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声学知识

体育场馆的声学设计

作者:丽音声学  日期:2018-03-09  来源:  关注:99

体育场看台的布局也是以视觉质量为依据,由于容量多,看台都为周边式布置,比赛场地是确定的,所以体育场的功能空间同体育馆,因为容积达,往往在百万立方米以上,是体育馆所无法比拟的。

 

现代体育场要求讲究,设施先进,数字化程度高,常设有VIP房,看台挑蓬很大,伸出很深,必要时还有能自动控制封闭透空的开口,所以现代的体育场实质就是一个巨型的体育馆,其开口犹同是一个吸声系数为1的吸声顶棚,由于坐席的材质大都是硬塑、玻璃钢等,吸声量很少,因此看台后墙、挑蓬结构的形状和挑出的深度及其材质对场内的声场特性起着决定性作用,并且问题比体育馆的复杂的多。


著名法国圣丹尼斯体育场,容量为10万座,看台围绕着场地成一椭圆形,看台上有大型的挑蓬顶,顶内有铝穿孔吸声板,由看台后的10m高的双柱顶着,像悬浮在上空的一个光环,轻快而有动感。没有后墙,并且看台各出入口也是开敞的,从体育场的土建结构选型上给了充分的声学考虑,声学效果很好。

广东奥林匹克体育场也是一个椭圆形的场地,有80120个座位,看台上面两条飘带式的顶棚覆盖,并且不对称地向东西两个方向延续,呈现着东西两个缺口,顶棚飘逸而生动,由空腹钢架支撑着,高约10m,前后空透,同样也是在覆盖结构造型上给予声学的考虑,效果很好。

杭州黄龙体育场.png 

杭州黄龙体育场则仅在看台后墙上开了大面积孔洞,也取得较好的声学效果。体育场馆的声学特性,往往是与屋盖、顶棚等结构造型和后墙处理具有决定性的作用。


声学处理方式

 

顶棚的处理

有顶棚体育场馆.png 

体育比赛、文娱演出等都在比赛场地上进行,它面积大、地面的声反射性能强、高度大(至少应为12.5m)、声反射距离长,在地面与顶棚之间具有多次反射,产生多重回声,干扰运动员的注意力和容易判断错误。文娱演出时,传声器位于此处,接受了反射声,会产生啸叫,影响演出。所以在比赛场地上方的顶棚无论是上凸的、下凹的和水平的,都应有宽频带、强吸声的声学处理。馆内顶棚的处理方式有两种,即有吊顶和无吊顶;有吊顶的有点是减少馆内的容积对控制音质条件和节能有利,在吊顶内可以布置灯光、管道、检修马道以及扩声设备等。馆内具有整齐、美观的效果。缺点是吊顶的造价太大,一万平方米面积的吊顶相当一个练习馆的代价。无吊顶的有点,可以接合保温、隔热在屋面板处加吸声材料,一材多用,节约投资;灯具、扩声设备等布置灵活自由;也能达到美观、整齐和新颖的效果。缺点是增加了20-30%的容积,上凸式的增加则非常大,甚至到达惊人的地步。

 

体育馆是以扩声扬声器为主要声源,所以自声源反射处理的声能的途径一部分是到达观众席再反射到顶棚,另一部分到达比赛场地,再反射到顶棚,因此顶棚是馆内声反射必经之地,也是吸声有效之地。体育馆的顶棚约占馆内总表面积的40%,其吸声量约占空场总吸声量的70%

 

体育场无顶棚,可以把透空的开口看作具有吸声系数为1的顶棚,但是吸声量是不够的,因为在体育馆中该处顶棚都是吸声系数大于1的空间吸声体,并且也只能占到吸声量的70%,因此必须考虑看台上部的顶棚的吸声处理来补充吸声量。

 

墙面的处理

 

体育馆的墙面面积较少,约占有馆内总表面积的12-16%,并且计分牌又占去很大一部分,有的墙面上还有玻璃,所以可以布置吸声材料的面积不多,然而在墙面上布置吸声材料或构件是很重要的,以往布置低频吸收材料如穿孔板类较多。文娱演出时,往往以布置在比赛场地内流动的扩声系统为主,射向观众席的各种声音容易被墙所反射,产生长距离的反射而形成回声和由于具有平行表面产生的颤动回声,还有沿着墙爬行的现象,使后座易受干扰。所以墙面上宜布置宽频带的吸声材料和构件,也可以布置扩散体,可以改善馆内的音质条件。

 

体育场不同于体育馆,除场地上部的开口外,其它的界面也以通透为佳,所以,可以在看台的最高处与顶棚相联接的界面处,任其开口,出入口也可以不封闭,甚至看台的台阶也可以是通透的,如50年代所建的南宁体育场的做法,可通风也可以“透”声。

 

存在的问题

 

体育场馆的容积大会产生很多的问题,难度很大,首先是混响时间长,对语言清晰度有掩蔽,不利听闻,并且处理费用很大,而且不容易解决;其次是低频振动大,甚至在很低的频带,直到中频都会存在,这对语言的掩蔽作用很大,并且用一般材料很难解决,要特别设计低频吸声结构才有可能;第三,由于混响实验室所测的材料吸声系数与实际使用情况相差很大,所以计算的误差很大。


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