孫召英

（西安思源學(xué)院，西安 710038）

淺談現(xiàn)代多功能體育館建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)
——以陜西師范大學(xué)體育館為例

孫召英

（西安思源學(xué)院，西安 710038）

本文主要是從現(xiàn)代多功能體育館的聲學(xué)特性設(shè)計(jì)入手，對(duì)多功能體育館聲環(huán)境設(shè)計(jì)中易存在的混響時(shí)間過長(zhǎng)的問題進(jìn)行分析，并得出相應(yīng)的結(jié)論與建議。

多功能體育館；聲學(xué)設(shè)計(jì)；混響時(shí)間

概述

體育館作為城市建設(shè)發(fā)展中的代表性建筑，綜合反映了一個(gè)城市的社會(huì)文化。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人民的生活需求及審美觀念也發(fā)生了改變，隨之而來的體育館在功能上也可開始要求多元化、復(fù)合化。體育館除了承擔(dān)體育相關(guān)的基本功能外，還要能夠滿足各種類型的包括文娛演出以及會(huì)議演講等諸多功能需求。不同的使用功能對(duì)室內(nèi)聲環(huán)境的需求也會(huì)不同，這也就對(duì)多功能體育館其室內(nèi)聲環(huán)境提出了更高、更綜合的要求。

多功能體育館建聲設(shè)計(jì)的主要技術(shù)要求包括合適的混響時(shí)間、無聲缺陷及較低的背景噪聲三個(gè)方面，其中混響時(shí)間指標(biāo)最為重要。

雖然我國(guó)的體育館建設(shè)隨著體育事業(yè)的蒸蒸日上而高速發(fā)展著，但也隨之而來了一定的矛盾需要我們?nèi)ソ鉀Q。其中一個(gè)較突出的問題即表現(xiàn)在部分體育館的室內(nèi)建筑聲學(xué)環(huán)境仍不能完全滿足人們的需要。

現(xiàn)代多功能體育館往往是體量較大，每座容積率也就相應(yīng)的較大。并且很多情況下會(huì)有部分坐席為空席，因而觀眾的人體吸聲量較少。并且體育館內(nèi)能做吸聲的面積相對(duì)較少，特別是近年來，體育館建筑設(shè)計(jì)中常見有透光屋面及大面積采光窗，導(dǎo)致在室內(nèi)界面可作吸聲處理的面積過小，這就對(duì)控制多功能體育館的混響時(shí)間等聲學(xué)指標(biāo)增加了難度。

多功能體育館的音質(zhì)設(shè)計(jì)策略

體育館音質(zhì)設(shè)計(jì)時(shí)，其可作吸聲處理的部位面積比重很小，僅有墻面和頂棚兩處。

墻面處理措施

體育館的墻面面積一般都較少，并且很多體育館都采用大面積玻璃幕墻作為墻面，可以布置吸聲材料的面積不多，所以體育館的墻面宜采用寬頻帶的強(qiáng)吸聲材料或構(gòu)件，來改善館內(nèi)的音質(zhì)條件。對(duì)于平面形式為矩形的體育館，首先和其他平面形式的體育館一樣，為了防止聲音因墻面的長(zhǎng)距離反射而產(chǎn)生回聲，其看臺(tái)后墻面多采用穿孔板、多孔吸音板等強(qiáng)吸聲材料或結(jié)構(gòu)，并將這些強(qiáng)吸聲材料或結(jié)構(gòu)混合布置，來拓寬材料的吸聲頻段。

頂棚處理措施

現(xiàn)代多功能體育館絕大多數(shù)都不在設(shè)置吊頂。無吊頂雖然增加了體育館的容積，給體育館音質(zhì)環(huán)境的控制帶來了困難，但隨著空間吸聲體的研究出現(xiàn)，這種困難已被克服，空間吸聲體在空間內(nèi)一般都有兩個(gè)或兩個(gè)以上的面與聲場(chǎng)直接接觸，相當(dāng)于增加了有效吸聲面積，因此其吸聲效率要大大優(yōu)于同投影面積的吸聲材料。對(duì)于水平型頂面形式的體育館，這類頂棚形式大多出現(xiàn)在中小型體育館內(nèi)，其結(jié)構(gòu)選型一般為空間網(wǎng)架或空間桁架，因其頂部空間增加的體積較小，因此，其聲學(xué)處理措施一般采用在網(wǎng)架或桁架下弦吊掛空間吸聲體的方式。

