体育馆声学设计的建筑因数
1970/01/01 19:06 点击：1434 / 回复：0
曹孝振
目录
空间模式
声学特性
声学设计指标
体育馆建声设计原则
建声设计中的一些问题
结束语
空间模式
看台比赛场地和高度组成体育馆的空间（是一个常数）
屋盖结构
屋盖结构的造型和顶棚的处理方式对内部空间的形态和大小的作用是一个关键
屋盖结构的模式直接决定馆内声场特点，影响听闻
屋盖的形式：
上凸型 下凹型 水平型
声学特性
上凸形：
奈尔维所设计的罗马小体育馆，整个穹顶像一个反扣过来的荷叶，轻盈灵巧。馆内具有良好的音质，是建筑史上的经典之作
n 
上凸形：
罗马大体育馆（1958－1960），也是奈尔维的名作，容纳16000座，平面也是圆的，直径达100米
同样具有良好的音质效果
下凹形：
悬索结构多数是这类型
容积小，形式与比赛场地和看台相适应
可以减少馆混响时间、平均自由程
相应地减少吸声材料的用量
下凹顶界面，对声学有利
60年代划时代的体育建筑杰作 －－代代木体育中心
丹下健三设计
采用悬索结构，屋盖为下凹形
丹下健三的这个杰作，对后来的体育建筑影响很大，尤其是自然采光和人工照明组成为光带的形式，更为风靡
代代木体育中心－－游泳馆
代代木体育中心－－体育馆
为螺旋形悬索结构
圆形平面，4000座席
馆内顶棚为穿孔铝板后填玻璃棉，吸声处理同游泳馆，音质效果令人满意
支撑柱的顶部是采光口，自然光由此口漫射而入
代代木体育中心－－体育馆
代代木体育中心－－体育馆
水平形：
空间桁架、网架结构多属此类
拉平取齐的顶界面，容易产生呆滞乏味的感觉，缺乏新意
需从界面形状、构件特点、材料质地等空间构图上着意创造空间环境
天津市河西体育馆
十字形倒锥体空间吸声体布置于网架的下弦杆
与方筒形灯具和通风口组成空透、变化、立体感很强的吸声平顶
体育比赛时，交相辉映
广州华南师范大学手球馆
利用空间钢桁架为骨架
做成倒锥形的空间吸声体
声学性能好，又很经济
音质和装饰效果很好
声学设计指标
依据中华人民共和国行业标准－－ “体育馆声学设计及测量规程”
（JGJ/T131-2000.J42-2000)
综合体育馆比赛大厅的混响时间规定：
比赛大厅满场500～1000Hz混响时间（JGJ/T131—2000）：
各频率混响时间相对于500～1000Hz混响时间的比值（JGJ/T131—2000）：
游泳馆比赛厅的混响时间规定：
游泳馆比赛厅满场500－1000Hz混响时间
频率混响时间相对于500－1000Hz混响时间的比值宜采用表2.2.2和本规程表2.2.1－2规定的指标
游泳馆比赛厅满场500－1000Hz混响时间
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每座容积（ m³ /座）
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≤25
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=25
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混响时间（s)
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<2.0
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<2.5
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其他比赛厅的混响时间规定：
有花样滑冰表演功能的溜冰馆，其比赛厅混响时间可按容积大于8万立方的综合体育馆比赛大厅的混响时间设计
冰球馆、速滑馆、网球馆、田径馆等专项体育馆比赛厅的混响时间可按游泳馆比赛厅混响时间设计
体育馆建声设计原则
扩声为主，建声为辅：
建声设计应创造一个没有回声、颤动回等声学缺陷，为扩声系统设计和设备性能充分发挥优势而创造一个良好的声环境
目标：扩声清晰
顶棚的处理
在比赛场地上方的顶棚无论是上凸的、下凹的、和水平的，都应用宽频带、强吸声的声学处理
顶棚的处理方式有两种，即有吊顶和无吊顶，各有优缺点
顶棚是声反射的必经之地，也是吸声有效之处。顶棚约占馆内总表面积的40％，在吸声处理中占主要地位
顶棚的吸声量约占馆内总吸声量的70％
墙面的处理
体育馆的墙面面积较少，约占馆内总表面积的12－16％，可以布置吸声材料的面积不多
墙面上宜布置宽频带的吸声材料和构件，也可布置扩散体，以改善馆内音质条件
建声设计中的一些问题
容积大
低频振动
吊顶的声学特性
混响时间的计算值误差大
一、容积大
一般小型体育馆的容积为3－4万m³，中型的5－7万m³，大型的8－10万m³，目前趋向大容积，甚至为15－25万m³
体育馆容积大，又要求混响时间短
减少体育馆内容积是体育馆建声设计的首要问题，但与当前建筑设计潮流矛盾很大，应予以重视和研究
二、低频振动
体育馆建声设计一般只考虑125－4000Hz范围
大容积房间存在着低频振动，而且能量很大，是体育馆中应重视的问题
常用仅对两侧墙面采用穿孔率p=10％左右的穿孔板是远远不能满足要求的
三、顶棚的声学特性
体育馆顶棚声学处理大概有四种：
软质材料－这类顶棚的吸声系数约为0.70-0.75（中频）。
硬质材料－这类吊顶时硬质金属的、化学的、木质等板材，一般都进行穿孔（P<10％)
空间吸声体－是由软质材料板吊挂在弦杆上组合成
混合式的－以空间吸声体为主
四、混响时间计算值误差大
A、混响室测量与实测的比较：
玻璃棉板(玻璃棉板厚25mm,80kg/m³，空气层300mm)在混响室与体育馆内实测效果的比较
混响室的容积约为200m³，高约5m
体育馆的容积为2万－20万m³，高约12.5m
二者的声场不同，因此同一材料或构件所表现的吸声性能必然不同
四、混响时间计算值误差大
B、吸声材料的位置在不同高度，性能不同；距离越近，性能越好
C、空间大、声程长，高频声能衰减多，会影响材料的高频吸声系数
D、顶棚存在透射现象，表现为吸声性能好
E、空间吸声体悬挂位置的不同也表现出吸声性能的差别（位于腹杆处效果好，其次是下弦杆）
空间吸声体不同位置的吸声系数与试验室值结果比较
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NO.
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频率(Hz)
位置
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125
|
250
|
500
|
1000
|
2000
|
4000
|
|
1
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实验室
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0.60
|
0.90
|
1.40
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1.60
|
1.50
|
1.50
|
|
2
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下弦杆
|
1.70
|
0.94
|
1.38
|
1.09
|
1.09
|
2.38
|
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3
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腹处杆
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1.17
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1.27
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1.26
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1.09
|
1.38
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2.16
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4
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上弦杆
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0.49
|
0.83
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1.03
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1.06
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0.99
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0.98
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混响时间的计算值与实测值的差值很大（见附表）
主要原因是提供的材料吸声系数与实际情况差别太大
体育馆内吸声处理具有很大的经验性
附表：混响时间计算与实测值比较（空场）
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No.
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频率(Hz)
名称
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文章:youk [1970/01/01 19:06]
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