體育館吸音改造 膜結構頂棚以其輕質(zhì)、高強度、造型可塑性強等優(yōu)點在高大空間建筑設計中被廣泛應用，然而該結構由于其自身材質(zhì)的特殊性又對室內(nèi)音質(zhì)設計提出了更高的要求。傳統(tǒng)的大空間音質(zhì)設計以控制全頻混響時間和避免聲缺陷為重點，較低的混響時間及平直的頻率特性有利于擴聲系統(tǒng)的使用。常見的處理方式即在頂面結合金屬屋面做聲學處理或者大面積懸掛吸聲體，而在膜結構的高大空間中這些方法將受到較大的限制，一方面是基于膜自身的吸聲特性，由于自振頻率較低且面積較大，膜結構低頻吸聲性能較好，同時較大的平均自由程使得空氣吸聲量在總吸聲量中的比例增大，頻率特性在高頻段斜率急劇減小，從而在中低頻段某處出現(xiàn)拐點（“起包”現(xiàn)象）；另一方面，吸聲界面受到限制，在已有膜結構的表面難以懸掛較大的荷載且難以進行聲學處理，若頂棚較高，則平整的膜表面與地面之間容易產(chǎn)生顫動回聲的音質(zhì)缺陷。由此可見，分析已有的膜結構聲學設計案例并探索其音質(zhì)設計策略具有重要的理論和現(xiàn)實意義。 高大空間建筑聲學設計是當代建筑聲學工程技術的重要研究方向，文獻[12345]中闡述了體育館、主題樂園、展廳等不同功能的高大空間聲學設計方案，這些方案具有一定共性，即頂面往往能夠作為重要的吸聲面且限制較??；而關于膜結構聲學性能的研究較少，僅有的文獻則更多關注膜結構的空氣聲隔聲性能[67]。本文以某膜結構體育館的聲學改造工程為例，通過分析改造前室內(nèi)聲場的音質(zhì)缺陷，提出合理的建聲和電聲解決方案，采用聲學模擬軟件仿真計算室內(nèi)聲場，并通過現(xiàn)場測量驗證方案的可行性。

體育館吸音改造 改造升級進入尾聲 除了涪陵奧體中心和涪陵體育場外，市五運會期間，涪陵體育館、長江師范學院、涪陵體育運動學校、涪陵高級中學、涪陵五中、涪陵飯店、太極酒店、銘雨酒店也將承擔一部分比賽項目。按照賽會場館的規(guī)范和要求，這些區(qū)內(nèi)比賽場館也進行了改造升級，完善設施設備。 “我們根據(jù)各比賽場地承擔的不同比賽內(nèi)容，有針對性地進行了改造升級，完善設施設備。”區(qū)文化委相關負責人介紹，涪陵體育館主要進行了聲學和消防報警系統(tǒng)等改造；長江師范學院體育場館的改造項目涉及燈光、設施除銹、場地劃線、標識標牌、賽場準備等；涪陵體育運動學校是體育館比賽項目的熱身場地，相關配套設施進行了完善等。 “涪陵飯店、太極酒店、銘雨酒店在市五運會期間，主要承擔棋類比賽，因此，我們主要對其場地做好環(huán)境氛圍營造、標識標牌、賽場準備等方面的工作?！痹撠撠熑苏f，區(qū)內(nèi)比賽場館的改造升級和設施設備完善均在5月底前可全部完成并投入使用。 文/記者 羅菲菲

體育館吸音改造 體育館聲學改造策略 由上述分析可知，該體育館改造的難點在于頂面膜結構面積較大，常見的大空間聲學處理方式難以適用，同時在不破壞原有結構的條件下，需精準而又針對性地解決存在的若干聲學問題。對此，在保證聲學效果同時兼顧裝飾、經(jīng)濟性的前提下，我們針對性地提出了相應的解決方案（圖2）。 改善頻率特性（“起包”）可結合聲聚焦問題一并考慮。由于需選擇性地降低某些頻率的混響時間。同時盡可能中低頻聚焦產(chǎn)生的不良影響，因此我們對于材料吸聲特性的選擇及吊掛形式提出了相應的要求。具體措施如下：在保持原有膜結構的情況下將局部凹曲面吊頂拆除，并按階梯狀懸掛平板空間吸聲體，空間吸聲體單元厚10 0 m m，平面投影尺寸為112 5m m×620 m m。