奧體體育館項(xiàng)目聲學(xué)設(shè)計

一、項(xiàng)目概況程》JGJ31-2003二、設(shè)計依據(jù)建筑聲學(xué)專項(xiàng)主要包括：混響時間設(shè)計、語言傳輸指數(shù)設(shè)計、屋面吸聲體設(shè)計、場館內(nèi)吸聲材料設(shè)計等內(nèi)容。設(shè)計依據(jù)：1、中國和市現(xiàn)行有關(guān)設(shè)計規(guī)范、規(guī)定、規(guī)程、通則234（GB50016-5（GB50222-6（GB50352-12、保證比賽時廣播音質(zhì)清晰，在、會議時有良好的擴(kuò)聲效果234四、體育館聲學(xué)設(shè)計場館指標(biāo)對綜合型體育館的聲學(xué)指標(biāo)可參考的規(guī)范為JGJ31-2003《體育館建筑設(shè)計規(guī)范》。規(guī)范中9.0.11中規(guī)定：綜合體育館比賽大廳按等級和容積規(guī)定的滿場500-1000Hz混響時間的比值，宜符合表9.0.11-1和表9.0.11-2的規(guī)定。9.0.11-1綜合體育館比賽大廳滿場500～1000Hz混響時間綜合體育館等級體育館按等級在不同容積（m3）下的混響時間（40000～80000m3特級、甲級乙級丙級注：所規(guī)定的混響時間指標(biāo)允許±0.15s的變化范圍。根據(jù)核算，體育館體積約為29700080000m3的場館的混響時間滿場中頻500Hz1.70其中規(guī)范中對于綜合體育館音質(zhì)相關(guān)的要求：體育館座席區(qū)地面為硬質(zhì)地面，座席為塑料座椅，頂棚體系為金屬輕質(zhì)屋面的桁架輕型屋蓋結(jié)構(gòu)。為了保證體育比賽時廣播音質(zhì)清晰，需要按照《體育建筑設(shè)計規(guī)范》JGJ31-2003行合理的建筑聲學(xué)設(shè)計。1、體育建筑的聲學(xué)處理方案應(yīng)結(jié)合結(jié)構(gòu)形式，觀眾席和比賽場地的配置、揚(yáng)聲器設(shè)置以及防火、耐潮等要求。在處理比賽區(qū)域內(nèi)吸聲、反射聲和避免聲學(xué)缺陷等問題時，應(yīng)把自然聲源、擴(kuò)聲揚(yáng)聲器作為主要聲源。2、體育館內(nèi)觀眾席和比賽場地內(nèi)不得產(chǎn)生明顯的回聲、顫動回聲和多重回聲等音質(zhì)缺陷，應(yīng)在建筑和擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計時協(xié)同進(jìn)行考慮。吸聲材料（結(jié)構(gòu)）的選用準(zhǔn)則為：根據(jù)寧波奧體中心體育館設(shè)計的總體要求（裝修效果、吸聲性能和投資限額等）選擇和配置吸聲材料（結(jié)構(gòu)）所用吸聲材料（或結(jié)構(gòu)）在滿足吸聲要求的同時，應(yīng)具有良好的裝修效果，符合防火、耐久、環(huán)保、輕質(zhì)、價廉和便于施工等要求。頂部的吸聲結(jié)構(gòu)應(yīng)結(jié)合屋頂?shù)母袈曇?，設(shè)計復(fù)合結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)加強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔聲性能，同時滿足吸聲要求。用于控制混響時間的吸聲材料（或結(jié)構(gòu)）同時兼顧到消除音質(zhì)缺陷和減低館內(nèi)的噪聲。所用吸聲材料（或結(jié)構(gòu)），應(yīng)盡可能采用預(yù)制加工構(gòu)件，減少濕作業(yè)和縮短工期。金屬屋蓋聲學(xué)指標(biāo)和聲學(xué)處理0.6～0.（ā＝0.6～0.8頻率吸聲 數(shù)圖屋面構(gòu)造 聲學(xué)測量參

