定西市體育館的聲環(huán)境設計

王金滔，羅欽平

（廣東啟源建筑工程設計院有限公司聲學分公司，廣州 510735）

1 項目概況

該體育館位于甘肅省定西市，為丙級體育館，是以舉辦地方性體育比賽為主并兼顧召開大型會議、文藝演出等多種功能的綜合型建筑，總建筑面積約16 016m2，地下1層，地上2層，建筑主體高度為27.6m。建筑中部設比賽大廳，兩側為訓練場地，四周為門廳、休息、接待室、消防控制室、機房、器材室以及公共衛(wèi)生間等輔助用房。

2 項目分析

定西市體育館的平面圖見圖1。

圖1 體育館平面圖

（1）體育館比賽大廳在聲學裝修后的容積約68 950m3，總座椅數(shù)2868席，每座容積約為24m3/人，空間較大，廳內(nèi)需安裝大量的吸聲材料，才能有效地控制廳內(nèi)的混響時間，保障觀眾聽音的清晰度。

（2）比賽大廳的比賽池及觀眾席區(qū)域的建筑平面呈正方形，邊長達58.6m，屋面到比賽池木地板的高度最高達27m，自由聲程較長，易產(chǎn)生回聲、多重回聲等聲學缺陷。

（3）大廳穹頂形金屬屋面易產(chǎn)生聲聚焦缺陷。

（4）屋面鋼架結構有一定的載荷限值，對聲學材料的重量有嚴格限制。建筑部分屋面采用了穿孔吸聲結構可為大廳提供一定的吸聲量。

（5）屋面中部設置了大面積的玻璃采光天窗，聲學處理要求盡量保持采光的同時，消除屋面的回聲及聲聚焦缺陷。

（6）建筑內(nèi)部設有較多噪聲嚴重的機房及設備，各類設備噪聲對敏感房間的影響較大。特別是訓練場地的頂部與金屬屋面之間的空間設有新風換氣機組、送風排風機組等，這些噪聲嚴重的機組直接裸露于比賽大廳內(nèi)，其噪聲將嚴重干擾比賽大廳的正常使用。

3 聲學技術指標

（1）定西市體育館為多功能體育場館，混響時間應滿足功能需求及《體育場館聲學設計及測量規(guī)程》（JGJ/T 131—2012）的要求（比賽大廳中頻混響時間應滿足1.4～1.6s）要求，觀眾應聽音清晰。

（2）比賽大廳背景噪聲應滿足功能需求及《體育場館聲學設計及測量規(guī)程》（JGJ/T 131—2012）的要求（比賽大廳背景噪聲限值NR40），廳內(nèi)無明顯噪聲干擾。

（3）比賽大廳內(nèi)應消除明顯回聲、多重回聲、顫動回聲及聲聚焦等聲缺陷。只有消除這些聲缺陷，才能給觀眾創(chuàng)造良好的聲環(huán)境。

4 聲學裝修方案

4.1 聲學裝修設計理念

裝飾裝修設計在滿足（聲學）功能要求的條件下，提取運動元素及地方彩陶文化元素，并運用現(xiàn)代設計手法，以簡潔、大氣、統(tǒng)一的設計手法來演繹室內(nèi)空間設計；以形以色代意體現(xiàn)定西市的人文精神及地域特色（見圖2～圖4）。

圖2 體育館比賽大廳

圖3 訓練館

圖4 觀眾入口大廳

4.2 聲學裝修材料運用

4.2.1 比賽大廳

（1）非采光區(qū)域頂棚：在屋面鋼結構內(nèi)部懸掛2400mm（長）×600mm（寬）×100mm（厚）空間吸聲體，空間吸聲體結構為鋁合金框，內(nèi)置超細玻璃棉，外包玻纖吸聲布?？臻g吸聲體用角鋼及鋼絲繩捆綁于上弦桿下方，與金屬屋面的距離為0.5～1.0m（見圖5）?？臻g吸聲體吸聲系數(shù)實驗室測試數(shù)據(jù)見表1。

表1 空間吸聲體吸聲系數(shù)實驗室測試數(shù)據(jù)[1]

圖5 比賽大廳非采光區(qū)域頂棚空間吸聲體

（2）采光區(qū)域頂棚：在屋面鋼結構下弦桿下方垂直懸掛印有彩陶圖案的空間吸聲體（見圖6）?？筛纳撇晒忭斉锩黠@回聲缺陷，也可減少眩光。

圖6 比賽大廳采光區(qū)域頂棚空間吸聲體

（3）墻面：安裝兩種顏色搭配的鋁條縫吸聲結構，內(nèi)部結構為龍骨內(nèi)置50～80mm厚吸聲棉包（外包玻纖吸聲布），外部結構為鋁條縫吸聲板飾面（條板寬20mm，條縫3mm）。根據(jù)可安裝空間的大小設置不同的吸聲棉厚度及后空腔厚度。兩種木紋顏色豎向條紋布置，宛如鋼琴鍵，賦予空間動感韻律美。墻面吸聲結構可有效降低大廳內(nèi)的混響時間并消除墻面的顫動回聲等缺陷。鋁條縫吸聲結構吸聲系數(shù)實驗室測試數(shù)據(jù)見表2。

表2 鋁條縫吸聲結構吸聲系數(shù)實驗室測試數(shù)據(jù)[2]

4.2.2 訓練館

比賽大廳兩側設有兩個訓練館，訓練館一個墻面為玻璃磚墻面，另三個墻面均安裝鋁條縫吸聲結構，部分墻面安裝印有運動圖案的50mm厚布藝吸聲板，體現(xiàn)體育館的功能特性。布藝吸聲板吸聲系數(shù)實驗室測試數(shù)據(jù)見表3。