單元之間采用30×30×2.5鍍鋅角鋼固定，并采用φ6鍍鋅鋼絲繩固定于網(wǎng)架下弦桿上（圖3）。 空間吸聲體中棉的特性及整體制作工藝對于其聲學性能具有關鍵性作用，為了保證吸聲體能夠針對性地解決該體育館的問題，在確定材料各項參數(shù)后由專業(yè)的檢測機構在混響室中測量吸聲體單元的吸聲系數(shù)，并以此修正計算結果。吸聲體混響室各頻段吸聲系數(shù)實測值參看表2。由此可知，500Hz吸聲系數(shù)高達2.081000Hz吸聲系數(shù)高達1.71，低頻和高頻吸聲系數(shù)相對較低，可見該吸聲體吸聲頻率特性可選擇性大幅度降低某些頻率的混響時間，完全適合該體育館的聲學要求。 對于體育館內(nèi)其他可能造成顫動回聲的平行界面則做了針對性處理，如將原有貴賓包廂玻璃窗拆除同時后墻面作吸聲處理。為了和其他界面裝飾效果保持統(tǒng)一，改造的后墻面采用槽木吸聲板，正面開槽，槽寬4mm，條面寬28mm；背面開孔，孔徑10mm，孔距沿長邊方向16mm，沿短邊方向32mm；板后空腔100mm，內(nèi)填50mm厚32kg/m3玻璃棉；原有窗簾拆除，采用200%打折密度較高吸聲性能較好的天鵝絨窗簾，同時將玻璃墻面上方的玻璃擋板拆除，進一步降低顫動回聲的不利影響。 重新調(diào)整擴聲揚聲器的定位及輻射角度。利用原有燈光吊桿吊掛9只箱式點聲源揚聲器，合理選擇揚聲器的指向性[8910111213]，避免直達聲能在凹曲面頂棚下方匯聚，確保直達聲可均勻覆蓋比賽場地和觀眾席，揚聲器定位及指向性參看圖4。 4 計算機聲學仿真計算 為了驗證和預測該改造方案的實際效果，采用Raynoise聲場模擬軟件對音質(zhì)客觀參量進行仿真計算。將原體育館室內(nèi)空間做簡化處理，建立三維仿真模型，根據(jù)混響時間計算結果定義室內(nèi)各界面吸聲系數(shù)和散射系數(shù)。仿真聲源為距地1.5m高無指向性點聲源，聽音面包含比賽區(qū)域和觀眾區(qū)域，距地1.2m高。 圖5和圖6分別為改造前和改造后聽音面中頻1000Hz混響時間模擬云圖。圖7和圖8分別為改造前和改造后聽音面中頻1000Hz清晰度D50模擬云圖。對比圖5和圖6可知，經(jīng)過聲學改造后，原本“起包”頻率混響時間明顯降低，1000Hz模擬混響時間平均值小于2.4s；對比圖7和圖8可知，在改造前較大面積區(qū)域1000Hz語言清晰度D50均小于30%，在改造后1000Hz語言清晰度得到顯著改善，聽音面D50平均值>45%。

體育館吸音改造 體育場館的雛形可以追溯到希臘羅馬時期，現(xiàn)代體育場館融合了建筑、結構、機械、電子、材料等專業(yè)技術，并且隨著時代的發(fā)展以及使用的需求，不斷的有新技術應用其中。體育場館作為目前規(guī)模 的公共建筑之一，對各專業(yè)的技術水平以及要求提出了更多的挑戰(zhàn)。體育場館在滿足大型比賽賽事的同時，還會舉辦大型演出等活動，隨之而來的聲學的問題愈加突顯。 體育館噪音解決方案 體育場館一般體型巨大，除專業(yè)的場館以外，為了增加利用率和市場開發(fā)效果，越來越多的體育館呈現(xiàn)多功能化，對聲學要求也越來越高。 如比賽功能，由于有現(xiàn)場解說、廣播的需求，體育館需要適當?shù)幕祉憰r間和良好的語言清晰度;而演出功能時需要更短的混響時間和良好的聲場分布，并且嚴格避免各類聲缺陷。 新建體育館項目的聲學設計和顧問；也承擔過因為聲學問題而不得不開展的改造工程，這時候，必須將聲學測量、技術方案設計、聲學構件的加工安裝全程執(zhí)行。 