體育館建筑隔聲降噪設計

1、2021/3/14 1 體育館建筑的降噪隔聲設計 2021/3/14 2 目錄: 概 述 體育館噪聲控制的標準 環(huán)境噪聲的控制降低傳播途徑中的噪聲 空調(diào)系統(tǒng)噪聲的控制限制噪聲源 實例分析 2021/3/14 3 體育館聲學設計中,首先要考慮比賽大廳所處環(huán)境可能存在的內(nèi)部 和外部的干擾噪聲類型及其頻譜分布,采取合理的隔聲降噪措施,以降 低它們對語言清晰度的影響。 雖然過長的混響時間會降低廳堂內(nèi)的語言清晰度,影響聽聞條件。 但是,當信噪比沒有達到要求時,欲達到良好的室內(nèi)聲場特性,片面地增 加廳堂內(nèi)的吸聲量,鋪貼大量的吸聲材料,并不能有效降低混響時間,獲 得較高的C50和較高的語言清晰度。只有在信噪

2、比滿足要求的條件下, 增加廳堂內(nèi)的吸聲量,結(jié)合裝修設計,方能使廳堂混響時間、C50等參 數(shù)滿足良好的聲學要求,并確保良好的室內(nèi)語言清晰度要求。 體育館內(nèi)部的噪聲控制包括環(huán)境噪聲控制環(huán)境噪聲控制和設備系統(tǒng)的噪聲控制設備系統(tǒng)的噪聲控制 兩部分,其控制成效直接關(guān)乎大廳內(nèi)語言清晰度。 一.概 述 2021/3/14 4 在體育館噪聲控制設計中應遵循相應的設計規(guī)范: JGJ/T131-2000體育館聲學設計及測量規(guī)程體育館聲學設計及測量規(guī)程 JGJ/31-2003,體育建筑設計規(guī)范體育建筑設計規(guī)范 在進行體育館噪聲控制設計的過程中,不僅要考慮如何降低體育館的內(nèi) 部噪聲,還要把體育館作為噪聲源考慮其對周邊

3、環(huán)境的影響,并符合城城 市區(qū)域環(huán)境噪聲標準市區(qū)域環(huán)境噪聲標準中規(guī)定的允許噪聲標準。 類別晝間夜間備注 05040特別安靜區(qū) 15545居民言教區(qū) 26050混雜區(qū) 36555工業(yè)區(qū) 47055交通干線區(qū) 城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準LAeq:dB 二.體育館噪聲控制的標準 2021/3/14 5 三.環(huán)境噪聲的控制降低傳播途徑中的噪聲 體育館圍護結(jié)構(gòu)的隔聲性能均較差:大面積網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、膜結(jié)構(gòu)、 輕質(zhì)屋面是目前普遍采用的結(jié)構(gòu);墻面又嵌以大面積玻璃窗。因此, 現(xiàn)代的體育館在控制戶外噪聲干擾時,難以從提高圍護結(jié)構(gòu)的隔聲能 力加以解決,主要依靠建筑用地的合理選擇和總平面規(guī)劃設計、建筑 設計以及場館周圍的防噪處理

4、。 主要解決措施: 1.總平面規(guī)劃中合理布置體育館的位置 2.聲屏障景觀的設計 3.自身建筑構(gòu)件的隔聲設計 2021/3/14 6 1.總平面規(guī)劃中合理布置體育館的位置 體育館建筑在規(guī)劃布局中應處于合理的城市功能分區(qū)之中, 遠離機場、 鐵路、城市快速路、工廠等噪聲污染嚴重的區(qū)域。面對主要道路時, 對交通噪 聲也應做適當隔離 例如:國家游泳中心,在 場館與環(huán)路、主要城 市道路、相鄰比賽場 館用綠化帶,停車場, 廣場等隔離,并將比賽 大廳與交通噪聲源用 輔助用房隔開,減少噪 聲源對其的干擾。 2021/3/14 7 首都體育館位于北 京市海淀區(qū),位于兩條 道路的交叉口位置。 在規(guī)劃布局方面,與 兩

