體育館聲學(xué)設(shè)計

在現(xiàn)代體育場館的建設(shè)中，聲學(xué)設(shè)計已不再是可有可無的附加項，而是成為提升觀眾體驗、保障運動員表現(xiàn)、促進(jìn)賽事直播質(zhì)量不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。一個精心設(shè)計的體育館聲學(xué)環(huán)境，能夠有效地控制聲音的傳播與反射，減少噪音干擾，增強聲音的清晰度與立體感，為觀眾帶來震撼的沉浸式觀賽體驗。

一、體育館聲學(xué)設(shè)計的重要性

1、提升觀眾體驗：良好的聲學(xué)設(shè)計能確保觀眾席上的每一位觀眾都能清晰地聽到比賽解說、運動員的呼喊聲以及現(xiàn)場音樂等，避免因聲音混雜或回聲過長而影響觀賽感受。

體育館的最大特點就是容積較大，致使大廳的混響時間過長。首先，過長的混響時間會降低大廳的音質(zhì)清晰度，使觀眾的聽音混濁，影響演出的效果和口碑。對于運動員則可能由于館中音質(zhì)問題而大失水平。其次，過長的混響時間還會使擴(kuò)聲系統(tǒng)產(chǎn)生嘯叫。另外，比賽池的平行墻和過大的自由聲程會產(chǎn)生顫動回聲和多重回聲的音質(zhì)缺陷。會使運動員運球的腳步聲和撞擊聲更加激烈，甚至演變成強烈的嘈雜聲。當(dāng)代體育館的構(gòu)型愈趨于多樣化，建筑設(shè)計師們已不滿足過去矩形的設(shè)計。

2. 保障運動員表現(xiàn)：對于需要高度集中注意力的運動項目，如籃球、排球等，減少外界噪音干擾對運動員的心理和生理狀態(tài)至關(guān)重要。聲學(xué)設(shè)計有助于營造一個相對安靜、專注的比賽環(huán)境。

3. 促進(jìn)賽事直播質(zhì)量：高質(zhì)量的聲學(xué)環(huán)境能夠提升現(xiàn)場收音效果，使得電視轉(zhuǎn)播和網(wǎng)絡(luò)直播中的聲音更加清晰、自然，增強觀眾的遠(yuǎn)程觀賽體驗。

設(shè)計要求

體育館比賽大廳的建筑聲學(xué)條件應(yīng)保證語言清晰為主。在處理比賽大廳內(nèi)吸聲、反射聲和避免聲缺陷時，應(yīng)把自然聲源、擴(kuò)聲揚聲器作為主要聲源。

具體表述是：

1、體育館觀眾席上有足夠的響度；

2、體育館揚聲器的布置應(yīng)覆蓋整個觀眾席和比賽場地，盡量使聲場均勻，不應(yīng)出現(xiàn)死區(qū)；

3、體育館具有清晰的聽聞條件，良好的方向感和節(jié)目的保真度；

4、體育館音響系統(tǒng)應(yīng)有足夠的穩(wěn)定度和功率余量。

二、體育館聲學(xué)設(shè)計的關(guān)鍵要素

聲學(xué)設(shè)計基本參數(shù)

1混響時間

混響時間是體育場館最重要的一個指標(biāo)，它直接關(guān)系到語言清晰度、語言傳輸指數(shù)、音樂明晰度等多項聲學(xué)指標(biāo)。合適的體育館混響時間可以給觀眾一個良好的聽音環(huán)境，能更加投入的關(guān)注比賽。

若體育館混響過短則聽起來聲音很干，親切感不足，而且容易讓人疲憊。若體育館混響過長則語言清晰度低，觀眾不能準(zhǔn)確的聽出現(xiàn)場運動員和解說員的聲音，而且還會影響體育館電聲系統(tǒng)可見良好的體育館混響時間對體育場館的重要性。

中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T131-2000《體育館聲學(xué)設(shè)計及測量規(guī)程》中推薦綜合館、游泳館比賽大廳滿場500-1000Hz混響時間及各頻率混響時間相對于500~1000Hz混響時間混響時間的比值宜分別采用表1、2與表3。

