比赛大厅体积为>80000m3 时,合适的混响时间为1.5s~1.9s。考虑到多功能用途的奥运会羽毛球比赛馆的具体条件,设计确定其中频最佳混响时间为: (满场) T60 = 1.8 ±0.1s ( f = 500Hz~1kHz) (空场) T60 = 2.1 ±0.1s 2.2 混响时间频率特性
根据体育馆多功能用途的要求,设计建议的奥运会羽毛球比赛馆混响特性如表1所示:
2.3馆内声场分布及传声增益
比赛大厅观众席扩声系统的扩声特性指标达JGJ/T 131-2000规定的一级标准;声场分布:中心频率为1000Hz、4000Hz(1/3倍频程带宽)时,大部分区域不均匀度不大于8dB;传声增益:125~4000Hz平均不小于-10dB比赛场地扩声系统的扩声特性指标可与观众席同级或降低一级(不含流动式返送系统的扩声特性)。 2.4馆内无回声及颤动回声等声学缺陷。 三、建声设计计算
奥运会羽毛球比赛馆建声设计计算主要包括以下几方面内容: (1) 比赛大厅总体积及总表面积的计算 主要计算结果如下:
馆内总表面积为: S总= 17577m2 (其中网架天花面积为7007m2)
馆内总体积为: V 总= 121800m3 (其中包括网架空间内体积13660m3) 单人容积值为: V 总/n = 16.7m3/ 人。 (2) 看台吸声量估算
看台面积为:3952m2 ,空、满场馆内看台吸声量计算结果如表2 所示:
[注]表中吸声系数及吸声量均以每平方米观众席面积计。 (3) 馆内建筑总需吸声量的计算
*注:不包括空气吸声。 (4) 馆内满场混响时间的计算
根据建声设计方案,表4为馆内满场混响时间的计算结果(按80%计算):
由表4设计计算结果可见,在125Hz~4kHz 的频率范围内,设计计算所得的满场馆内混响特性同设计要求值基本相符。详细计算见附一。 四、 声设计仿真
采用建筑声学仿真软件对该羽毛球比赛馆进行计算机仿真,仿真采用无指向性声源,其功率为80dB,声源位置如图中所示。仿真结果见图1~6。 附件一
说明:
表中除特别注明者外尺寸均以毫米计,具体声学构造、尺寸(包括板厚、空腔厚度、龙骨间距、穿孔板的孔径、穿孔率等技术参数)待建筑声学深化设计时确定。 附件二:声学吸声结构大样
五、综述
北工大体育馆为达到设定技术指标,所需不同频率的总吸声量约为7100m2~7780 m2吸声单位(不含空气吸声),现建筑条件应增加的总吸声量为5350 m2~5780m2吸声单位。根据计算,在原有建筑结构基础上增加8365m2吸声面积,其中在网架钢板天花上喷涂一层1.5英寸厚100Kg/ m3的K-13植物纤维吸声材料,5100m2吸声面积,在墙面增加三种不同形式的吸声板,共计3265 m2吸声面积。建设造价约400万元,平均造价约500元/ m2。
消声室隔振弹簧的设计与施工技术
来源: 时间:2009.05.11 查看次数:956
1、 消声室设计
本消声室为半消声室,箱体内平面尺寸9.10*8.30m,消声措施采用400mm*400mm*1000mm的吸声尖劈,消声室与室外隔绝采用双层砖墙隔声结构。消声室净空间6.80m*6.00m*5.00m,在消声室内墙及顶板设置预埋件,再在其上焊制挂尖劈的钢筋网架。
2、 消声室的隔振设计
经估算,弹簧以上箱体总荷载为3108.72KN。
2.1 弹簧的选用和数量的确定
本消声室整个内箱体放置在弹簧上,首先要考虑弹簧能满足上部箱体的竖向承载力的要求。由于弹簧选用受生产厂家加工工艺及弹簧精度等条件的限制,本设计先选定符合精度要求的弹簧,再根据弹簧的承载能力确定弹簧个数和布置。
经比较,本设计选用下列规格的隔振弹簧:d=40mm,D=190mm,弹簧自由高度H=300±1mm,总圈数N=5.5,有效圈数n=4,弹簧钢60SiMn,剪切弹性模量G=93.3Gpa,其极限承载力为79.6KN(在此荷载条件下,弹簧的弹性系数为常数)。考虑到弹簧长期受力条件下的疲劳特性,选取弹簧极限承载力的70%作为其工作荷载,即79.6kN *70%=55.72KN,则需的弹簧数量为(G+P)/55.72=3108.72 / 55.72≈56个。在此工作荷载下,弹簧的压缩量为60.0mm。
2.2 隔振设计与构造措施
消声室的重量基本上均匀分布于弹簧上,并通过弹簧传至下部基础梁。由于弹簧的阻尼作用,大大消减了
外界的噪声、地面震动等各种内外因素对消声室的影响,从而达到隔振消声的目的。其关键的设计构造措施如下:
(1) 考虑到消声室为对称结构,荷载具有对称性,为保证箱体平衡,弹簧的布置必须严格均匀、对称。
(2) 为保证弹簧受力均匀、便于连接、锚固和安装,设计中使弹簧成对布置,与预埋钢板焊接固定。
(3)实验台与消声室底板间设置隔振缝,缝宽15mm左右,并用海绵橡胶填缝,实验台与建筑物基础之间设置橡胶隔振垫。
(4)为保证箱体的稳定性,所有弹簧应严格准确地在同一水平高度,隔振弹簧底座及顶部的水平偏差要求≤L/1000(L为箱体的水平长度)。
3、隔振弹簧施工
隔振弹簧出厂前经逐个试压,在同级荷载下,其压缩高度基本一致。隔振弹簧的安装基座应严格找平,然后锚固弹簧,逐一检查无误后开始施工上部消声室底板和圈梁。
消声室上部墙体应逐圈往上砌筑,在同一水平面上四周荷载尽量控制相等,保证弹簧的受压变形尽量均匀,避免较大倾斜,并要求四壁垂直偏差≤10mm(总高度范围内).
