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單項體育場館聲學設計

發表于2020-07-28 10:34       |       78次閱讀      |來源:歐聲建材公司      |收藏
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                  單項體育場館聲學設計

                              維也納聲學 郎宇福

 

 

 

設計依據:

《體育場館聲學設計及測量規程》JPJ/T 131——2012

《體育建筑設計規范》JGJ 31——2003

《聲環境質量標準》 GB3096——2008

 

二、單項體育場館介紹

目前,單項運動體育館在體育館建設中已層出不窮。因為籃球、排球、乒乓球、擊劍、拳擊和體操等多數運動項目均可在綜合館內進行,所以國內建造的大多數單項運動館有游泳館、冰球館、網球館、田徑館和室內射擊場等五類。單項體育場館與綜合體育場館相比,在聲學設計上的要求不高。

 

三、游泳館聲學設計

1、主要聲學技術指標

游泳館應根據其等級和規模確定其聲學設計指標。游泳館的每座容積大,特別是設有跳水池的游泳館,每座容積均在20m³以上;地面為瓷磚和水面,對聲波產生強烈的反射。所以,游泳館內需要強吸聲材料,控制混響時間在合理的范圍內,使場館內能夠聽清簡短的致詞和通報運動員的成績、姓名。

根據《體育場館聲學設計及測量規程》JPJ/T 131——2012中規定,游泳館比賽廳500Hz——1000Hz混響時間宜滿足表1的要求;各頻率混響時間相對于500Hz——1000Hz混響時間的比值宜符合表2規定。

 

             表1  游泳館比賽廳500Hz——1000Hz混響時間 

 

表2  各頻率混響時間相對于500Hz——1000Hz混響時間的比值

 

在游泳館內也應盡量有均勻的室內聲場,將聲場不均勻度限值,游泳館聲學設計指標參考值見表3.

注:游泳館聲學設計指標參考值摘自《實用建筑聲學》

表3 游泳館聲學設計指標參考值

 

為保證游泳比賽進行時評論員、播音員等能夠有優良的工作環境,以及部分賓客有良好的休息場所,根據《體育場館聲學設計及測量規程》JPJ/T 131——2012中規定,體育場館內對聲學環境有較高要求的輔助房間的混響時間宜符合表4的規定。

表4  體育場館內輔助房間500Hz——1000Hz混響時間

 

體育館比賽大廳和體育場館有關用房的背景噪聲不應超過相應的室內噪聲限值,根據《體育建筑設計規范》JGJ 31——2003中規定,當體育館比賽大廳、貴賓休息室、擴聲控制室、評論員室和擴聲播音室無人占用時,在通風、空調、調光等設備正常運轉條件下,廳(室)的背景噪聲限值宜符合表5.

 

 

表5 體育館比賽大廳等廳(室)的背景噪聲限值

 

2、聲學設計

游泳館大廳內觀眾席、比賽場地要求不得出現明顯的回聲、顫動回聲和聲聚焦等聲學缺陷,需要做強吸聲處理,控制混響時間和聲場均勻度至規定范圍。比賽大廳需要隔絕外界噪聲,輔助廳室等保持安靜的用房需要做吸聲處理。由于館內相對濕度高,為控制混響時間和音質缺陷的吸聲材料,除應具有強吸聲性能,同時必須是防潮、防酸堿霧,乃至防水材料;所以,常用的玻璃棉、巖棉、礦棉等材料都不適用,可用AGG聚砂防潮吸聲板、聚砂耐水吸聲板等材料。具體聲學設計措施如下:

(1)大廳墻面   根據游泳館的規模,即每座容積,可以確定混響時間。場館內需要聽清簡短的致詞和通報運動員的成績、姓名,所以需要較好的清晰度。墻面需要安裝防水性能好的吸聲材料,后置空腔。

(2)大廳頂面   游泳館的空間較大,且主要聲學處理就是吸聲降噪,所以場館頂面可懸吊AGG聚砂噴涂防潮空間吸聲體或安裝吸聲結構,要求輕便、吸聲、防潮。

(3)大廳地面   場地除泳池水面外,均鋪面磚,通道口上設進口泡沫橡膠地面;觀眾席除座椅選置外,水泥地面即可,也可在觀眾席地面鋪地毯,增加吸聲量。

(4)門窗  門的邊角填充密封條,防止場館外噪聲干擾,也防止比賽時的聲音干擾外部環境,同時減少門的開關產生噪聲。大廳四周的玻璃窗設置吸聲窗簾。

(5)輔助用房  評論員室、播音室、擴聲控制室、貴賓休息室和包廂等輔助房間內應結合裝修添加吸聲材料,進行吸聲處理。電視評論員室之間的隔墻應有足夠的計權隔聲量,評論員室的混響時間頻率在125——4000Hz的頻率范圍內不應大于0.5s。貴賓休息室圍護結構的計權隔聲量應根據其環境噪聲情況而定。

(6)其他  

①通往比賽大廳、貴賓休息室、擴聲控制室、電視評論員室、擴聲播音室等房間的送、回風管道均采用消聲、降噪和減振措施;并且風口處不宜有引起再生噪聲的阻擋物。

②比賽大廳宜利用休息廊等隔絕外界噪聲干擾,休息廊應做吸聲降噪處理。

③比賽大廳及輔助房間等有安靜需要的房間應遠離空調機房等產生噪聲的機房。

 

