武汉体育馆建筑声学设计方案和对策

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1、武汉体育馆建筑声学设计方案       武汉体育馆位于汉口桥口区崇仁路口，1956年4月建成，占地5.6万平方米,建筑面积14,490平方米，是武汉市的首座大型的综合性体育馆，其成功改造后承办了第6届全国城市运动会的部分赛事。本文主要介绍该馆的建筑声学设计，其中包括体育馆的建筑声学设计特点、混响时间的控制、音质缺陷的控制和声学测量等内容。                       图1改造后的武汉体育馆内景                                          图2武汉体育馆平

2、面图       1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m2，建筑面积14490m2，比赛大厅面积约为2345m2，比赛大厅容积约为31

3、700m3，可容纳观众1300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。                 图3武汉体育馆剖面图        2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

4、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。      3比赛

5、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31700m3，根据规范，容积小于40000m3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

6、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）。       图4木制吸声板墙面构造             图5穿孔FC吸声板墙面构造    在大厅二层，

7、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

8、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从表中估算的结果来看是满足设计初衷的。       4比赛大厅音质缺陷的控制       体育