【暖通空调技术解析·11期】体育馆空调节能设计与降噪隔声设计

体育馆建筑的降噪隔声设计

体育馆声学设计中，首先要考虑比赛大厅所处环境可能存在的内部和外部的干扰噪声类型及其频谱分布，采取合理的隔声降噪措施，以降低它们对语言清晰度的影响。

虽然过长的混响时间会降低厅堂内的语言清晰度，影响听闻条件。但是，当信噪比没有达到要求时，欲达到良好的室内声场特性，片面地增加厅堂内的吸声量，铺贴大量的吸声材料，并不能有效降低混响时间，获得较高的C50和较高的语言清晰度。只有在信噪比满足要求的条件下，增加厅堂内的吸声量，结合装修设计，方能使厅堂混响时间、C50等参数满足良好的声学要求，并确保良好的室内语言清晰度要求。

体育馆内部的噪声控制包括环境噪声控制和设备系统的噪声控制两部分，其控制成效直接关乎大厅内语言清晰度。

体育馆噪声控制的标准

在体育馆噪声控制设计中应遵循相应的设计规范：

JGJ/T131-2000《体育馆声学设计及测量规程》

JGJ/31-2003,《体育建筑设计规范》

在进行体育馆噪声控制设计的过程中，不仅要考虑如何降低体育馆的内部噪声，还要把体育馆作为噪声源考虑其对周边环境的影响，并符合《城市区域环境噪声标准》中规定的允许噪声标准。关于噪音，南社百科曾多次做了简介，请查相关资料。

城市区域环境噪声标准LAeq：dB

类别	昼间	夜间	备注
0	50	40	特别安静区
1	55	45	居民言教区
2	60	50	混杂区
3	65	55	工业区
4	70	55	交通干线区

环境噪声的控制

一、降低传播途径中的噪声

体育馆围护结构的隔声性能均较差：大面积网架结构、膜结构、轻质屋面是目前普遍采用的结构；墙面又嵌以大面积玻璃窗。因此，现代的体育馆在控制户外噪声干扰时，难以从提高围护结构的隔声能力加以解决，主要依靠建筑用地的合理选择和总平面规划设计、建筑设计以及场馆周围的防噪处理。

主要解决措施：

1.总平面规划中合理布置体育馆的位置

2.声屏障景观的设计

3.自身建筑构件的隔声设计

总平面规划中合理布置体育馆的位置

体育馆建筑在规划布局中应处于合理的城市功能分区之中,远离机场、铁路、城市快速路、工厂等噪声污染严重的区域。面对主要道路时,对交通噪声也应做适当隔离。

例如：国家游泳中心，在场馆与环路、主要城市道路、相邻比赛场馆用绿化带，停车场,广场等隔离，并将比赛大厅与交通噪声源用辅助用房隔开,减少噪声源对其的干扰。

首都体育馆位于北京市海淀区，位于两条道路的交叉口位置。

在规划布局方面，与两侧道路保持一定的距离，以减少交通噪声对体育场馆的影响。

在道路与体育馆之间设有绿化、停车场等隔离。体育馆与周边建筑保持一定的距离并设有广场绿化，不仅满足城市区域规划的要求，也起到隔声降噪的作用。

二、声屏障景观的设计

在用地紧张，规划选址不能满足相应的噪声控制标准时，应在噪声传来的方向设置声屏障。声屏障的设计，一般通过声学设计、外形设计、结构设计，并作了技术经济比较之后，可以算是完成了，但是根据人们生活水平的提高，以及设计水平的提高和要求的深化，声屏障的景观设计也作为整个声屏障设计的一个组成部分。

声屏障景观设计的两种方式：

1.在道路两侧设置隔声屏障景观以减少交通噪声对体育馆的影响，在设计时应从交通安全、视觉影响、生态等各方面进行设计。

2.在体育馆周边设置绿化，通过不同树种的配置，不仅达到优化景观系统的作用，而且达到降噪的效果。

（1）在道路两侧设置隔声屏障景观

道路声屏障景观的设计是声屏障设计的一个重要组成部分，设计时不仅考虑对降噪的要求、面对车道部分整体划一，在背面也应清清爽爽，为了消除这种隔阂，透明声屏障效果最佳，否则，也应考虑在背面有一线条的变化的设计或采用垂直绿化来装点环境。

道路声屏障景观设计实例

北京大学体育馆（乒乓球馆）的绿化景观设计

北京大学体育馆周边绿化配置

绿化设计乔木选用了雪松、白蜡、臭椿、银杏、龙柏，灌木选用的是天目琼花、锦熟黄杨、迎春、紫叶小檗、连翘、金银木等。

　　常绿的雪松配以色叶的银杏为顶层乔木的配置，四季有绿，景色不同。中层采用紫叶小檗、锦熟黄杨、宽叶麦冬的变化组合，红绿相润，高低错落。

　　地被采用冷季型草种结缕草，耐践踏、生命力强。

其他绿化区域也互相搭配呼应，运用十几植物组合出高低错落、四季有绿、季季不同的变化丰富的绿化景观效果。这不仅达到了良好的景观效果，对隔声降噪也有重要的作用。

三、自身建筑构件的隔声设计

因体育馆周边会有各式各样的噪声源，如施工工地、工厂、学校、公路、管道等，加之体育馆围护结构的隔声性能均较差，因此为了保证有良好的听声环境或办公环境，除了采取合理的规划和设置声屏障等措施，还必须对体育馆自身的构件进行隔声处理。