（0.80

頻率 圖屋面結(jié)構(gòu)測試 圖 屋面結(jié)構(gòu)施（GBJ47-1983GB/T20247-2006/ISO354:2003金屬穿孔板穿孔直徑：2.5mm，孔中心距：5mm，穿孔率：23%，等邊三角形排列。尺寸與安裝方法：4.3m×2.4m10.32m2400mm50mm厚9500平米（聲學(xué)統(tǒng)計投影面積，聲學(xué)提出金屬穿孔板吸聲天花部分的構(gòu)造由上至下為（聲學(xué)推薦金屬屋面做法鋁錳鎂復(fù)合屋面板（保溫、隔音、吸聲（構(gòu)件自防水，坡度屋面板：1.0厚直立鎖邊鋁鎂錳板（65/300PVDF涂層）0.17厚防水透氣膜，3厚裝飾面板，采用卡件及龍骨連接保溫層：280（180kg/m3）雙面包鋁箔基層：0.8，100隔音降噪層：100（32kg/m398%）底板：1（穿孔率＞25%，內(nèi)襯無紡布（25%的穿孔金屬板331.0厚直立鎖邊鋁鎂錳板（65/300PVDF涂層）0.17厚防水透氣膜（耐火等級2厚隔聲氈80厚巖棉保溫板（容重180kg/m3）0.8厚鍍鋅壓型鋼板，100100厚玻璃棉吸聲板外包透聲防潮膜（容重32kg/m3憎水率〉1厚穿孔鋁鎂錳合金壓型板（穿孔率＞25℅），圖屋面隔聲吸聲構(gòu)造（屋面構(gòu)造與設(shè)計院、屋面配合單位核對體育館吸聲體聲學(xué)設(shè)計體育館的容積為297000立方，場館體積大，屋蓋部分距離地面約高40米，屋面部分的正下方既是觀演比賽和演出的最佳位置，同時臺也位于正下方。該部分位置平均自由程長超過26.5米，容易產(chǎn)生長延時的回聲，語音清晰度很差。金屬屋面部分使用穿孔率不低于25%1根據(jù)指標(biāo)要求核算場館內(nèi)的吸聲量，吸聲或改變反射界面的形狀可以大大降低長混響或回聲的不良影響，當(dāng)建筑體型確定后，增加聲學(xué)吸聲體是消除這些聲學(xué)缺陷影響的唯一方法。處理好吸聲體育館頂部的吸聲，可以說解決了體育館60%的聲學(xué)問題。為達(dá)到合適的聲學(xué)效果，建筑聲學(xué)結(jié)合裝飾美學(xué)，（建筑設(shè)計院CCDI與聲學(xué)所共同完善吸聲體方案）在體育館內(nèi)金屬屋面下方布置吸聲體。根據(jù)核算，若屋頂采用吸聲構(gòu)造金屬屋面，場館內(nèi)部做吸聲處理，場館滿場的500Hz的混響時間約為2.5秒。館內(nèi)再增加吸聲量，采用平均吸聲系數(shù)0.7-1.0的高吸聲量材料進(jìn)行核算，材料厚度為100mm，依照在館內(nèi)頂棚均勻布置的方式統(tǒng)計吸聲量，在體育館中吊頂部位增加6500平米的吸聲量后，約6500平米吸聲材料，綜合體育館的混響時間為(中頻500Hz)小于1.7秒，達(dá)到規(guī)范中混響時間的要求（模擬計算分析見本分析后部的模擬計算部分）。在體育館內(nèi)金屬屋面下方布置穿孔鋁板和吸聲材料組成的裝飾吸聲體。依據(jù)本聲學(xué)分析，建筑設(shè)計師根據(jù)美學(xué)和裝飾美觀的要求，由廠家配合深化設(shè)計吸聲體的造型、材質(zhì)和安裝方式，聲學(xué)核算吸聲體的布置的方式，只要滿足所需要的吸聲量，即可達(dá)到相應(yīng)的混響時間設(shè)計值。