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体育馆吸音改造 体育馆声学缺陷分析 2.1 改造项目概况 该体育馆为矩形平面，长约87m，宽约52m，屋面中部为凹曲面穹顶，屋面两侧均为膜结构，室内总体积约54700m3， 容座2333座。该体育中心主要功能是用于学生平时体育锻炼，但需兼顾会议及文艺活动的功能需要（图1）。 应使用方要求，我方对该体育中心室内音质进行现场主观试听与测试，室内墙面虽采用了较大面积的吸声材料，但由于未根据体型特点及膜结构特性进行针对性设计，导致室内声场分布不均匀，音质效果较差。扩声系统布局不合理，不仅未能减弱音质缺陷的不利影响，反而进一步加剧了声缺陷的程度。 2.2 声学改造目标 根据现场测量数据并结合主观感受可知改造方案应重点解决下列几个问题。 (1)改善混响时间频率特性，解决“起包”现象。根据混响时间测量结果可知，改造前该体育馆空场混响时间f=1000Hz时为4.1s，且在此频率位置曲线出现峰值。空场各频段混响时间实测值详见表1。 (2)凹曲面穹形顶棚存在声聚焦现象[14,15]。由于原有凹曲面顶棚未考虑吸声和扩散处理，声线聚焦位置恰在人耳高度附近。根据实测结果可知，在无指向性声源作用下，聚焦点位置的平均声压级（线性计权）比其他位置高2.5d B。
体育馆吸音改造 膜结构顶棚以其轻质、高强度、造型可塑性强等优点在高大空间建筑设计中被广泛应用，然而该结构由于其自身材质的特殊性又对室内音质设计提出了更高的要求。传统的大空间音质设计以控制全频混响时间和避免声缺陷为重点，较低的混响时间及平直的频率特性有利于扩声系统的使用。常见的处理方式即在顶面结合金属屋面做声学处理或者大面积悬挂吸声体，而在膜结构的高大空间中这些方法将受到较大的限制，一方面是基于膜自身的吸声特性，由于自振频率较低且面积较大，膜结构低频吸声性能较好，同时较大的平均自由程使得空气吸声量在总吸声量中的比例增大，频率特性在高频段斜率急剧减小，从而在中低频段某处出现拐点（“起包”现象）；另一方面，吸声界面受到限制，在已有膜结构的表面难以悬挂较大的荷载且难以进行声学处理，若顶棚较高，则平整的膜表面与地面之间容易产生颤动回声的音质缺陷。由此可见，分析已有的膜结构声学设计案例并探索其音质设计策略具有重要的理论和现实意义。 高大空间建筑声学设计是当代建筑声学工程技术的重要研究方向，文献[1,2,3,4,5]中阐述了体育馆、主题乐园、展厅等不同功能的高大空间声学设计方案，这些方案具有一定共性，即顶面往往能够作为重要的吸声面且限制较小；而关于膜结构声学性能的研究较少，仅有的文献则更多关注膜结构的空气声隔声性能[6,7]。本文以某膜结构体育馆的声学改造工程为例，通过分析改造前室内声场的音质缺陷，提出合理的建声和电声解决方案，采用声学模拟软件仿真计算室内声场，并通过现场测量验证方案的可行性。
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体育馆吸音改造 和一般剧场、音乐厅、会议厅等厅堂相比，体育馆能做吸声处理的表面积比较少，所以混响时间普遍偏长。 目前，从国内到国外，不论是新建馆还是旧馆改造,普遍都设计成" 多功能"的模式。不仅具备体育训练和比赛的功能，还承担集会、展览、庆典、文艺演出甚至放电影等多样功能。据资料介绍，美国旧金山某体育设施的使用比率 中, 体育比赛占51.7%, 音乐会占19.4%, 马戏、冰上舞蹈占7.1%, 展览及其它活动占21.8%。澳大利亚墨尔本某体育馆，音乐演出占50%左右。这是体育产业化、社会化带来的发展动向。 二、 体育馆建筑声学设计的有关标准 建设部近年先后颁发了JGJ/T131-2012 《体育场馆声学设计及测量规程》和JGJ31-2003《体育建筑设计规范》两个文件，其中有关建声设计的指标及要求有以下几点： 〔1〕体育馆建筑声学条件应以保证语言清晰为主。 〔2〕不得产生明显的声聚焦、回声、颤动回声等音质缺陷。 〔3〕中小型体育馆混响时间在500-1000Hz范围内宜设置:1.3-1.5s。 各频率混响时间相对于500-1000Hz混响时间的比值： 频率〔Hz〕 125 250 2000 4000 比值 1.0-1.3 1.0-1.1 0.9-1.0 0.8-0.9 〔4〕大厅上空应设置吸声材料或吸声构造。 〔5〕大厅四周的玻璃窗应设有吸声效果的窗帘。 〔6〕大面积墙面应做吸声处理。 〔7〕比赛场地周围的矮墙、看台栏板宜设置吸声构造，或控制倾斜角度和造型。
体育馆吸音改造 体育场馆的雏形可以追溯到希腊罗马时期，现代体育场馆融合了建筑、结构、机械、电子、材料等专业技术，并且随着时代的发展以及使用的需求，不断的有新技术应用其中。体育场馆作为目前规模 的公共建筑之一，对各专业的技术水平以及要求提出了更多的挑战。体育场馆在满足大型比赛赛事的同时，还会举办大型演出等活动，随之而来的声学的问题愈加突显。 体育馆噪音解决方案 体育场馆一般体型巨大，除专业的场馆以外，为了增加利用率和市场开发效果，越来越多的体育馆呈现多功能化，对声学要求也越来越高。 如比赛功能，由于有现场解说、广播的需求，体育馆需要适当的混响时间和良好的语言清晰度;而演出功能时需要更短的混响时间和良好的声场分布，并且严格避免各类声缺陷。 新建体育馆项目的声学设计和顾问；也承担过因为声学问题而不得不开展的改造工程，这时候，必须将声学测量、技术方案设计、声学构件的加工安装全程执行。 IACC经过软件模拟预测的方式为体育馆建筑提供准确的声学分析，在设计阶段模拟和预测音质效果的优劣，并分析各类声缺陷存在的可能性，从而为建筑设计和室内装饰设计提供方案优化的建议，将问题解决在设计阶段。 大跨度、轻质钢结构屋面的体育较为常见，雨水冲击噪声问题却在设计和建设过程往往被忽视。经IACC的测量普通的轻质金属屋面中雨天气在场馆内产生的噪音可以达到72dBA，大到暴雨的天气场馆内产生的噪声污染水平甚至达到80dBA以上。这种天气条件下体育馆完全无法使用。为此，声学设计与钢结构等专业协调，充分考虑造价、载荷、保温等方面的问题，解决屋面雨水冲击噪声非常必要。