有花樣滑冰功能的溜冰館，其體育館比賽廳混響時間可按容積大于80000?的綜合體育館比賽大廳的混響時間設(shè)計。冰球館、速滑館、網(wǎng)球館、田徑館等專項體育館比賽廳的混響時間可按游泳館比賽廳混響時間設(shè)計。

混響時間應(yīng)按公式分別對125、250、500、1000、2000、4000Hz六個頻率進(jìn)行計算，計算值取道小數(shù)點后一位。

T60的計算公式為：

其中，室內(nèi)平均吸聲系數(shù)：

V—房間容積，?；

S—室內(nèi)總表面積，㎡；

α—室內(nèi)平均吸聲系數(shù)；

m—空氣中聲衰減系數(shù)（M－1）；

Si—室內(nèi)各部分的表面積，㎡；

αi—與Si對應(yīng)的吸聲系數(shù)；

Nj—人或物體的數(shù)量，㎡；

αj—與Ni對應(yīng)的吸聲系數(shù)。

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及設(shè)計依據(jù)

1 《體育館建筑設(shè)計規(guī)范》（JGJ31-2003；J265-2003）

2 《體育館聲學(xué)設(shè)計及測量規(guī)程》（JGJ/T131-2000；J42-2000）

3 《廳堂混響時間測量規(guī)范》GBJ76-84

4  國家建設(shè)部《建筑隔聲與吸聲構(gòu)造》（國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集08J931）

5 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）

6 《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GBJ16-1987（2001年版）

7 《建筑內(nèi)部裝修設(shè)計防火規(guī)范》（GB50222-95）

8 《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3096-2008）

三、體育館材料性能要求

1. 建筑材料的選擇：體育館的墻面、天花板和地板材料對聲音的吸收與反射有直接影響。采用吸音性能好的材料，如多孔吸音板、軟包材料等，可以有效減少聲音的反射和混響時間，降低回聲干擾。

2. 形狀與布局：體育館的幾何形狀和內(nèi)部布局也是影響聲學(xué)效果的重要因素。通過合理的空間劃分和形狀設(shè)計，如采用弧形或傾斜的屋頂結(jié)構(gòu)，可以減少聲音在室內(nèi)的聚焦和反射，使聲音分布更加均勻。

3. 音響系統(tǒng)配置：高質(zhì)量的音響系統(tǒng)是體育館聲學(xué)設(shè)計的重要組成部分。通過精確計算音響設(shè)備的布局、功率和指向性，可以實現(xiàn)聲音的精準(zhǔn)覆蓋和均勻分布，確保每個角落的觀眾都能享受到最佳的聽覺效果。

4. 噪音控制：除了減少內(nèi)部聲音的反射和混響外，體育館還需考慮外部噪音的隔離。采用隔音門窗、聲屏障等措施，可以有效降低交通、風(fēng)噪等外部噪音對比賽和觀賽環(huán)境的影響。

三、案例分析：現(xiàn)代體育館聲學(xué)設(shè)計的典范

以北京國家游泳中心（水立方）為例，該場館在聲學(xué)設(shè)計上采用了多項創(chuàng)新技術(shù)。其屋頂和墻面采用了特殊的吸音材料，有效降低了室內(nèi)混響時間；同時，音響系統(tǒng)經(jīng)過精心設(shè)計和調(diào)試，確保了比賽解說、現(xiàn)場音樂等聲音的清晰度和立體感。此外，水立方還注重了外部噪音的隔離，為觀眾和運動員創(chuàng)造了一個安靜、舒適的比賽和觀賽環(huán)境。

四、結(jié)語

體育館聲學(xué)設(shè)計是一門集藝術(shù)與科學(xué)于一體的綜合性學(xué)科，它要求設(shè)計師在遵循聲學(xué)原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合體育場館的實際情況和使用需求，進(jìn)行創(chuàng)造性的設(shè)計。隨著科技的進(jìn)步和觀眾需求的不斷提升，未來體育館聲學(xué)設(shè)計將更加注重個性化、智能化和環(huán)?；陌l(fā)展趨勢，為觀眾帶來更加精彩、舒適的觀賽體驗。