5、側(cè)道路保持一定的距 離,以減少交通噪聲對 體育場館的影響。 在道路與體育館之 間設有綠化、停車場等 隔離。體育館與周邊建 筑保持一定的距離并設 有廣場綠化,不僅滿足 城市區(qū)域規(guī)劃的要求, 也起到隔聲降噪的作用。 2021/3/14 8 2.聲屏障景觀的設計 在用地緊張,規(guī)劃選址不能滿足相應的噪聲控制標準時,應在噪聲傳來的方 向設置聲屏障。聲屏障的設計,一般通過聲學設計、外形設計、結(jié)構(gòu)設計,并 作了技術(shù)經(jīng)濟比較之后,可以算是完成了,但是根據(jù)人們生活水平的提高,以 及設計水平的提高和要求的深化,聲屏障的景觀設計聲屏障的景觀設計也作為整個聲屏障設計 的一個組成部分。 聲屏障景觀設計的兩種方式: 1.

6、在道路兩側(cè)設置隔聲屏障景觀以減少交通噪聲對體育館的影響,在設計 時應從交通安全、視覺影響、生態(tài)等各方面進行設計。 2.在體育館周邊設置綠化,通過不同樹種的配置,不僅達到優(yōu)化景觀系統(tǒng)的 作用,而且達到降噪的效果。 2021/3/14 9 （1）在道路兩側(cè)設置隔聲屏障景觀 道路聲屏障景觀的設計是聲屏障設計的一個重要組成部分,設計時不僅 考慮對降噪的要求、面對車道部分整體劃一,在背面也應清清爽爽,為了消除 這種隔閡,透明聲屏障效果最佳,否則,也應考慮在背面有一線條的變化的設計 或采用垂直綠化來裝點環(huán)境。 道路聲屏障景觀設計實例 2021/3/14 10 （2）在體育館周邊設置綠化系統(tǒng) 北京大學體育館

7、（乒乓球館）的綠化景觀設計 綠化設計喬木選用了雪松、白蠟、臭椿、銀杏、龍柏,灌木選用的是 天目瓊花、錦熟黃楊、迎春、紫葉小檗、連翹、金銀木等。 常綠的雪松配以色葉的銀杏為頂層喬木的配置,四季有綠,景色不同。 中層采用紫葉小檗、錦熟黃楊、寬葉麥冬的變化組合,紅綠相潤,高低錯落。 地被采用冷季型草種結(jié)縷草,耐踐踏、生命力強。 其他綠化區(qū)域也互相搭配呼應,運用十幾植物組合出高低錯落、四季 有綠、季季不同的變化豐富的綠化景觀效果。這不僅達到了良好的景觀這不僅達到了良好的景觀 效果效果,對隔聲降噪也有重要的作用。對隔聲降噪也有重要的作用。 2021/3/14 11 北京大學體育館周邊綠化配置 2021/

8、3/14 12 3.自身建筑構(gòu)件的隔聲設計 因體育館周邊會有各式各樣的噪聲源,如施工工地、工廠、學校、公路、 管道等,加之體育館圍護結(jié)構(gòu)的隔聲性能均較差,因此為了保證有良好的聽聲 環(huán)境或辦公環(huán)境,除了采取合理的規(guī)劃和設置聲屏障等措施,還必須對體育館 自身的構(gòu)件進行隔聲處理。 體育館自身構(gòu)件隔聲的薄弱部位: （1）墻體、屋面的隔聲設計 （2）門、窗的隔聲設計 （3）管道穿墻處的隔聲設計 2021/3/14 13 1.體育館多為鋼架輕體墻結(jié)構(gòu) 鋼架與輕體墻之間往往有縫容易透聲; 屋頂和四周墻壁面結(jié)合處一定要嚴格 密封,要求密封處有厚度,厚度與體墻 一致,密封嚴實。 2.體育館屋面多為輕質(zhì)金屬夾芯屋

