Acoustical Design of Wuhan Sports Hall
武汉体育馆建筑声学设计
撰文 魏平华 冯文华 钟 丹 唐虹娇 化工部长沙设计研究院 湖南大学建筑学院 湖南大学建筑学院 湖南大学建筑学院
摘
要
武汉体育馆是武汉首座综合性体育馆,改造后承办了第6届全国城市运动会部分赛事.本 文主要介绍该馆的建筑声学设计包括体育馆建筑声学设计特点,混响时间控制,音质缺 陷的控制和声学测量等内容.
关 键 词
体育建筑 建筑声学设计
图1
改造后的武汉体育馆内景 图2 武汉体育馆平面图
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工程概述
武汉体育馆1956年4月由苏联人建成,是解放后武汉
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综合性体育馆建筑声学设计特点
一般厅堂的建筑声学设计包括音质设计与环境噪声及振
首座综合性体育馆,当年和武汉剧院,武汉展览馆一样, 是武汉市的标志性建筑,图1为改造后的武汉体育馆内 景.在上世纪80年代中期武昌洪山体育馆建成前,一直是 武汉市最重要的体育比赛场地,是世界冠军韩爱萍,周继 红,伏明霞,肖海亮等的启蒙地.2005年,政府投入近 3000万元进行改造.去年,这里承办了第6届全国城市运 动会部分赛事. 武汉体育馆占地5.6万m ,建筑面积14 490 m ,比赛 大厅面积约为2 345m ,比赛大厅容积约为31 700m ,可 容纳观众1 300人(含活动座椅),馆正中是比赛馆,可 供篮球,排球,羽毛球,乒乓球,拳击,举重,体操,击 剑等项目的比赛,属于一座中小型综合性体育馆.
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动控制两大部分.音质设计可分为厅堂体形控制及音质参量的 控制;环境噪声及振动控制亦可分为室内环境噪声及振动控制 与室外环境噪声及振动控制.而综合性体育馆具有其特殊性: 1)比赛大厅主要追求语音的清晰度,要求混响时间短,因此 比赛大厅的体形主要由结构和功能确定,声学方面不做过多 的要求;2)对于比赛大厅的每座容积,只是要求不宜过大, 过大不仅导致投资增大,而且容易引起音质缺陷;3)体育馆 内的允许噪声级标准要求不高,室外环境噪声及振动我们一般 不做过多考虑,我们只需对主要噪声源—空调制冷系统进行处 理,通常背景噪声都能达到允许标准.考虑到上述因素,我们 在武汉体育馆比赛大厅建筑声学设计时主要考虑混响时间及频 率特性的控制,音质缺陷的控制及混响时间测量等内容.
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图3 武汉体育馆剖面图
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比赛大厅的混响时间及频率特性的控制
武汉体育馆比赛大厅容积约为31 700m ,根据规范,
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梁板结构,并且屋面有8条采光带.我们根据屋面弧形走向 与采光带的位置设置了256块1500×1200×50定型平板式 空间吸声体(图6).这种空间吸声体是由吸声无纺布包裹 50mm厚,密度为32kg/m3的超细玻璃棉板,饰面材料为穿 孔的铝板组成.由于存在边缘效应,空间吸声体的吸声性能 得到提高,吸声系数往往会大于1,另外它还有一定的装饰 效果. 为了确保设计的可靠性,针对设计方案,我们对比赛大 厅的混响时间进行了计算,计算结果如表2,从表中估算的
容积小于40 000 m 的体育馆其中频混响时间宜取1.3 1.5s.根据实际使用功能以及该馆的重要性,建议中频满场 混响时间设计指标值为1.3(1±10%)s,其各频率的混响 时间相对于中频的比值如表1.
该馆比赛大厅能够布置吸声材料与结构的部位仅限于顶 部,山墙以及周围的矮墙.要达到设计的混响时间指标值,就 要在有限的面积上获得大的吸声量,因此必须要在能够做处理 的部位采用强吸声材料与结构,即材料与结构的平均吸声系数 大于0.6.遵循上述原则,我们进行了如下建筑声学设计. 墙面的声学处理:由于比赛大厅一层的周围矮墙东西 两面要布置活动座椅,因此我们只能考虑南,北两向墙面 做声学处理,而该处的墙面在比赛时经常要遭受撞击.针 对这一情况我们采用了轻钢龙骨木制吸声板,板后填充了 32kg/m3的离心玻璃吸声棉板的宽频吸声结构.这种结构不 仅对各频段吸声效率高,而且解决了这段墙的抗撞击的问 题(图4).在大厅二层,由于东,西两向墙面大部分面积 为窗户,能够布置吸声材料与结构的墙面很少,所以主要 对南北山墙进行声学处理.墙裙部分受人为撞击较多,要 求面层材料强度较高,我们选用了和一层墙面相同的吸声 结构.墙裙以上部分,采用轻钢龙骨水泥纤维板(又名FC 板,穿孔率为10%),板后填充32kg/m3的离心玻璃吸声棉 板的复合吸声结构(图5).这种结构不仅吸声性能好且非 常经济. 顶棚的声学处理:比赛大厅的顶部是弧形的现浇混凝土

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