现代体育馆大型网架空间音质控制设计研究

摘要

现代体育馆因规模宏大、形式新颖、技术先进等建筑特点，逐渐成为城市的标志性建筑。规模宏大的体育馆一般为大跨度网壳结构，这就导致了体育馆内部空间大、不规则等特点，造成室内混响时间长，易产生声聚焦、回声等音质缺陷，故体育馆音质控制设计研究是体育馆建设中急需解决的课题。 本文以第十一届全运会承办场馆之一——中国海洋大学体育馆为例，对体育馆大型网架空间进行音质控制设计研究。本文首次在计算机声场模拟软件中建立体育馆大跨度网架的精确模型，在此基础上分析大型网架在声场中的扩散特性，即清晰度D50、侧向反射因子LF80等参数的网格分布图。同时在原始场馆测试条件具备条件下，结合现场实测与计算机模拟数据分析，证实模拟技术的准确与可行性。继而对体育馆各建筑单元各自不同的声学处理下对声场音质控制贡献进行模拟分析，最终提出该体育馆大型网架空间音质控制设计方案。 本文对体育馆音质控制方案的提出所做的主要工作包括：运用VC编程解决网架的各杆件在三维空间角度问题，为网架在声学模拟软件ODEON中的精确建模提供准确数据。并针对体育馆内各表面材料声学特性，利用VC通过ADO接口连接Access数据库，建立吸声材料查询系统，便于方案制定中吸声装饰材料的选择。首先通过原始场馆ODEON模拟分析与现场PULSE多通道分析系统实测对比，选用最为准确的混响时间计算方法，为体育馆音质控制工作提供了可靠的依据与保证。继而对体育馆内建筑单元结构进行逐一模拟分析。并针对馆内低频混响时间难以控制的难题，采用空间低频吸声体解决，馆内音质最终得到优化控制。 最后对体育馆内音质改造后的扩散反射声场进行了模拟分析，针对主要音质参数——声压级SPL、清晰度D50、侧向反射因子LF80进行网格模拟分析，发现馆内声场分布不均，声压级不足等问题，采用EASE模拟设计电声系统解决。 综上所述，本文所采用的音质控制设计方案，对体育馆大型网架空间音质优化有很好的指导意义，为实际工程中体育馆声学设计指引了方向。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1引言

1.2现代体育馆设计理念

1.3体育馆声场模拟面临的难题

1.4本文研究课题的意义及内容安排

2 ODEON下体育馆建模关键技术分析

2.1大型网架ODEON下精确建模

2.2主要建筑结构模型的建立

2.3模型检测与三维视图

2.4模型吸声材料的选择

2.4.1吸声材料数据库的建立

2.4.2馆内材料吸声系数

2.5声源与接收点的设定

2.6网架精确建模对扩散反射影响分析

2.6.1声压级SPL影响分析

2.6.2清晰度D50影响分析

2.6.3侧向反射因子LF80影响分析

3混响时间ODEON模拟估算分析

3.1吸声屋面对混响时间影响分析

3.2混响时间传统计算

3.3 ODEON混响时间估算法

3.3.1快速估算法

3.3.2整体估算法

3.3.3施罗德后向积分法

3.4现场实测实验

3.4.1测试设备

3.4.2现场测试环境及内容

3.4.3现场测试数据

3.5现场测试与模拟数据比较分析

3.6实测混响时间满场估算分析

4主要建筑单元对混响时间影响分析

4.1观众区对混响时间影响分析

4.1.1空场座椅对混响时间影响分析

4.1.2满场观众对混响时间影响分析

4.2玻璃幕墙吸声帘幕的选用与模拟分析

4.2.1织物窗帘吸声分析与选用

4.2.2模拟结果

4.3主要建筑单元对混响时间的影响

4.3.1柱子模拟分析

4.3.2塔楼模拟分析

4.3.3主环梁模拟分析

4.3.4护栏墙面模拟分析

5音质控制方案分析

5.1低频混响控制方案

5.1.1空间吸声体方案设计

5.1.2模拟结果

5.2馆内建筑单元声学装修前后声场特性分析

5.2.1声压级SPL对比分析

5.2.2清晰度D50对比分析

5.2.3侧向反射因子LF80对比分析

5.3体育馆音质控制设计方案

5.4扩声系统EASE模拟分析

6总结与展望

参考文献

致谢

个人简历

发表的学术论文