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体育馆声学处理前后

2017-7-20 17:17:37 诺声声学

声学处理前

声学处理后

本文以“广东省科技大学体育馆”为例

体育馆外景图

一、概况
广东省科技大学体育馆是中小型综合性体育馆。体育馆分为比赛大厅和舞台两个空间,其主要使用功能为体育比赛和集会、文艺表演。建筑基底面积约为2190m²,其比赛大厅有效容积约为:41800m³,室内总表面积约为:12070m²,固定座椅为1828座,顶面为网架结构彩钢板屋面,体育馆体型为长方形,四周墙面、顶面与地面平行。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和一定的混响,保证具有良好的听音效果。

二、建筑声学设计前现场勘查
因该馆业主前期不了解声学的重要性,导致在建设过程中没有考虑建筑声学设计,竣工后体育馆内听音模糊,声学缺陷严重,回声很大,难以满足体育馆的功能需求;在设计前设计师对现场进行了声学测试,测试结果如下:

勘察点分布图

体育馆现场勘查空场混响时间值

从测试的结果得出中频混响时间500Hz达到11.6s,1000Hz达到10.9s,混响时间过长,回音过大,完全无法满足该体育馆的的各种功能使用。

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,且应符合下图规定。

体育建筑等级

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,宜符合下图的规定。

500-1000Hz混响时间指标

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下图的规定。

体育馆比赛大厅等厅(室)的背景噪声限值

四、设计目标
建筑声学设计的目标是使体育馆在使用过程中声音清晰、音质优美。根据《体育馆建筑设计规范》(JGJ31-2003;J265-2003),体育馆满场中频(500Hz)混响时间宜在1.5―1.7s,根据体育馆内容纳人数折算后,空场中频(500Hz)混响时间宜在2.0s左右,低频混响时间允许稍长,高频混响时间允许稍短,其空场混响时间频率特性见下图。

体育馆空场混响时间设计值

五、该工程项目的声场分析:
1、体育馆容积41800m³,每座容积达到15m³/人,极容易产生回声和多重回声。使人听音混浊。
2、比赛池长39m,宽31m,自由声程过大,容易产生回声。特别在举行小型会议时,由于馆内人数较少,回声明显。
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、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。
5、体育馆顶棚为钢结构构件,材料容重不能超过钢结构的极限荷载值。

六、声学设计方案
6.1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。依据本体育馆的原设计,充分考虑到馆内音质要求,在顶部檩条下方布置空间吸声体
天花水平吊挂50mm厚的空间吸声体,占总天花面积42%。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900m²。平吊在刚架下弦杆下100mm处。布置方式按实际情况定。

天花安装结构图

6.2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槽木穿孔吸声结构。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。
1、由于甲方预算有限,只能在影响声场的墙面针对性做建声处理。因此建议在观众厅后墙面、两侧二层墙面、比赛场墙面、均安装槽孔manbetx官网万博官网,内填100mm厚48K密度的吸音棉。安装面积为1300m²,安装后空腔不少于50mm。
2、根据现场情况,该体育馆观众大厅两侧和后墙均安装大量的玻璃窗,而玻璃表面光滑,极容易产生颤动回声,严重影响室内音质。因此,建议该场所必须安装具有较强吸声性能的窗帘。如打褶率达到200%的绒布窗帘。

墙面安装结构图

七、声学设计效果
7.1 装饰美观大方,视觉感受舒适良好。
7.2 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。
7.3 具有良好的音色。即低、中、高音适度平衡。
7.4 吸声材料满足防火等级要求。
7.5 场所内听音较清晰,无声染色等音质缺陷。
7.6 工程实施后声环境及场内环境适宜,满场混响时间达到国家标准的丙级标准。

八、混响时间计算
混响时间
混响时间T60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。

混响时间计算公式

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。

九、声学装修后效果
经过建筑声学装修改造后,基本满足该体育馆的使用功能,室内效果如下所示:

体育馆声学处理后

经过声学改造后,进行现场的声学效果测试,测试结果如下:

体育馆声学处理后混响时间值

根据现场检测结果中频混响时间500Hz平均值为1.84s,1000Hz时的平均混响时间为1.97s,原设计同样的条件下中频混响时间500Hz一1000Hz的值为2.0s,实际数据与设计数据误差不超过10%,误差值在±0.15s内,可以达到原有设计要求。并有效消除了回声、多重回声、颤动回声等声学缺陷,听音清晰,满足国家标准要求。

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