8200*350*100m（A（注：懸掛于網(wǎng)架上弦桿位置，吸聲體長度依據(jù)不規(guī)則網(wǎng)架排布均勻分布在每個間距桁架單元內(nèi)，每組可拆分為多個吸聲組合，吸聲體尺寸及吊裝位置示意如下圖。圖懸掛吸聲體尺寸圖 吸聲體的布置裝飾效果示意8200*350*100m（A（注：懸掛于網(wǎng)架下弦桿位置，吸聲體長度依據(jù)不規(guī)則網(wǎng)架排布均勻分布在每個間距桁架單元內(nèi)，每組可拆分為多個吸聲組合，吸聲體尺寸及吊裝位置示意如下圖。圖懸掛吸聲體尺寸圖 吸聲體的布置裝飾效果示意800mm，A（注：懸掛于網(wǎng)架上弦桿位置，吸聲體長度依據(jù)不規(guī)則網(wǎng)架排布均勻分布在每個間距桁架單元內(nèi)，每組可拆分為多個吸聲組合，吸聲體尺寸及吊裝位置示意如下圖。圖懸掛吸聲體尺寸 吸聲體的布置裝飾效果示意 吸聲體的結(jié)構(gòu)大樣和安裝示意方案一&1.2mm100mm48kg/m38.06（2691521.2mm100mm高度1500mm100mm48kg/m38.06（79152體育館吸聲處側(cè)的吸聲與頂吸聲相比占次要地位，但是，就裝修效果來講，因?yàn)榫嚯x賽場和觀眾近，側(cè)墻的重要性尤其重要。吸聲裝飾材料的選擇，不但應(yīng)滿足混響時間控制的要求，還要與體育館場四周的距離運(yùn)動員較近，容易產(chǎn)生顫動回聲問題，影響運(yùn)動員聽音正確判斷籃球等、排球等運(yùn)動軌跡，一層賽場周圍的經(jīng)過聲學(xué)吸聲處理后則會消除不良的顫動回聲問題。根據(jù)我方多年設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，在具備良好裝飾性的同時兼具吸聲特性。根據(jù)核算，對體育館側(cè)墻設(shè)計做出以下兩種方案（兩種方案均可達(dá)到設(shè)計規(guī)范中聲學(xué)要求，500Hz0.7，兼有防潮變形和防碰撞功能。，需做吸聲處理的位置示意圖（ 域需做吸聲處理的位置示意圖（ 域 構(gòu)造示對體育館四周及側(cè)做吸音砂巖板，在具備良好裝飾性的同時兼具吸聲特性。砂巖板防火性能A級，對于整個房間中低頻聲能吸聲效果有良好的貢獻(xiàn)，使得館內(nèi)混響時間曲線平直，音質(zhì)需做吸聲處理的墻面示意圖（需做吸聲處理的墻面示意圖（藍(lán)290，雙向中距500(原10050290，雙向中距500(原10050砂巖環(huán)保吸聲板(規(guī)格將吸聲板與鋼龍骨固定，釘距8厚1:2.51.5 吸音砂巖板構(gòu)造示13000每個軟墊的尺寸約為330*220mm，廠家可以按照聲學(xué)要求進(jìn)行工藝調(diào)整，并定制完成。將最短時間內(nèi)將加工樣椅送至進(jìn)行聲學(xué)吸聲量檢測。 東勝體育場專業(yè)座椅的各個表寧波奧體的聲學(xué)工作已有步驟的和成效的開展進(jìn)行，在聲學(xué)核算中采用浙江XX廠家的塑料吸聲座椅實(shí)際測試數(shù)據(jù)，座椅廠家把座椅樣品18把發(fā)至我建筑環(huán)境檢測中心進(jìn)行吸聲量測試。我單位對座椅空椅進(jìn)試，測試分不加吸聲墊和增加吸聲墊的兩組測試。原始空椅狀態(tài)（不加吸聲墊）0.05；0.15（A100-5000Hz頻率A（A100-5000Hz頻率A 吸聲量

