提升比賽場館聲環(huán)境 推進健康體育建設

文 / 郎宇福 李順

表 1

表 2

表 3

表 4

表 5

一、聲學標準解讀

本期標準：JGJT 131-2012《體育場館聲學設計及測量規(guī)程》

本期重點：

1、在頻率為500 ～1000Hz 時，綜合體育館比賽大廳對不同容積比賽大廳的滿場合適混響時間宜滿足表1 要求。

2、在頻率為500 ～1000Hz 時，游泳館比賽廳對不同容積比賽大廳的滿場合適混響時間宜滿足下表2 要求。

3、綜合體育管與游泳館比賽大廳各頻率混響時間相對于500Hz ～1000Hz 混響時間的比值宜符合表3 的規(guī)定。

4、有花樣滑冰表演功能的溜冰館，其比賽廳的混響時間可按容積大于160000m3的綜合體育館比賽大廳的混響時間設計。冰球館、速滑館、網(wǎng)球館、田徑館等專項體育館比賽廳的混響時間可按游泳館比賽廳混響時間的規(guī)定設計。

5、體育場館內(nèi)對聲學環(huán)境有較高要求的輔助房間的混響時間宜符合表4 的規(guī)定。

6、當體育館比賽大廳或體育場館的貴賓休息室、擴聲控制室、評論員室和播音室無人占用時，在通風、空調(diào)、照明設備等正常運轉條件下，室內(nèi)背景噪聲限值宜符合表5 的規(guī)定。

標準（圖1）解讀：

在國內(nèi)外已建的體育館中，綜合體育館占絕大多數(shù)。由于綜合體育館可以進行大多數(shù)運動項目，例如：籃球、排球、手球、羽毛球、體操、擊劍等，根據(jù)它的多功能使用要求，因而對場館內(nèi)音質(zhì)的要求較高。其聲學設計指標要綜合各項運動項目的音質(zhì)要求，根據(jù)各項功能中，音質(zhì)要去較高的項目來定，故綜合體育館比賽大廳的混響時間和背景噪聲應適合于多數(shù)比賽項目的要求。

二、聲學基礎知識分享

1、聲線：自聲源發(fā)出，代表能量傳播方向的曲線，聲的波動性質(zhì)不計。聲線的方向與波陣面垂直。利用聲線可以檢查廳堂中的聲場分布是否均勻，以及是否存在聲缺陷等。

圖1 JGJT 131-2012《體育場館聲學設計及測量規(guī)程》國家標準封面

圖2 體育館

2、幾何聲學：用聲線的觀點研究聲波在封閉空間中傳播的科學。聲線，表示前進的方向，當遇到尺寸超過波長較多的界面時將會反射，其反射角等于入射角。

3、音質(zhì)：房間中傳聲的質(zhì)量。房間音質(zhì)的決定因素是混響時間、傳輸頻率特性、聲場分布和噪聲級等。音質(zhì)的最終評價在語言的情況主要是語言清晰度，在音樂的情況則靠音樂的欣賞價值來決定。

4、音質(zhì)設計：在建筑設計中從音質(zhì)上保證建筑適合使用要求所采取的步驟。音質(zhì)設計包括廳堂體型、每座容積和混響時間的確定，以及吸聲材料的選擇和布置等。同時還應避免回聲、聲聚焦以及過高的背景噪聲等。

5、語言清晰度：語言清晰度是評價廳堂,擴聲或通訊系統(tǒng)聲音質(zhì)量的一項重要指標。它指的是語言由發(fā)音人發(fā)出經(jīng)過一定的傳輸通道到達聽者時聲音的清晰程度。尤其對以語言擴聲為主的場所或語言通訊系統(tǒng)來說,語言清晰度是反映其聲音傳輸質(zhì)量的重要依據(jù)。

6、豐滿度：表示聲音在室內(nèi)發(fā)聲和在露天發(fā)聲時相比，在音質(zhì)上提高的程度。

7、聲學技術如何融入工程項目：

①概念階段：根據(jù)項目性質(zhì)進行規(guī)劃階段的聲學建議書，根據(jù)國家標準進行聲環(huán)境分級，避免項目建成后的聲環(huán)境隱患。融入綠色建筑、健康建筑元素，符合國家對人居環(huán)境的期望等。

②方案階段：根據(jù)業(yè)主對工程項目的需求，按照國家規(guī)范進行平面布局設置，撰寫聲學設計方案建議書，與建筑和裝飾方案的有機融合，利用建筑裝飾手法滿足聲學要求。

