體育館吸音改造 膜結(jié)構(gòu)頂棚以其輕質(zhì)、高強(qiáng)度、造型可塑性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)在高大空間建筑設(shè)計(jì)中被廣泛應(yīng)用，然而該結(jié)構(gòu)由于其自身材質(zhì)的特殊性又對(duì)室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計(jì)提出了更高的要求。傳統(tǒng)的大空間音質(zhì)設(shè)計(jì)以控制全頻混響時(shí)間和避免聲缺陷為重點(diǎn)，較低的混響時(shí)間及平直的頻率特性有利于擴(kuò)聲系統(tǒng)的使用。常見(jiàn)的處理方式即在頂面結(jié)合金屬屋面做聲學(xué)處理或者大面積懸掛吸聲體，而在膜結(jié)構(gòu)的高大空間中這些方法將受到較大的限制，一方面是基于膜自身的吸聲特性，由于自振頻率較低且面積較大，膜結(jié)構(gòu)低頻吸聲性能較好，同時(shí)較大的平均自由程使得空氣吸聲量在總吸聲量中的比例增大，頻率特性在高頻段斜率急劇減小，從而在中低頻段某處出現(xiàn)拐點(diǎn)（“起包”現(xiàn)象）；另一方面，吸聲界面受到限制，在已有膜結(jié)構(gòu)的表面難以懸掛較大的荷載且難以進(jìn)行聲學(xué)處理，若頂棚較高，則平整的膜表面與地面之間容易產(chǎn)生顫動(dòng)回聲的音質(zhì)缺陷。由此可見(jiàn)，分析已有的膜結(jié)構(gòu)聲學(xué)設(shè)計(jì)案例并探索其音質(zhì)設(shè)計(jì)策略具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。 高大空間建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)是當(dāng)代建筑聲學(xué)工程技術(shù)的重要研究方向，文獻(xiàn)[1,2,3,4,5]中闡述了體育館、主題樂(lè)園、展廳等不同功能的高大空間聲學(xué)設(shè)計(jì)方案，這些方案具有一定共性，即頂面往往能夠作為重要的吸聲面且限制較??；而關(guān)于膜結(jié)構(gòu)聲學(xué)性能的研究較少，僅有的文獻(xiàn)則更多關(guān)注膜結(jié)構(gòu)的空氣聲隔聲性能[6,7]。本文以某膜結(jié)構(gòu)體育館的聲學(xué)改造工程為例，通過(guò)分析改造前室內(nèi)聲場(chǎng)的音質(zhì)缺陷，提出合理的建聲和電聲解決方案，采用聲學(xué)模擬軟件仿真計(jì)算室內(nèi)聲場(chǎng)，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量驗(yàn)證方案的可行性。

體育館吸音改造 目前，從國(guó)內(nèi)到國(guó)外，不論是新建館還是舊館改造,普遍都設(shè)計(jì)成" 多功能"的模式。不僅具備體育訓(xùn)練和比賽的功能，還承擔(dān)集會(huì)、展覽、慶典、文藝演出甚至放電影等多樣功能。據(jù)資料介紹，美國(guó)舊金山某體育設(shè)施的使用比率 中, 體育比賽占51.7%, 音樂(lè)會(huì)占19.4%, 馬戲、冰上舞蹈占7.1%, 展覽及其它活動(dòng)占21.8%。澳大利亞墨爾本某體育館，音樂(lè)演出占50%左右。這是體育產(chǎn)業(yè)化、社會(huì)化帶來(lái)的發(fā)展動(dòng)向。 　　一、多功能體育館的主要特點(diǎn) 與一般“純”體育功能的體育館對(duì)比，多功能體育館主要有以下一些特點(diǎn)： 　　1、通常在場(chǎng)地一側(cè)設(shè)置固定的舞臺(tái)，用作會(huì)議的講臺(tái)及文藝演出活動(dòng)的表演場(chǎng)地。 　　