吸聲量

頻率 頻率圖原始空椅狀態(tài)各個頻帶的吸聲量曲 增加吸聲墊各個頻帶的吸聲量曲館內(nèi)混響時間核算。。五、場館的噪聲控制做好體育館本身圍護(hù)墻體針對噪聲在空氣和固體結(jié)構(gòu)兩方面的隔聲處理，其中<1>對比賽大廳外有可能傳入大廳的環(huán)境噪聲主要依靠隔聲處理主體建筑物與吵鬧的外界相鄰時如人流較多的走廊主體建筑直徑在戶外等則應(yīng)對主體建筑物的圍墻采取高隔聲量結(jié)構(gòu)；走廊和聲閘內(nèi)吊頂作吸聲處理和在觀眾廳處采用聲閘和隔聲門等，在經(jīng)過上述處理后可保證達(dá)到大廳所允許的噪聲水平。風(fēng)管路均應(yīng)設(shè)足夠長度的，并合理控制通過風(fēng)管及的風(fēng)速，以避免氣流再生噪聲影響。<4><5><6><7>200mm50dB40dB，競賽管理 藍(lán)色為增加的隔聲墻 STIPA0.50，并發(fā)揮到最佳水平。500Hz2.63STI=0.61（0.45即可聽音清晰500Hz3.19STI=0.56（0.45即可聽音清晰 體育 填裝玻璃 體育 填裝玻璃 體育館網(wǎng)架上方噴涂阻燃吸聲纖 體育館網(wǎng)架上方噴涂阻燃吸聲纖 體育館吸 體育館吸 體育館吸 體育館吸 體育館吸聲體示意 體育館吸聲體示意 體育館吸聲體示意ISO140-18，ISO140-18:2006AcousticsMeasurementofsoundinsulationinbuildingsandofbuildingelements-Part18:Laboratorymeasurementofsoundgeneratedbyrainfallonbuildingelements。源于實(shí)際工程研究，世界各地的研究機(jī)構(gòu)因?qū)嶋H情況不同，進(jìn)行雨噪聲測量的方法也有很大不同。2002ISO2004200710SO140-180.5-1-1-2-2-5-MarshallDayINSUL6.3（軟件可在聲學(xué)設(shè)計中模擬預(yù)測墻體、天花板、窗戶、地面等復(fù)合結(jié)構(gòu)的隔音量、鋁錳鎂復(fù)合屋面板（保溫、隔音、吸聲（構(gòu)件自防水，坡度屋面板：1.0厚直立鎖邊鋁鎂錳板（65/300PVDF涂層）0.17厚防水透氣膜，3厚裝飾面板，采用卡件及龍骨連接保溫層：280（180kg/m3）雙面包鋁箔基層：0.8，100隔音降噪層：100（32kg/m398%）底板：1（穿孔率＞25%，內(nèi)襯無紡布62dBA.感受：在該雨噪聲條件下，若是中雨和小雨，廳內(nèi)觀眾基本感覺不到外界雨噪聲，即使短時間內(nèi)突然增高的暴雨和大雨，觀眾能夠感覺到外界已經(jīng)下雨，但是擴(kuò)聲系統(tǒng)的聲級（約95-105dBA）和現(xiàn)場背景噪聲聲級（約70dBA）遠(yuǎn)高于雨噪聲聲級，不影響正常廣播使用。整體屋面系統(tǒng)的構(gòu)造可以達(dá)到較好的噪音水平。聲響應(yīng)等，還可以計算體育場音質(zhì)評價參數(shù)。根據(jù)要求的聲學(xué)參數(shù)，對方案進(jìn)行聲學(xué)效果評價。CRAYNOISERay-tracing構(gòu)造的聲學(xué)參數(shù)。通過這種方式我們可以對每項(xiàng)聲學(xué)措施的效果進(jìn)行量化評價，確保設(shè)計施工達(dá)到最佳的聽聞效果。法忽略掉的折射效果。這樣工程師就能得到選定的觀眾席表面中每個點(diǎn)處的詳細(xì)圖，圖中包括了輸入的聲反射的數(shù)量，能量，和短時距離，材料表面積，參與計算表面所占的吸聲的百分比?！扼w育建筑設(shè)計規(guī)范》3RAYNOISE 體育館聲場的最大聲壓級和聲場分布（不均勻度 D50 體育館語音傳輸指數(shù)（RASTI

D5050ms50msp2D50

p2其中，P(t)為接受點(diǎn)的的脈沖響應(yīng)。D值越大，則清晰度越高，情況在自由場時，D＝1。D>50％將得到較好的語言清晰度用聲音在自由場內(nèi) 特性描述接收點(diǎn)各個部位聲能的強(qiáng)弱，聲波一球面波的形式連續(xù)向 ，隨著接收點(diǎn)與聲源距離的增加，聲能迅速衰減。遵Lp

10

r當(dāng)直達(dá)聲經(jīng)過反射后，反射界面材料吸聲系數(shù)的不同會直接影響到反射后聲能的密度，不同強(qiáng)弱的聲能組成的反射聲與直達(dá)聲疊加后形成某一點(diǎn)接收到的總聲能，各個不同位置接收點(diǎn)聲能匯總形成座席區(qū)域聲壓級分布圖。RASTI代表了傳聲過程中語言信息量的失真程度，也代表語言可懂度，是體育場館內(nèi)電聲擴(kuò)聲的基礎(chǔ)指標(biāo)。RASTI的數(shù)值在0～1范圍內(nèi)變化。根據(jù)對漢語可懂度的，低于0.4的RASTI可以認(rèn)為是很差的聽音環(huán)境；0.4<RASTI<0.6；0.6<RASTI<0.8；STI>0.8