實(shí)例——陜西師范大學(xué)體育館

陜西師范大學(xué)體育館其平面形式為矩形，頂面形式為水平型桁架結(jié)構(gòu)。該館體積為72000m3，可容納座位數(shù)4352人，屬于中型體育館，設(shè)計(jì)要求包括體育比賽、大型文藝匯演、會(huì)議展覽等到多種功能。

設(shè)計(jì)方案

(1)墻面部分。主要材料選用600×800的0.8mm厚穿孔鋁板，孔徑為5mm，穿孔率為14.5%，板后為220mm厚空腔，填充30mm厚容重為20kg/m3的超細(xì)玻璃棉，構(gòu)造詳圖如圖1所示。

圖1 陜西師范大學(xué)體育館東西側(cè)墻構(gòu)造詳圖

另外也選用600×600的1.2mm厚穿孔鋁板與之混合布置，穿孔板兩側(cè)為2mm厚弧形鋁板擴(kuò)散體，用來防止平行墻面所導(dǎo)致的顫動(dòng)回聲的聲缺陷的產(chǎn)生，如圖2所示。

圖2 陜西師范大學(xué)體育館南北側(cè)墻材料布置圖

(2)頂面部分，我們一改在頂面吊掛空間吸聲體的傳統(tǒng)做法，而是采用了我們自行研制的大空腔穿孔吸聲板屋面新技術(shù)，即在體育館頂棚的內(nèi)層屋面板穿孔，其后鋪設(shè)超細(xì)玻璃棉。另外，馬道下方吊掛 50mm厚鐵藝吸音板。整個(gè)大廳空間效果看起來簡(jiǎn)潔、明快、大方。交付使用后，室內(nèi)混響時(shí)間測(cè)試值如下表：

表1 陜西師范大學(xué)體育館混響時(shí)間測(cè)試表

該測(cè)試數(shù)據(jù)為空?qǐng)鰷y(cè)量，因觀眾有一定的吸聲量，因此，體育館的混響時(shí)間測(cè)試值與計(jì)算值較為吻合，500Hz混響值為1.55s左右，滿足規(guī)范要求。建成后學(xué)校進(jìn)行了籃球比賽及會(huì)議演出等活動(dòng)，室內(nèi)音質(zhì)反映良好。

結(jié)束語

現(xiàn)代多功能體育館因其功能的多元化、復(fù)合化，在聲學(xué)設(shè)計(jì)中也有較高的要求，進(jìn)行聲學(xué)裝修時(shí)，可通過在頂面吊掛空間吸音體將其頂面內(nèi)層板穿孔或噴涂纖維噴涂材料即可使體育館擁有良好的音質(zhì)環(huán)境。

希望本論文的研究成果能夠?qū)?guó)內(nèi)多功能體育館的視聽環(huán)境設(shè)計(jì)提供建議，為國(guó)內(nèi)更多的體育館觀眾提供舒適良好的音質(zhì)環(huán)境。

［1］曹孝振.體育館聲學(xué)設(shè)計(jì)的建筑因素——屋蓋結(jié)構(gòu)的聲學(xué)特性[C].綠色建筑與建筑物理，2004；

［2］柳孝圖． 體育館聲學(xué)設(shè)計(jì)探討[J]，電聲技術(shù)，1996；

［3］王炳麟．秦佑國(guó)，建筑聲環(huán)境[M]．中國(guó)建筑工業(yè)出版社；

［4］楊志剛，章奎生．綜合體育館建聲設(shè)計(jì)技術(shù)的新發(fā)展[J]．噪聲與振動(dòng)控制，2007；

［5］艾慶生，建筑因素對(duì)體育館聲學(xué)特性影響的研究[D]．長(zhǎng)安大學(xué)研究生論文，2010

TU7

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1007-6344（2015）08-0120-01