9、 面板,本身隔聲性能較差,尤其是防雨 噪聲的性能更差。解決這個問題比較 有效的方法是采用復合的金屬夾芯屋 面板,在原有屋面板中加入保溫、隔 聲等材料。在提高屋面板隔聲性能的 同時,對控制體育館的混響時間也有 良好作用,同時,還有保溫作用。 （1）墻體、屋面的隔聲設計 2021/3/14 14 門、窗的隔聲能力較低,且需經(jīng)常開啟,應提高外墻門、窗的隔聲能 力。對隔聲要求較高的體育館,應設置聲閘、采用雙層玻璃窗。門、窗的 隔聲能力除玻璃厚度因素外,密封更為重要,其影響約為410分貝。此外, 雙層窗間的距離,門、窗的邊框內(nèi)有無吸聲材料均影響其隔聲能力。如果 選用不同厚度的玻璃組合,將有助于減弱低頻共

10、振和中高頻的吻合效應。 （2）門、窗的隔聲設計 （3）管道穿墻處的隔聲設計 管道穿墻處是隔聲的薄弱環(huán)節(jié)管道穿墻處是往往留有孔洞,不 仔細處理,則留下噪音隱患,使其它隔聲措施前功盡棄,而一旦裝修完畢, 屬于隱蔽工程,極不好發(fā)現(xiàn)及處理。應使用噴涂式泡沫隔聲材料噴涂式泡沫隔聲材料 或美國美國 進口噴涂式環(huán)保植物型隔聲棉進口噴涂式環(huán)保植物型隔聲棉,不遺留孔洞,遮擋嚴實。 2021/3/14 15 四.空調(diào)系統(tǒng)噪聲的控制限制噪聲源 空調(diào)系統(tǒng)是體育館內(nèi)的主要噪聲源。由于容積大,空調(diào)負荷很大, 大功率的風機、冷凍機產(chǎn)生巨大的噪聲和振動,必須進行噪聲控制。 對國內(nèi)體育館的聲學調(diào)查表明,大約60%的體育館,由于

11、空調(diào)噪聲超標, 影響賽后的多功能使用。 空調(diào)系統(tǒng)噪聲控制主要包括消聲消聲和隔振隔振兩方面。 消聲設計主要針對風機的噪聲控制; 隔振設計主要是空調(diào)、制冷設備的噪聲控制。 但無論是消聲或隔振,共同目標是滿足比賽大廳允許噪聲標準 NR35(NR40) 。 2021/3/14 16 空調(diào)系統(tǒng)噪聲控 制設計程序圖: 2021/3/14 17 1.風機的消聲處理 常規(guī)情況下,體育館空調(diào)風主風道流速應控制在8m/s以內(nèi),支風管風速低 于4一5m/s,出風口風速小于2m/s。由于體育館空調(diào)負荷大,所用消聲器消聲器的數(shù) 量和面積都很大,選用消聲器時,應考慮造價,盡可能選用價廉、耐久、效果好 的產(chǎn)品。 風機消音器

12、主要用于降低各種風機風口、風道和封閉式機房進風口的 空氣動力性噪聲 。 1、箱體 2、冷卻電機消聲器 3、出口消聲器 4、出口短管 5、卡子 6、軟連接 7、風機 8、電動機 9、鋼架 10、減振器 11、海綿墊 12、進口消聲器 13、出口消聲器 14、軸流風機 15、進口短管 16、卡子 17、軟連接 JD-GP-FG型風機消聲器隔箱示意圖 2021/3/14 18 2.空調(diào)、制冷設備的隔聲設計 關(guān)于空調(diào)、制冷設備的隔振,通風機應采用金屬隔振器或隔聲罩金屬隔振器或隔聲罩,因為 風機的轉(zhuǎn)數(shù)低,擾動頻率低,要求隔振器有較低的自振頻率,以便獲得低的 頻率比,從而取得良好的隔振效果。 對于水泵、冷