IACC經(jīng)過軟件模擬預測的方式為體育館建筑提供準確的聲學分析，在設計階段模擬和預測音質(zhì)效果的優(yōu)劣，并分析各類聲缺陷存在的可能性，從而為建筑設計和室內(nèi)裝飾設計提供方案優(yōu)化的建議，將問題解決在設計階段。 大跨度、輕質(zhì)鋼結構屋面的體育較為常見，雨水沖擊噪聲問題卻在設計和建設過程往往被忽視。經(jīng)IACC的測量普通的輕質(zhì)金屬屋面中雨天氣在場館內(nèi)產(chǎn)生的噪音可以達到72dBA，大到暴雨的天氣場館內(nèi)產(chǎn)生的噪聲污染水平甚至達到80dBA以上。這種天氣條件下體育館完全無法使用。為此，聲學設計與鋼結構等專業(yè)協(xié)調(diào)，充分考慮造價、載荷、保溫等方面的問題，解決屋面雨水沖擊噪聲非常必要。

體育館吸音改造 近年來，隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，人民的生活水平也不斷提高，對幸福生活的追求已不僅僅局限于物質(zhì)生活水平的改善。走在街頭、小區(qū)、廣場等地，隨處都能看到運動的身影?？梢钥闯?，身心的理念已深入人心。 建筑聲學與建筑造型的協(xié)調(diào)體育館的容積及體型往往根據(jù)使用功能及藝術造型確定，而他們對音質(zhì)影響極大。就容積而言，容積與混響時間成正比，容積越大，一方面使混響時間延長，另一方面加大了室內(nèi)反射聲傳播的平均路程，導致長延時反射聲出現(xiàn)。體育館是否設置吊頂，對容積影響很大。采用空間網(wǎng)架結構的體育館，網(wǎng)架部分的體積約占總容積的1/3。目前大多數(shù)體育館都采用暴露的網(wǎng)架結構，通過在頂下做吊裝吸聲板來進行吸聲處理，并在比賽池墻面需要做大面積的吸聲處理，觀眾席墻面也要做適當?shù)奶幚恚瑥亩行Э刂乒軆?nèi)混響時間，回聲、多重回聲和比賽場地顫動回聲等聲學問題，管內(nèi)聲音清晰度?；祉憰r間決定體育館聲場 體育館容積很大，而且每座容積也較大，很多情況下會有部分觀眾缺席。因此，觀眾吸聲所占比例較小。為控制混響時間必須用較多的吸聲材料和結構。對于大多數(shù)體育館，由于作為升起，大廳墻面面積相對不多。為保證大廳總吸聲量，必須充分利用可做吸聲的墻面，通常是全頻吸聲結構。主席臺、裁判席附近的墻面應作強吸聲，雖然這部分面積不大，但可以減少進入話筒的反射聲，有益于提高擴聲系統(tǒng)的傳聲增益。由于體育館頂部面積較大，容易在場內(nèi)形成回聲，故而需要通過吊頂選擇合適的吸聲材料和結構，一般不難達到所要求的混響時間。對于不設置吊頂?shù)捏w育館，則可通過吧空間犧牲提安置在網(wǎng)架內(nèi)部，然后在頂部空間懸吊吸聲體來來增加吸聲量，從而達到一定的吸音效果。 聲學環(huán)境是體育館重要指標之一，并不是僅針對建筑造型和混響時間鎖確定，還需要對其他方面進行聲學設計處理：1、比賽大廳需要利用休息廊等隔絕外界噪聲干擾，休息廊做吸聲降噪處理。2、電視評論室之間的隔墻應有足夠的計權聲量Rw值；評論員室的混響時間在頻率125~4000Hz的頻率范圍內(nèi)不應大于0.5秒，因而室內(nèi)必須做吸聲處理。3、通往比賽大廳、貴賓休息室、擴聲控制室等房間的送、回風管道采取消聲、降噪和減振措施。封口處不宜有引起再生噪聲的阻擋物。4、空調(diào)機房等各種設備用房應遠離比賽大廳等有安靜要求的用房。 通過對不同廳室噪音的控制，結合建筑造型方能打造出優(yōu)質(zhì)的混響環(huán)境，營造良好的比健身運動氛圍。