表3 布藝吸聲板吸聲系數(shù)實驗室測試數(shù)據(jù)[3]

4.2.3 門廳

門廳吊頂為石膏板多層跌級天花，頂部為鋁條縫吸聲結構，搭配優(yōu)美運動弧線圖案，整體空間顯得更為靈動（見圖7）。

圖7 門廳吊頂鋁條縫吸聲結構

5 噪聲控制措施

5.1 各類機房噪聲控制措施

體育館噪聲嚴重的設備機房主要是地下一層及地上一層的換熱機房、風機房、新風機房，主要降噪措施包括設備與管道的減振，機房頂面噴25mm厚無機纖維吸聲噴涂、墻面FC穿孔吸聲結構（飾面板穿孔率約8%，龍骨內(nèi)填50mm厚吸聲棉包外包玻纖吸聲布），做吸聲降噪處理。無機纖維吸聲噴涂吸聲系數(shù)實驗室測試數(shù)據(jù)見表4。

表4 無機纖維吸聲噴涂吸聲系數(shù)實驗室測試數(shù)據(jù)[4]

5.2 暖通系統(tǒng)消聲降噪措施

該項目的采暖系統(tǒng)主要是市政供暖，通風系統(tǒng)主要包括新風系統(tǒng)及排煙排風系統(tǒng)。其中純消防排煙系統(tǒng)可不考慮消聲降噪設計。新風系統(tǒng)及排風系統(tǒng)均根據(jù)各空間的背景噪聲要求，并經(jīng)過了管道系統(tǒng)噪聲自然衰減計算及管道系統(tǒng)氣流再生噪聲計算合理選擇各通道的消聲器數(shù)量及型號，有效防止暖通噪聲對敏感房間的影響。

5.3 訓練館頂部風機組降噪措施

訓練館頂部與金屬屋面之間的空間設有新風換氣機組、送風排風機組，也就是在比賽大廳LED山墻面后方安裝了6臺風機組（兩邊各3臺）。由于風機沒有放置在機房內(nèi)，而是裸露在樓板及屋面之間，平時用于通風時噪聲對比賽大廳影響很大，根據(jù)經(jīng)驗預測，如果不對其進行降噪處理，裸露的設備運行后，比賽大廳的背景噪聲將達70～75dB（A），會嚴重干擾比賽大廳的使用。根據(jù)現(xiàn)場實際情況設計風機隔聲罩，在隔聲罩內(nèi)做隔聲吸聲處理，設置隔聲門，送風管道及排放管道均安裝片式消聲器等。綜合降噪處理后，新風系統(tǒng)及排風系統(tǒng)同時運行時，背景噪聲滿足設計及功能要求。

6 施工技術要點

（1）空間吸聲體采用專業(yè)廠家的產(chǎn)品，產(chǎn)品結構及吸聲性能符合設計要求?？臻g吸聲體位于鋼網(wǎng)架上弦桿和下弦桿之間，這給空間吸聲體安裝吊掛帶來一定的困難。空間吸聲體的吊掛完全由專業(yè)施工隊伍操作安裝（見圖8）。

圖8 空間吸聲體安裝現(xiàn)場

（2）該項目的聲學裝修設計是在建筑主體已完工后開始的，建筑主體施工時并沒有考慮墻面安裝吸聲材料的空間厚度，而且比賽大廳的通風風管完全裸露在大廳內(nèi)不美觀。因此墻面吸聲材料的設計及施工安裝應結合現(xiàn)場的實際情況，綜合考慮安全疏散、座位、通風及供暖系統(tǒng)、聲學、裝飾等效果后實施。

（3）墻面鋁條縫吸聲結構在安裝時，各種結構應安裝牢固，特別是龍骨與面板之間、面板與收邊條之間應穩(wěn)固無松動，防止強聲波引起共振，產(chǎn)生二次噪聲干擾。為滿足墻面的抗撞擊性能，應控制好面板安裝龍骨的間距，間距越小面板強度就越好。但間距小了龍骨就密，有效吸聲面積就會減少。因此把握好抗撞擊性能及吸聲性能兩者之間的平衡，控制好龍骨間距很重要，設計要求2m以下的墻面龍骨間距為300mm，2m以上的墻面龍骨間距為600mm。

7 竣工驗收效果

體育館裝修施工完后，甲方聘請了第三方對比賽大廳的混響時間及背景噪聲進行了檢測。測試儀器為丹麥B&K2270，檢測依據(jù)《體育場館聲學設計及測量規(guī)程》（JGJ/T 131—2012）。

比賽大廳空場混響時間測試數(shù)據(jù)見表5；比賽大廳空場混響時間頻率特性曲線見圖9；比賽大廳背景噪聲測試數(shù)據(jù)見表6；比賽大廳背景噪聲測試值見圖10。

表5 比賽大廳空場各頻率混響時間測試值

圖9 比賽大廳空場混響時間頻率特性曲線

表6 比賽大廳背景噪聲測試值

圖10 比賽大廳背景噪聲測試值

8 結語

（1）體育館比賽大廳空場各頻率混響時間均較短，具有優(yōu)良的音樂還原能力，良好的語言清晰度，滿足了設計及使用要求。125Hz混響時間偏長與空間吸聲體吊掛方式有關，由于業(yè)主從視覺效果角度堅持要求將空間吸聲體與屋面的距離控制在0.5～1.0m之間，此種安裝方式的低頻吸聲效果和中高頻吸聲效果相比較差。

（2）比賽大廳的背景噪聲滿足NR40限值要求。

（3）項目完工后，該體育館的聲學效果及裝修效果均得到業(yè)主好評。