③深化階段：根據(jù)方案建議書進行深化，按照指標要求確定材料和工藝，并制作模型進行計算機仿真計算來核實方案的可行性，并撰寫詳細的聲學設計方案。

三、空間聲環(huán)境設計

綜合體育館聲學設計

隨著體育、文化事業(yè)的發(fā)展，全國各地已經(jīng)或將要建造大量的體育館。在這些體育館中，絕大多數(shù)是綜合性多用途體育館，除體育比賽和訓練外，還可用于大型文藝演出、舉行會議、時裝表演、放映電影及舉辦雜技、馬戲演出等。這些體育館已是名符其實的多功能體育館。由于體育館容座最大，舉辦大型文藝活動可容納更多的觀眾，取得良好的社會效益和經(jīng)濟效益。目前，新建體育館的設計任務書已列入多功能使用要求。多功能體育館對聲學設計也提出較高的要求。

體育館的最大特點就是容積較大，致使大廳的混響時間過長。首先，過長的混響時間會降低大廳的音質(zhì)清晰度，使觀眾的聽音混濁，影響演出的效果和口碑。對于運動員則可能由于館中音質(zhì)問題而大失水平。其次，過長的混響時間還會使擴聲系統(tǒng)產(chǎn)生嘯叫。另外，比賽池的平行墻和過大的自由聲程會產(chǎn)生顫動回聲和多重回聲的音質(zhì)缺陷。會使運動員運球的腳步聲和撞擊聲更加激烈，甚至演變成強烈的嘈雜聲。當代體育館的構型愈趨于多樣化，建筑設計師們已不滿足過去矩形的設計。圓形、橢圓形、多邊形等層出不窮。而這些弧形墻面和穹形頂面往往會產(chǎn)生聲聚焦。聲學設計主要設計內(nèi)容是比賽大廳混響時間的設定，回聲等聲學缺陷消除，背景噪聲的控制以及各輔助用房的聲學處理等。聲學處理措施則應該按照綜合體育館的形式、容積、造價和擴聲系統(tǒng)的配置方式區(qū)別對待。主要處理措施有以下幾個方面：

1、音質(zhì)設計

（1）比賽大廳頂面

體育館一般較高，而比賽大廳頂部往往是聲音傳播反射的必經(jīng)之地，體育館頂面是進行吸聲處理的最佳位置，所以要充分利用體育館比賽大廳頂部做強吸聲處理，控制混響時間。一般可將體育場館頂部使用吸聲吊頂，但吸聲吊頂?shù)奈曅阅苓h不如空間吸聲體，因為空間吸聲體有五個吸收面，吸聲性能提升，相同空間的吸聲面積增大，是作為強吸聲場所的首選。

（2）比賽大廳墻面

圖3 聚砂浮云空間吸聲體

圖4 聚砂垂簾空間吸聲體

體育館觀眾席每座容積較大，墻面可做吸聲的部位有限。因此，在聲學設計時更應該利用好墻面吸聲。在墻面可以使用穿孔或多孔性吸聲材料吸收中高頻聲能，后部使用空腔吸收低頻聲能，空腔內(nèi)可選擇是否填充玻璃棉。

（3）主席臺、裁判席

為保證主席臺、裁判席有足夠的語言清晰度，沒有明顯回聲、顫動回聲等聲缺陷影響，體育館的主席臺、裁判席周圍壁面應做吸聲處理。同時主席臺和裁判席通常是使用傳聲器的區(qū)域，所以在主席臺、裁判席周圍壁面做吸聲處理還有利于提高擴聲系統(tǒng)的傳聲增益。

2、背景噪聲控制

（1）為了減弱外界噪聲對比賽大廳的影響以及避免大廳聲響對周圍環(huán)境產(chǎn)生干擾，比賽大廳的外圍護結構應具有必要的隔聲量，對于隔聲較差的外圍護透光構件應采取必要措施提高其隔聲性能。由于輕質(zhì)屋面隔絕外界雨致噪聲、風致噪聲的能力較差。應采取適當?shù)母袈?、減振措施。

（2）貴賓休息室圍護結構的計權隔聲量應滿足計權隔聲量+粉紅噪聲頻譜修正量Rw+C ＞45。

（3）為避免評論員室相互之間的干擾，應保證評論員室之間的隔墻具有必要的隔聲能力。

（4）空調(diào)系統(tǒng)的消聲降噪處理，應首先考慮用土建方式解決大風量通風的消聲。實踐證明這種方式不僅可以充分利用空間、消聲頻帶較寬、花費較少，而且隔聲效果又好。采用“下送上回”的置換式通風系統(tǒng)也可大大降低空調(diào)的噪聲。