13、凍機,一般轉(zhuǎn)數(shù)較高,可采用自振頻率較高的橡膠隔振器橡膠隔振器 或隔聲罩或隔聲罩.目前,國內(nèi)有多種定型產(chǎn)品可供選用。 其他制冷設備,如壓縮機、冷卻塔等,不僅要考慮消聲與減振措施,同時 還必須注意防止周圍環(huán)境的干擾,必要時還應設置聲屏障等隔離措施。 橡膠隔振器彈簧隔振器金屬隔振器 2021/3/14 19 1風機; 2原動機; 3軸和軸承座; 4基座; 5隔振器(鋼彈簧和橡膠塊); 6支承結(jié)構(gòu); 7通過機組質(zhì)心的軸系 通風機隔振（隔振基礎）示意圖 （1）隔振器的應用 隔振器是連接設備和基礎的彈性元件,用以減少和消除由設備傳遞到 基礎的振動力和由基礎傳遞到設備的振動,以減少噪聲的產(chǎn)生,降低對周圍 聲

14、環(huán)境的干擾。 隔振器 2021/3/14 20 水泵隔振系統(tǒng)示意圖 隔振器 隔振器 2021/3/14 21 （2）隔聲罩（間）的應用 隔聲罩實景 通風機隔聲罩的應用 隔聲罩（間）通常是具有隔聲、吸聲、阻尼、隔振和通風、消聲等 功能的綜合體,也可以具有其中幾項功能。它可以有效地阻隔噪聲的外傳 和擴散,以減少噪聲對環(huán)境的影響 隔聲罩（間）功能示意圖 2021/3/14 22 五.實例分析國家奧林匹克運動中心綜合體育館 綜合體育館內(nèi)景 綜合體育館外景 2021/3/14 23 綜合體育館平面圖 2021/3/14 24 綜合體育館縱剖面 2021/3/14 25 1.體育館概況 國家奧林匹克體育中

15、心體育館是一座多功能的體育館。綜合體育館在亞 運會期間將在這里進行多項球類、體操比賽的決賽,會后供多功能使用, 因 此, 該館按多功能廳堂作聲學設計。 體育中心綜合館的形式、規(guī)模和聲學設計指標 其中對背景噪聲的要求為其中對背景噪聲的要求為40dBA。 2021/3/14 26 2.體育館噪聲控制 （1）環(huán)境噪聲控制 1.體育館在規(guī)劃布局中 遠離城市道路,以減少交 通噪聲的影響。 2.在綜合體育館與道路 之間設置了多層隔聲屏 障。 廣場 成排樹木 草地 道路兩邊的隔聲設施 這些不同層次的景觀 設置不僅能夠起到美化 環(huán)境的作用,還能起到良 好的降噪效果。 2021/3/14 27 （2）設備系統(tǒng)的噪聲控制 館內(nèi)噪聲源主要是空調(diào)、制冷系統(tǒng)。對此,在系統(tǒng)的送、回風機與風管的接 口處配置了室式室式和阻抗復合式消聲器阻抗復合式消聲器, 在進人館內(nèi)時又追加了ZK型阻性消聲阻性消聲 器器。為了控制系統(tǒng)的低頻噪聲, 在系統(tǒng)的立管內(nèi)（即館端部的塔樓內(nèi)）砌置了 共振頻率f為125一250Hz的共振吸聲磚共振吸聲磚。 阻抗復合消聲器原理圖 阻抗復合消聲器阻抗復合消聲器:是指將聲吸收（阻性）和聲反射（抗性）恰當?shù)亟M合起來的消聲器。它同 時既有阻性消聲器消除中、高頻噪聲和抗性消聲器消除低、中頻噪聲的特性,具有寬