高效成品吸声材料要某大学体育馆的应用
体育馆的建声装修多年来是声学界比较棘手的问题之一,原因是一般体育馆的容积比较大,尤其是近几年在馆内普遍采用网架结构,使人均容积变得更大;同时供声学装修的面积有限,这给体育馆的建筑声学设计和吸声材料的选用带来一定难度。面对这些问题,我们就海军工程大学体育馆声学装修工程所做的工作总结如下。
海军工程大学体育馆于2003年开始建设,2004年初建成。比赛大厅内部平面为正方形,顶棚为人字形,高度为24.7米。观众厅有效容积:58800 m3,室内总表面积:10835 m2,满场观众数:2334 人,每座有效容积为25.2m3,属中型体育馆。 为节约能源,建筑考虑从顶棚和部分侧墙采光。顶棚的采光面积占顶棚面积11%,馆内北墙除墚和柱外,全部是玻璃窗。大厅内可装修面积较少。
受业主委托,某公司负责该馆比赛大厅的声学设计和声学装修工作。本着“既要达到体育馆国家声学标准,又要降低造价”的指导思想,我们考虑了多个声学设计方案,最后采用如下方案进行装修:
1、顶棚:在全部网架下弦管上(有磨砂中空玻璃处的20个网架除外)均匀地平面悬挂80mm厚浮云式钦艺空间吸声体1361㎡(占顶棚面积45%、吸声衬布饰面、3#角钢固定),以最大限度的获取吸声效果、降低成本。(见下图)
2、厅内山墙:为保证厅内混响时间和消除厅内回声,观众席后东、西、南三墙面用50mm厚钦艺弹性吸声板和5mm厚钦艺低频吸声构件(阻燃吸声布饰面,木龙骨、后空腔100/145mm安装)按一定比例交替铺满。(见下图)
3、比赛池四周墙面采用防污、抗撞击性能较好的50mm厚钦艺穿孔吸声板(穿孔铝板饰面,后空腔100mm、木龙骨和三角轻钢龙骨安装),以消除运动员的脚步回声和击球回声等低频噪音。考虑到大厅内的吸声量已经达到设计要求,厅内看台栏板未使用吸声材料。(见下图)
整个声学装修工程于2004年元月完成。大厅内获得了很清晰的听音效果,其装饰效果业主也很满意,大厅整体装修效果见下图:
2004年2月14日,由湖北省计量测试研究院(中南国家计量测试中心)进行混响时间测量。当天温度为18℃,相对湿度为60%,晴天。该院使用 Building Acoustics Analyzer Type 4418测量仪在场内选取9个点进行检测。测试结论:馆内混响时间达到体育馆国家声学标准。
测量结果与设计计算值(均为空场)的比较见下表:
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从上表可知,工程的设计、装修的精度高,设计值与实测值的平均误差仅为4.7%。
回顾整个工程,我们有以下几点体会:
1、体育馆的容积大而可装修面积小,要达到国家声学标准,必须使用高效吸声材料。本工程使用的空间吸声体、穿孔吸声板、弹性吸声板均为全频吸声材料,不仅中、高频吸声系数高,低频吸声系数也高。
2、工程所用材料全部由我公司工厂进行专业化生产做成成品,再运至工地进行安装,避免了工地现场制作、组装的误差。
3、考虑到多孔吸声材料即使是同一型号(容重×厚度),而由不同厂家生产的产品,其吸声系数的差异较大这一情况,我公司在吸声板生产时其原材料严格使用指定厂家的产品。避免成品生产时由原材料供货商的不同而引起的误差。
4、成品生产过程中,实行严格的质量控制。
5、材料安装时严格按照设计要求进行,避免安装误差。
6、合理地使用空间吸声体(成品),可大幅度地降低造价,缩短混响时间,取得良好的效果。
7、设计计算时根据经验,将材料的吸声系数进行了适当的修正。
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