（5）空調(diào)機房、鍋爐房等各種設備用房應遠離比賽大廳、貴賓休息室等有安靜要求的用房。當其與主體建筑相連時，應采取有效的降噪、隔振措施。

3、其他

（1）體育場館的比賽大廳內(nèi)設有記分牌的墻面及部分其他較大面積墻面，無吸聲處理易產(chǎn)生強反射或回聲，應對這些墻面做吸聲處理。

（2）比賽場地周圍矮墻、看臺欄板一般為平行、堅硬平面，容易出現(xiàn)回聲、顫動回聲，在比賽場地周圍的矮墻、看臺欄板上設置吸聲構造可消除可能出現(xiàn)的聲缺陷。

表 6

表 7

（3）部分體育館看臺有較深的挑棚，而在挑棚深處會出現(xiàn)聲音衰減較慢的情況，影響到擴聲系統(tǒng)的清晰度，故宜在挑棚內(nèi)進行吸聲處理。

（4）當控制室、評論員室以及貴賓室等房間有觀察窗時，這些窗一般不大并且不能有遮擋物，故窗前不設窗簾，將窗玻璃傾斜，把聲音反射到其他地方，避免產(chǎn)生聲學缺陷。

四、聲學材料介紹

材料名稱：聚砂空間吸聲體

材料詳情：聚砂空間吸聲體是一種水平或垂直懸掛在頂棚具有高效吸聲性能的吸聲材料?？臻g吸聲體是以強化玻纖為基層，表面處理有：AGG 透聲裝飾涂層噴涂、玻纖布包覆。因為空間吸聲體有五個吸收面，吸聲性能提升，相同空間的吸聲面積增大，是作為強吸聲場所的首選。空間吸聲體根據(jù)安裝方式的不同可分為浮云吸聲體（圖3）和垂簾吸聲體（圖4）。

材料特點：單塊空間吸聲體平均吸聲量高，具有不變形、強吸聲、質(zhì)量輕、防火性好等優(yōu)良特點；符合中國建筑材料防火檢測中心A 級不燃標準，E1 級環(huán)保等級；AGG聚砂吸聲體更是在原有基礎上做了性能提升，可以呈現(xiàn)超大尺寸，尺寸靈活定制，表面易造型，易彩繪，厚度更是任意設計，很大程度的呈現(xiàn)了設計師的靈感創(chuàng)意，適用與展廳、體育館、音樂廳、走廊及開放區(qū)域、公共交通、辦公環(huán)境、工業(yè)等需要強吸聲建筑空間天花使用。

材料規(guī)格：聚砂空間吸聲體密度為80-120kg/m3不等；常用厚度為50mm、100mm；尺寸根據(jù)設計要求定制。

安裝方式：浮云吸聲體為水平安裝、垂簾吸聲板為垂直安裝，配套懸吊系統(tǒng)及配件，安裝/拆卸方便快捷、空間吸聲體安裝方式為絲桿或者鋼絲吊裝，垂簾吸聲體固定吊點每塊不少于2 個、浮云吸聲體固定吊點每塊不少于4 個。首先安裝水平承重轉換龍骨，將絲桿或者鋼絲吊裝于龍骨之上。安裝時需要把固定件提前固定在空間吸聲體之內(nèi)，再將絲桿或鋼絲于固定件相連。

AGG 垂簾吸聲板吸聲量和吸聲特性曲線見表6、表7。

試件規(guī)格：1200mm×400mm×50mm AGG 垂簾吸聲板間隔300mm 吊掛安裝。

五、常用室內(nèi)裝飾聲學施工節(jié)點

圖5 節(jié)點說明：聚砂垂簾吸聲體與頂面連接節(jié)點，此構造為垂簾空間吸聲體構造，此構造采用專業(yè)五金連接件（鋼絲、可調(diào)式連接件、螺旋彈簧）將垂簾吸聲體垂直懸掛在空中，不僅可達到吸聲的目的，同時有很好的裝飾效果。適用于人口密集或較大空間的頂棚吸聲構造，有效降低混響時間，以滿足較高的語言清晰度。

圖5 聚砂垂簾吸聲體安裝

圖6 聚砂浮云吸聲體安裝

圖6節(jié)點說明：浮云板與頂面連接節(jié)點，此構造為聚砂空間吸聲體構造，此構造采用專業(yè)五金連接件（鋼絲、可調(diào)式連接件、螺旋彈簧）將浮云板水平懸掛在空中，不僅可達到吸聲的目的，同時有很好的裝飾效果。適用于人口密集或較大空間的頂棚吸聲構造，有效降低混響時間，以滿足較高的語言清晰度。