体育馆自身构件隔声的薄弱部位：

（1） 墙体、屋面的隔声设计

（2）门、窗的隔声设计

（3）管道穿墙处的隔声设计

（1）墙体、屋面的隔声设计

1.体育馆多为钢架轻体墙结构——钢架与轻体墙之间往往有缝容易透声；屋顶和四周墙壁面结合处一定要严格密封，要求密封处有厚度，厚度与体墙一致，密封严实。

2.体育馆屋面多为轻质金属夹芯屋面板，本身隔声性能较差，尤其是防雨噪声的性能更差。解决这个问题比较有效的方法是采用复合的金属夹芯屋面板，在原有屋面板中加入保温、隔声等材料。在提高屋面板隔声性能的同时，对控制体育馆的混响时间也有良好作用，同时，还有保温作用。

（2）门、窗的隔声设计

门、窗的隔声能力较低，且需经常开启，应提高外墙门、窗的隔声能力。对隔声要求较高的体育馆，应设置声闸、采用双层玻璃窗。门、窗的隔声能力除玻璃厚度因素外，密封更为重要，其影响约为4~10分贝。此外，双层窗间的距离，门、窗的边框内有无吸声材料均影响其隔声能力。如果选用不同厚度的玻璃组合，将有助于减弱低频共振和中高频的吻合效应。
（3）管道穿墙处的隔声设计

管道穿墙处是隔声的薄弱环节——管道穿墙处是往往留有孔洞，不仔细处理，则留下噪音隐患，使其它隔声措施前功尽弃，而一旦装修完毕，属于隐蔽工程，极不好发现及处理。应使用喷涂式泡沫隔声材料或美国进口喷涂式环保植物型隔声棉，不遗留孔洞，遮挡严实。

空调系统噪声的控制

限制噪声源

空调系统是体育馆内的主要噪声源。由于容积大，空调负荷很大，大功率的风机、冷冻机产生巨大的噪声和振动，必须进行噪声控制。对国内体育馆的声学调查表明，大约60%的体育馆，由于空调噪声超标，影响赛后的多功能使用。

空调系统噪声控制主要包括消声和隔振两方面。

消声设计主要针对风机的噪声控制；

隔振设计主要是空调、制冷设备的噪声控制。

但无论是消声或隔振，共同目标是满足比赛大厅允许噪声标准——NR—35(NR—40)。

空调系统噪声控制设计程序图：

1. 风机的消声处理

常规情况下，体育馆空调风主风道流速应控制在8m/s以内，支风管风速低于4一5m/s，出风口风速小于2m/s。由于体育馆空调负荷大，所用消声器的数量和面积都很大，选用消声器时，应考虑造价，尽可能选用价廉、耐久、效果好的产品。

风机消音器主要用于降低各种风机风口、风道和封闭式机房进风口的空气动力性噪声。

2. 空调、制冷设备的隔声设计

关于空调、制冷设备的隔振，通风机应采用金属隔振器或隔声罩，因为风机的转数低，扰动频率低，要求隔振器有较低的自振频率，以便获得低的频率比，从而取得良好的隔振效果。

对于水泵、冷冻机，一般转数较高，可采用自振频率较高的橡胶隔振器或隔声罩。目前，国内有多种定型产品可供选用。

其他制冷设备，如压缩机、冷却塔等，不仅要考虑消声与减振措施，同时还必须注意防止周围环境的干扰，必要时还应设置声屏障等隔离措施。

（1） 隔振器的应用

隔振器是连接设备和基础的弹性元件，用以减少和消除由设备传递到基础的振动力和由基础传递到设备的振动，以减少噪声的产生，降低对周围声环境的干扰。

（2）隔声罩（间）的应用

隔声罩（间）通常是具有隔声、吸声、阻尼、隔振和通风、消声等功能的综合体，也可以具有其中几项功能。它可以有效地阻隔噪声的外传和扩散，以减少噪声对环境的影响。

实例分析—国家奥林匹克运动中心综合体育馆

1.体育馆概况

国家奥林匹克体育中心体育馆是一座多功能的体育馆。综合体育馆在亚运会期间将在这里进行多项球类、体操比赛的决赛，会后供多功能使用,因此，该馆按多功能厅堂作声学设计。

体育中心综合馆的形式、规模和声学设计指标

2.体育馆噪声控制

（1）环境噪声控制

1.体育馆在规划布局中远离城市道路，以减少交通噪声的影响。

2.在综合体育馆与道路之间设置了多层隔声屏障。

· 广场

· 成排树木

· 草地

· 道路两边的隔声设施

这些不同层次的景观设置不仅能够起到美化环境的作用，还能起到良好的降噪效果。

（2）设备系统的噪声控制

馆内噪声源主要是空调、制冷系统。对此,在系统的送、回风机与风管的接口处配置了室式和阻抗复合式消声器, 在进人馆内时又追加了ZK型阻性消声器。为了控制系统的低频噪声, 在系统的立管内（即馆端部的塔楼内）砌置了共振频率f为125一250Hz的共振吸声砖。

阻抗复合消声器原理图

阻抗复合消声器：是指将声吸收（阻性）和声反射（抗性）恰当地组合起来的消声器。它同时既有阻性消声器消除中、高频噪声和抗性消声器消除低、中频噪声的特性，具有宽频带的消声效果。（请看南社相关百科）

为了防止气流噪声的干扰，管内流速控制在如下标准范围内：

主风道：<7.5m/s

支风道：<6.0m/s

馆内出风口：<4.0m/s

此外,馆内所有空调、制冷设备均作了隔振基础，以防止固体声才传递。

3.声学监测与评价

各项声学指标的测定结果如下表

其中背景噪声为37分贝，小于设计要求的≤40分贝，复合要求。

对综合体育馆的评价：

馆内噪声低，语言清晰度高，没有音质缺陷。