四、射擊館聲學設計

1、主要聲學技術指標

射擊館根據使用需要,要達到室內無聲音疊,無明顯聲聚焦、回聲、顫動回聲等聲學缺陷,混響時間合適,且具有良好的隔聲性能。

從用槍和射距而有不同的配置方式來看,射擊館可由氣槍、手槍和步槍靶場組成。氣槍靶場,槍和靶位都在同一空間內(室內);而手槍和步槍靶場,槍和靶位分別在室內、外兩個空間內??偟膩碚f,射擊館聲學設計主要目的是為了控制噪聲,做好噪聲控制不僅是為了觀眾和運動員、裁判員聽聞的需要,而更重要的是考慮保護運動員的健康和聽覺。聲學設計的任務是盡可能降低室內的混響聲和槍口噪聲。

射擊館內應盡量降低射擊時引起的聲反射,觀眾席內的混響時間應低于1.0s,噪聲減低量ΔL不小于6dB。過高的噪聲和嚴重的回聲會使運動員過早出現疲勞、精力不集中,從而影響練習和降低比賽時的成績,并且長期受到強烈噪聲作用,還會影響運動員的聽聞能力。所以當射擊時,運動員耳邊位置的聲級應不大于105dBA,來自毗鄰靶位的射擊聲應低于105dB(125——4000Hz的平均值);且防止由槍聲引起的回聲和顫動回聲。

根據《體育建筑設計規范》JGJ 31——2003中規定,當體育館比賽大廳、貴賓休息室、擴聲控制室、評論員室和擴聲播音室無人占用時,在通風、空調、調光等設備正常運轉條件下,廳(室)的背景噪聲限值宜符合表5.

 

 

表5 體育館比賽大廳等廳(室)的背景噪聲限值

射擊館各輔助用房的允許噪聲級可參考下表,如表6.

 

注:參考表摘自《杜勝波,黃海秋,鐘祥璋. 射擊館建筑聲學設計方案》

表6. 輔助房間允許噪聲級

根據《體育場館聲學設計及測量規程》JPJ/T 131——2012中規定及綜合現有射擊館、射擊館文獻作為參考,體育場館內對聲學環境有要求的輔助房間的混響時間處理宜符合表7。

 

1、聲學設計

射擊館內各靶場的使用情況不同,室內氣槍靶場因槍口在室內,因而槍口噪聲難以控制;步槍和手槍靶場可將槍口置于室外,可以通過隔聲、吸聲措施,降低噪聲。根據各靶場的特性可以采取不同的措施降低射擊時的直達聲、混響聲以及消除回聲等。

(1)室內氣槍靶場

①靶位   靶位墻面和頂部采用寬頻帶強吸聲結構,增加對低頻的吸收,同時消除射擊方向的回聲,建議使用帶有空腔的聚砂吸聲板吸聲結構。

②大廳墻面   為控制觀眾廳混響時間和消除回聲,側墻和后墻建議使用帶有空腔的吸聲結構。

③大廳頂部   為控制觀眾廳混響時間和消除回聲,頂部安裝AGG強吸聲材料。

④地面   塑膠地面,鋪設地毯,可增加吸聲量,利于控制混響時間。

(2)室內手槍、步槍靶場

①射擊區  設計區面墻采用寬頻強吸聲結構,降低噪聲。

②射擊口  由于步槍和手槍的槍口可置于室外,射擊時槍噪聲的最高聲級出現在槍口附近,降低射擊時直達聲時此處的主要任務。因此,在槍口與射擊運動員之間設置可設置能夠轉動,不阻擋射擊視線的聲屏障,再在各個靶位上設推、拉玻璃射擊孔,可降低直達聲10——15dB。

③射擊口外側   射擊口外側墻使用帶有空腔的強吸聲結構,地面采用沙土地(或鉆孔石棉板),控制噪聲,消除回聲。

④廳內頂面  廳內頂部吸聲構造直接影響室內靶場的混響時間。所以,頂部可采用寬頻強吸聲結構或者為了造價考慮可在吊頂下懸吊AGG聚砂噴涂空間吸聲體,同時要考慮美觀。

⑤廳內墻面   觀眾席或運動區后墻面是體育館聲學設計的關鍵,需要設計強吸聲結構,設計需美觀大方,且在全頻帶內具有叫平直的吸聲特性。廳內側墻安裝吸聲材料。此設計可以控制混響時間,消除回聲、顫動回聲。

⑥走道墻面   觀眾入口處面積不大,對附近區域聽聞環境影響明顯,容易在局部區域造成聲音混濁,在墻面和頂部安裝吸聲材料,例如木絲吸聲板、玻纖強化吸聲軟包等。

⑦地面  塑膠地面,地面鋪地毯,增加吸聲量。

⑧門窗  所有出入口均使用隔聲門,隔聲量應在35dB以上;窗均用隔聲窗。

(3)輔助房間   為了達到輔助房間的混響時間要求,保證其室內背景噪聲不超過限值,為工作人員提供安靜舒適的工作環境,為貴賓和運動員提供舒適的休息環境,應對輔助房間進行吸聲處理,并根據環境噪聲對其隔聲處理。

(4)設備間  設備房噪聲是射擊館重要噪聲源之一;所以,設備間內墻和天花安裝吸聲材料,進行降噪處理,樓板采用浮筑樓板,門窗均采用隔聲門和隔聲窗,隔絕聲音,防止噪聲傳出,影響射擊館使用或外界環境。

(5)其他  空調系統要安裝消聲器,通風管包吸聲材料;送回風口安裝消聲器。所有管道軟連接。

射擊館的聲學處理主要就是吸聲降噪,降低觀眾廳混響時間,有良好的語言清晰度,保證噪聲不干擾運動員比賽,以及保護運動員、裁判的聽覺健康。

2、常用于體育場館吸聲降噪的材料

聚砂吸聲板、AGG無縫吸聲板、AGG透聲涂層、強化玻纖吸聲板,復合吸聲軟包等;常用于隔聲的材料為石膏板、硅鈣板、阻尼復合隔聲板,通過合理的構造進行隔聲。

 

聲學材料和聲學設計咨詢

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