定西市體育館的聲環境設計

王金滔，羅欽平

（廣東啟源建筑工程設計院有限公司聲學分公司，廣州 510735）

1 項目概況

該體育館位于甘肅省定西市，為丙級體育館，是以舉辦地方性體育比賽為主并兼顧召開大型會議、文藝演出等多種功能的綜合型建筑，總建筑面積約16 016m2，地下1層，地上2層，建筑主體高度為27.6m。建筑中部設比賽大廳，兩側為訓練場地，四周為門廳、休息、接待室、消防控制室、機房、器材室以及公共衛生間等輔助用房。

2 項目分析

定西市體育館的平面圖見圖1。

圖1 體育館平面圖

（1）體育館比賽大廳在聲學裝修后的容積約68 950m3，總座椅數2868席，每座容積約為24m3/人，空間較大，廳內需安裝大量的吸聲材料，才能有效地控制廳內的混響時間，保障觀眾聽音的清晰度。

（2）比賽大廳的比賽池及觀眾席區域的建筑平面呈正方形，邊長達58.6m，屋面到比賽池木地板的高度最高達27m，自由聲程較長，易產生回聲、多重回聲等聲學缺陷。

（3）大廳穹頂形金屬屋面易產生聲聚焦缺陷。

（4）屋面鋼架結構有一定的載荷限值，對聲學材料的重量有嚴格限制。建筑部分屋面采用了穿孔吸聲結構可為大廳提供一定的吸聲量。

（5）屋面中部設置了大面積的玻璃采光天窗，聲學處理要求盡量保持采光的同時，消除屋面的回聲及聲聚焦缺陷。

（6）建筑內部設有較多噪聲嚴重的機房及設備，各類設備噪聲對敏感房間的影響較大。特別是訓練場地的頂部與金屬屋面之間的空間設有新風換氣機組、送風排風機組等，這些噪聲嚴重的機組直接裸露于比賽大廳內，其噪聲將嚴重干擾比賽大廳的正常使用。

3 聲學技術指標

（1）定西市體育館為多功能體育場館，混響時間應滿足功能需求及《體育場館聲學設計及測量規程》（JGJ/T 131—2012）的要求（比賽大廳中頻混響時間應滿足1.4～1.6s）要求，觀眾應聽音清晰。

（2）比賽大廳背景噪聲應滿足功能需求及《體育場館聲學設計及測量規程》（JGJ/T 131—2012）的要求（比賽大廳背景噪聲限值NR40），廳內無明顯噪聲干擾。

（3）比賽大廳內應消除明顯回聲、多重回聲、顫動回聲及聲聚焦等聲缺陷。只有消除這些聲缺陷，才能給觀眾創造良好的聲環境。

4 聲學裝修方案

4.1 聲學裝修設計理念

裝飾裝修設計在滿足（聲學）功能要求的條件下，提取運動元素及地方彩陶文化元素，并運用現代設計手法，以簡潔、大氣、統一的設計手法來演繹室內空間設計；以形以色代意體現定西市的人文精神及地域特色（見圖2～圖4）。

圖2 體育館比賽大廳

圖3 訓練館

圖4 觀眾入口大廳

4.2 聲學裝修材料運用

4.2.1 比賽大廳

（1）非采光區域頂棚：在屋面鋼結構內部懸掛2400mm（長）×600mm（寬）×100mm（厚）空間吸聲體，空間吸聲體結構為鋁合金框，內置超細玻璃棉，外包玻纖吸聲布?？臻g吸聲體用角鋼及鋼絲繩捆綁于上弦桿下方，與金屬屋面的距離為0.5～1.0m（見圖5）?？臻g吸聲體吸聲系數實驗室測試數據見表1。

表1 空間吸聲體吸聲系數實驗室測試數據[1]

圖5 比賽大廳非采光區域頂棚空間吸聲體

（2）采光區域頂棚：在屋面鋼結構下弦桿下方垂直懸掛印有彩陶圖案的空間吸聲體（見圖6）?？筛纳撇晒忭斉锩黠@回聲缺陷，也可減少眩光。

圖6 比賽大廳采光區域頂棚空間吸聲體

（3）墻面：安裝兩種顏色搭配的鋁條縫吸聲結構，內部結構為龍骨內置50～80mm厚吸聲棉包（外包玻纖吸聲布），外部結構為鋁條縫吸聲板飾面（條板寬20mm，條縫3mm）。根據可安裝空間的大小設置不同的吸聲棉厚度及后空腔厚度。兩種木紋顏色豎向條紋布置，宛如鋼琴鍵，賦予空間動感韻律美。墻面吸聲結構可有效降低大廳內的混響時間并消除墻面的顫動回聲等缺陷。鋁條縫吸聲結構吸聲系數實驗室測試數據見表2。

表2 鋁條縫吸聲結構吸聲系數實驗室測試數據[2]

4.2.2 訓練館

比賽大廳兩側設有兩個訓練館，訓練館一個墻面為玻璃磚墻面，另三個墻面均安裝鋁條縫吸聲結構，部分墻面安裝印有運動圖案的50mm厚布藝吸聲板，體現體育館的功能特性。布藝吸聲板吸聲系數實驗室測試數據見表3。