2、除在比賽場(chǎng)地安裝體育比賽用照明系統(tǒng)和語(yǔ)言廣播擴(kuò)聲系統(tǒng)外，還要參照劇場(chǎng)的模式增加設(shè)置舞臺(tái)燈光和文藝演出(語(yǔ)言與音樂(lè)兼用)的擴(kuò)聲系統(tǒng)。 　　3、對(duì)建聲設(shè)計(jì)的要求應(yīng)高于"純"體育功能的場(chǎng)館。這是本文討論的主題。 　　二、 體育館建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 　　 建設(shè)部近年先后頒發(fā)了JGJ/T131-2012 《體育場(chǎng)館聲學(xué)設(shè)計(jì)及測(cè)量規(guī)程》和JGJ31-2003《體育建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》兩個(gè)文件，其中有關(guān)建聲設(shè)計(jì)的指標(biāo)及要求有以下幾點(diǎn)： 　　〔1〕體育館建筑聲學(xué)條件應(yīng)以保證語(yǔ)言清晰為主。 　　〔2〕不得產(chǎn)生明顯的聲聚焦、回聲、顫動(dòng)回聲等音質(zhì)缺陷。 　　〔3〕中小型體育館混響時(shí)間在500-1000Hz范圍內(nèi)宜設(shè)置:1.3-1.5s。 　　 各頻率混響時(shí)間相對(duì)于500-1000Hz混響時(shí)間的比值： 　　 頻率〔Hz〕 125 250 2000 4000 比值 1.0-1.3 1.0-1.1 0.9-1.0 0.8-0.9 　 　 　　〔4〕大廳上空應(yīng)設(shè)置吸聲材料或吸聲構(gòu)造。 　　〔5〕大廳四周的玻璃窗應(yīng)設(shè)有吸聲效果的窗簾。 　　〔6〕大面積墻面應(yīng)做吸聲處理。 　　〔7〕比賽場(chǎng)地周圍的矮墻、看臺(tái)欄板宜設(shè)置吸聲構(gòu)造，或控制傾斜角度和造型。 　　 　近年體育館的建筑造型和結(jié)構(gòu)大量采用暴露網(wǎng)架、不設(shè)吊頂甚至采用透光的屋頂材料，并流行弧形拱頂、圓形墻體和大面積玻璃窗或玻璃幕墻等形式，這都容易造成較嚴(yán)重的聲學(xué)缺陷。而且建筑聲學(xué)的設(shè)計(jì)項(xiàng)目往往是在建筑土建設(shè)計(jì)、裝飾設(shè)計(jì)甚至施工的后期才介入，由于基本的建筑造型方面已難以改變，解決辦法是從聲學(xué)裝修結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行調(diào)整和改造。這就大大增加了設(shè)計(jì)和施工的難度。 建筑結(jié)構(gòu)造成的常見(jiàn)聲學(xué)缺陷如： 　　1、聲聚焦 　　聲音在遇到凹的墻面或天花棚頂時(shí)將會(huì)產(chǎn)生聲聚焦，使某些點(diǎn)或某些區(qū)域的聲壓級(jí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它位置，導(dǎo)致聲場(chǎng)分布很不均勻，出現(xiàn)"聲染色"和"聲反饋嘯叫"等音質(zhì)缺陷。體育館的弧形拱頂和圓形墻體，是典型的容易產(chǎn)生聲聚焦的結(jié)構(gòu)。 　　2、顫動(dòng)回聲 　　在室內(nèi)的一對(duì)平行墻之間，一個(gè)聲音在兩墻壁間來(lái)回反射產(chǎn)生多個(gè)重復(fù)的聲音，稱為顫動(dòng)回聲。這在體育館的大面積墻面以及比賽場(chǎng)地周圍的矮墻和看臺(tái)欄板等處容易產(chǎn)生。 　　3、混響時(shí)間偏長(zhǎng)