.90

1.50

1.40

丙级

2.10

1.70

1.50

注:所规定的混响时间指标允许±0.15s的变动范围。

表3.1.2-2 各频率混响时间相对于 500~1000Hz 混响时间的比值

率(Hz)

125

250

2000

4000

比值

1.0~1.2

1.0~1.1

0.9~1.0

0.8~0.9

3.1.3 其他相关规定

当体育馆比赛大厅、贵宾休息室、扩声控制室、评论员室和扩声播音室无人占用时,在通用、空调、调光等设备正常运转条件下,厅

(室)的背景噪声限值宜符合表9.0.17的规定。

表3.1.3 体育馆比赛大厅等厅(室)的背景噪声限值

厅、室类别

体育馆不同等级厅、室的噪声限值

特级、甲级

乙级、丙级

比赛大厅

NR-35

NR-40

贵宾休息室

NR-30

NR-35

扩声控制室

NR-35

NR-40

评论员室

NR-30

NR-30

扩声播音室

NR-30

NR-30

3.2《厅堂扩声系统设计规范》(GB 50371-2006);

3.3《建筑隔声与吸声构造》(国家建筑标准设计图集

08J931)

3.4《建筑内部装修设计防火规范》(GB 50222 - 95)

3.5《民用建筑工程室内环境污染控制规范》GB50325-2001

3.6《声环境质量标准》GB3096-2008

3.7《厅堂混响时间测量规范》GBJ76-84;

3.8《剧场、电影院和多用途厅堂建筑声学设计规范》GB/T

50356-2005

3.9 甲方的要求及相关的建筑、装饰图纸


四、 场所的声学分析


4.1 体育馆容积 18640m3,每座容积约为20.17立方,在人少的时候,极容易产生回声和多重回声。使人听音混浊。

4.2 比赛池长35m,宽22m,自由声程过大,容易产生回声。特别在在举行小型会议时,由于馆内人数较少,回声明显。

4.3 比赛池为长方形,存在平行墙面,平行墙面之间容易产生颤动回声。

4.4 体育馆天花为平行屋面,与地面平行容易形成多重反射。以上现象都会使体育馆产生声缺陷,影响运动员和观众的听音效果。必须合理安装声学材料,才能改善并消除声缺陷。

4.5体育馆内部如设有噪声严重的机房,如机电房等。各类功能用房的背景噪声控制主要是通过机房的降噪的降噪措施来实现。(本设计暂不含噪声控制设计,需各方协调配合后才能拟定)。

4.1音质设计方案

4.1.1 天花

由于比赛场地通常铺设硬木地板,对声波会产生很强的反射作用,因此顶棚布置吸声性能强的材料或构造,以避免回声干扰。依据本体育馆的设计,充分考虑到馆内音质要求,在顶部钢结构下安装吸声模块。

观众厅天花水平吊挂50mm吸声模块;占总天花面积40%左右。该天花系统具有高效的吸声性能,能有效消除回声、多重回声等音质现象。性价比高。安装面积约为 537m2。平吊在钢结构下100mm 处。中间玻璃窗位置垂直竖挂吸声模块。布置方式按实际情况定。

效果参考一下图片:

图片2.jpg 

图片3.jpg 

4.1.2墙面

墙面是体育馆建筑声学设计的重要位置。为了避免墙面整体过于单调,呆板,依据本体育馆的原设计,设计体育馆大厅墙面使用复合吸声结构。具有现代感、简洁、大方,而且在全频带内具有较平直的吸声特性。

为了有效控制整个场所的混响时间指标,建议场馆内比赛池墙面、观众席四面墙面,舞台内两侧墙面均进行吸声处理。安装复合吸声结构,内填50mm厚吸声材料。安装面积为1360m2,安装后空腔不少于100mm.

复合吸声结构1:材料防火等级达到B1级以上。其具体构造为:规格为133mm×2440mm×15mm,穿孔率12%,型号为13--3,颜色待定。该材料配有专用的龙骨及配件,结合50厚32K孔材料形成复合吸声结构。安装方便在具有预留足够空腔的情况下,为全频吸声材料,即在低中高频内均有较好的吸声效果。表观独特、颜色多选适合体育馆场所的声学装饰。材料效果参考以下图片:

图片4.jpg 

图片5.jpg 


五、 设计效果


5.1 装饰美观大方,视觉感受舒适良好。

5.2 吸声材料没有玻璃纤维颗粒的粉尘污染,没有甲醛污染,满足场所内空气质量环保要求。

5.3 具有良好的音色。即低、中、高音适度平衡。

5.4 吸声材料满足防火等级要求。

5.5 场所内听音较清晰,无声染色等音质缺陷。

5.6 工程实施后声环境及场内环境适宜,空场混响时间达到客户要求的标准:

空间名称


项目

倍频带中心频率(Hz)

125

250

500

1k

2k

4k

体育馆


预计混响时间

T60(s)≤

1.82~1.54

1.54~1.4

1.4

1.4

1.26~1.4

1.12~1.4

注:允许混响时间误差值±0.15s

图片6.jpg 


六、 材料性能要求


本设计方案中采用的材料性能要求如下所示:

1) 声学吸声性能满足声学设计要求;

2) 没有玻璃纤维粉尘污染,满足环保要求;

3) 甲醛释放量达到E1级以上标准;

4) 吸声材料的防火性能满足消防要求。

5) 具有防霉防潮性能;

6) 具备优良的耐久性、稳定性和抗机械损伤特性。


七、 方案特点


7.1 声学计算使用多年成熟的经验和计算软件进行计算;

7.2 场所吵杂声得到一定的改善。

7.3 声学材料美观,可塑性强。

7.4 没有玻璃纤维粉尘和甲醛污染,满足环保要求 ;

7.5 材料的防火性能满足消防要求;

7.6 墙面吸声材料的抗冲击性能和防污性能好。八、说明

为保证达到设计的吸声效果满足设计标准的措施是:

1) 本方案是依据具体声学材料进行模拟、分析、计算的,需严格按照设计所依据的声学材料的声学参数,方能达到设计效果。如更换新的建筑声学材料,需经建筑声学工程师鉴定后方可使用;

2) 施工质量应严格、准确,施工过程中,必须按照设计中确认的声学材料参数进行施工,如有更改应告知声学工程师,并进行核算、确认后方可更换。