高效成品吸聲材料要某大學體育館的應用
體育館的建聲裝修多年來是聲學界比較棘手的問題之一,原因是一般體育館的容積比較大,尤其是近幾年在館內普遍采用網架結構,使人均容積變得更大;同時供聲學裝修的面積有限,這給體育館的建筑聲學設計和吸聲材料的選用帶來一定難度。面對這些問題,我們就海軍工程大學體育館聲學裝修工程所做的工作總結如下。
海軍工程大學體育館于2003年開始建設,2004年初建成。比賽大廳內部平面為正方形,頂棚為人字形,高度為24.7米。觀眾廳有效容積:58800 m3,室內總表面積:10835 m2,滿場觀眾數:2334 人,每座有效容積為25.2m3,屬中型體育館。 為節約能源,建筑考慮從頂棚和部分側墻采光。頂棚的采光面積占頂棚面積11%,館內北墻除墚和柱外,全部是玻璃窗。大廳內可裝修面積較少。
受業主委托,某公司負責該館比賽大廳的聲學設計和聲學裝修工作。本著“既要達到體育館國家聲學標準,又要降低造價”的指導思想,我們考慮了多個聲學設計方案,最后采用如下方案進行裝修:
1、頂棚:在全部網架下弦管上(有磨砂中空玻璃處的20個網架除外)均勻地平面懸掛80mm厚浮云式欽藝空間吸聲體1361㎡(占頂棚面積45%、吸聲襯布飾面、3#角鋼固定),以最大限度的獲取吸聲效果、降低成本。(見下圖)
2、廳內山墻:為保證廳內混響時間和消除廳內回聲,觀眾席后東、西、南三墻面用50mm厚欽藝彈性吸聲板和5mm厚欽藝低頻吸聲構件(阻燃吸聲布飾面,木龍骨、后空腔100/145mm安裝)按一定比例交替鋪滿。(見下圖)
3、比賽池四周墻面采用防污、抗撞擊性能較好的50mm厚欽藝穿孔吸聲板(穿孔鋁板飾面,后空腔100mm、木龍骨和三角輕鋼龍骨安裝),以消除運動員的腳步回聲和擊球回聲等低頻噪音。考慮到大廳內的吸聲量已經達到設計要求,廳內看臺欄板未使用吸聲材料。(見下圖)
整個聲學裝修工程于2004年元月完成。大廳內獲得了很清晰的聽音效果,其裝飾效果業主也很滿意,大廳整體裝修效果見下圖:
2004年2月14日,由湖北省計量測試研究院(中南國家計量測試中心)進行混響時間測量。當天溫度為18℃,相對濕度為60%,晴天。該院使用 Building Acoustics Analyzer Type 4418測量儀在場內選取9個點進行檢測。測試結論:館內混響時間達到體育館國家聲學標準。
測量結果與設計計算值(均為空場)的比較見下表:
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從上表可知,工程的設計、裝修的精度高,設計值與實測值的平均誤差僅為4.7%。
回顧整個工程,我們有以下幾點體會:
1、體育館的容積大而可裝修面積小,要達到國家聲學標準,必須使用高效吸聲材料。本工程使用的空間吸聲體、穿孔吸聲板、彈性吸聲板均為全頻吸聲材料,不僅中、高頻吸聲系數高,低頻吸聲系數也高。
2、工程所用材料全部由我公司工廠進行專業化生產做成成品,再運至工地進行安裝,避免了工地現場制作、組裝的誤差。
3、考慮到多孔吸聲材料即使是同一型號(容重×厚度),而由不同廠家生產的產品,其吸聲系數的差異較大這一情況,我公司在吸聲板生產時其原材料嚴格使用指定廠家的產品。避免成品生產時由原材料供貨商的不同而引起的誤差。
4、成品生產過程中,實行嚴格的質量控制。
5、材料安裝時嚴格按照設計要求進行,避免安裝誤差。
6、合理地使用空間吸聲體(成品),可大幅度地降低造價,縮短混響時間,取得良好的效果。
7、設計計算時根據經驗,將材料的吸聲系數進行了適當的修正。
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