表3 布藝吸聲板吸聲系數實驗室測試數據[3]

4.2.3 門廳

門廳吊頂為石膏板多層跌級天花，頂部為鋁條縫吸聲結構，搭配優美運動弧線圖案，整體空間顯得更為靈動（見圖7）。

圖7 門廳吊頂鋁條縫吸聲結構

5 噪聲控制措施

5.1 各類機房噪聲控制措施

體育館噪聲嚴重的設備機房主要是地下一層及地上一層的換熱機房、風機房、新風機房，主要降噪措施包括設備與管道的減振，機房頂面噴25mm厚無機纖維吸聲噴涂、墻面FC穿孔吸聲結構（飾面板穿孔率約8%，龍骨內填50mm厚吸聲棉包外包玻纖吸聲布），做吸聲降噪處理。無機纖維吸聲噴涂吸聲系數實驗室測試數據見表4。

表4 無機纖維吸聲噴涂吸聲系數實驗室測試數據[4]

5.2 暖通系統消聲降噪措施

該項目的采暖系統主要是市政供暖，通風系統主要包括新風系統及排煙排風系統。其中純消防排煙系統可不考慮消聲降噪設計。新風系統及排風系統均根據各空間的背景噪聲要求，并經過了管道系統噪聲自然衰減計算及管道系統氣流再生噪聲計算合理選擇各通道的消聲器數量及型號，有效防止暖通噪聲對敏感房間的影響。

5.3 訓練館頂部風機組降噪措施

訓練館頂部與金屬屋面之間的空間設有新風換氣機組、送風排風機組，也就是在比賽大廳LED山墻面后方安裝了6臺風機組（兩邊各3臺）。由于風機沒有放置在機房內，而是裸露在樓板及屋面之間，平時用于通風時噪聲對比賽大廳影響很大，根據經驗預測，如果不對其進行降噪處理，裸露的設備運行后，比賽大廳的背景噪聲將達70～75dB（A），會嚴重干擾比賽大廳的使用。根據現場實際情況設計風機隔聲罩，在隔聲罩內做隔聲吸聲處理，設置隔聲門，送風管道及排放管道均安裝片式消聲器等。綜合降噪處理后，新風系統及排風系統同時運行時，背景噪聲滿足設計及功能要求。

6 施工技術要點

（1）空間吸聲體采用專業廠家的產品，產品結構及吸聲性能符合設計要求?？臻g吸聲體位于鋼網架上弦桿和下弦桿之間，這給空間吸聲體安裝吊掛帶來一定的困難。空間吸聲體的吊掛完全由專業施工隊伍操作安裝（見圖8）。

圖8 空間吸聲體安裝現場

（2）該項目的聲學裝修設計是在建筑主體已完工后開始的，建筑主體施工時并沒有考慮墻面安裝吸聲材料的空間厚度，而且比賽大廳的通風風管完全裸露在大廳內不美觀。因此墻面吸聲材料的設計及施工安裝應結合現場的實際情況，綜合考慮安全疏散、座位、通風及供暖系統、聲學、裝飾等效果后實施。

（3）墻面鋁條縫吸聲結構在安裝時，各種結構應安裝牢固，特別是龍骨與面板之間、面板與收邊條之間應穩固無松動，防止強聲波引起共振，產生二次噪聲干擾。為滿足墻面的抗撞擊性能，應控制好面板安裝龍骨的間距，間距越小面板強度就越好。但間距小了龍骨就密，有效吸聲面積就會減少。因此把握好抗撞擊性能及吸聲性能兩者之間的平衡，控制好龍骨間距很重要，設計要求2m以下的墻面龍骨間距為300mm，2m以上的墻面龍骨間距為600mm。

7 竣工驗收效果

體育館裝修施工完后，甲方聘請了第三方對比賽大廳的混響時間及背景噪聲進行了檢測。測試儀器為丹麥B&K2270，檢測依據《體育場館聲學設計及測量規程》（JGJ/T 131—2012）。

比賽大廳空場混響時間測試數據見表5；比賽大廳空場混響時間頻率特性曲線見圖9；比賽大廳背景噪聲測試數據見表6；比賽大廳背景噪聲測試值見圖10。

表5 比賽大廳空場各頻率混響時間測試值

圖9 比賽大廳空場混響時間頻率特性曲線

表6 比賽大廳背景噪聲測試值

圖10 比賽大廳背景噪聲測試值

8 結語

（1）體育館比賽大廳空場各頻率混響時間均較短，具有優良的音樂還原能力，良好的語言清晰度，滿足了設計及使用要求。125Hz混響時間偏長與空間吸聲體吊掛方式有關，由于業主從視覺效果角度堅持要求將空間吸聲體與屋面的距離控制在0.5～1.0m之間，此種安裝方式的低頻吸聲效果和中高頻吸聲效果相比較差。

（2）比賽大廳的背景噪聲滿足NR40限值要求。

（3）項目完工后，該體育館的聲學效果及裝修效果均得到業主好評。