3.1 确定弹簧受荷次数
消声室的施工采用?48*3.5mm普通脚手架钢管,160根立杆和80根横杆用直角扣件拧紧固定后,与弹簧一起承受上部恒荷载和上部施工荷载。56支弹簧与±0.000底板四周梁模板安装同时进行。弹簧以上箱体的恒载+模板及施工荷载为2824.45KN。
48*3.5mm普通脚手架钢管应满足以下要求。(1)、按轴心抗压强度条件,每根立杆的承载力为81.52 KN,160根立杆的竖向承载力为13043.2 KN,能满足承受上部恒荷载和施工荷载的要求;(2)、扣件与钢管立杆间的摩擦条件为在拧紧螺栓的情况下,扣件与钢管之间能产生足够的摩擦力,以传递来自横杆的荷载,并确保连接点不变形。每根立杆的摩擦力为6.0 KN,160根立杆的摩擦力为960 KN,分级次数为2824.45/960=2.94,所以脚手架钢管立杆可分3次给弹簧受荷。
3.2 弹簧分级受荷的施工顺序
第一次:±0.000标高底板恒荷载+2.1m高的墙体,圈梁和构造柱的重力荷载为949KN,待混凝土龄期28d后(强度达100%),开始对弹簧第一次加荷,即在钢管立杆上扣件下移18mm(分两次,每次下移9mm),弹簧受荷935.4KN 。又经计算可知:每只弹簧压缩量1mm时,其竖向承载力为0.928KN;56支弹簧压缩量为18mm时,其竖向承载力为0.928*18*56= 935.4KN
第二次:箱体四周的墙体,圈梁和构造柱施工完毕,其重力荷载为945 KN。实际在钢管立杆上扣件下移18mm,弹簧受荷为935.4 KN。
第三次:6.28m标高顶板施工结束,其重力荷载为523.4 KN。再在钢管立杆上扣件下移10mm,弹簧受荷为
0.928*10*56=519.68 KN。
3.3 弹簧的受荷过程
待7.800m标高屋面板施工完毕,拆除模板,解除施工荷载后,在消声室结构自重荷载下,弹簧平均压缩量为18+18+10=46mm.
目前,建筑物消声隔振属于建筑工程的新课题,以上是施工中的一点浅见,希望能抛砖引玉,使此课题不断完善。
声学设计基础知识必备
来源: 时间:2009.05.11 查看次数:733
声学设计基础知识必备
波长
声波振动一次所传播的距离,用声波的速度除以声波的频率就可以计算出该频率声波的波长,声波的波长范围为17米至1.7厘米,在室内声学中,波长的计算对于声场的分析有着十分重要的意义,要充分重视波长的作用。例如只有障碍物在尺寸大于一个声波波长的情况下,声波才会正常反射,否则绕射、散射等现象加重,声影区域变小,声学特性截然不同;再比如大于2倍波长的声场称为远场,小于2倍波长的声场称为近场,远场和近场的声场分布和声音传播规律存在很大的差异;此外在较小尺寸的房间内(与波长相比),低音无法良好再现,这是因为低音的波长较长的缘故,故在一般家庭中,如果听音室容积不足够大,低音效果很难达到理想状态。
很多现场调音师都没有理会到音频与波长的关系,其实这是很重要的:音频及波长与声音的速度是有直接的关系。在海拔空气压力下,21摄氏温度时,声音速度为344m/s,而我接触国内的调音师,他们常用的声音速度是34Om/s,这个是在15摄氏度的温度时声音的速度,但大家最主要记得就是声音的速度会随着空气温度及空气压力而改变的,温度越低,空气里的分子密度就会增高,所以声音的速度就会下降,而如果在高海拔的地方做现场音响,因为空气压力减少,空气内的分子变得稀少,声音速度就会增加。音频及波长与声音的关系是:波长=声音速度/频率; λ=v/f,如果假定音速是344 m/s时,100Hz的音频的波长就是3.44 m,1000hz(即lkHz)的波长就是34.4 cm,而一个20kHz的音频波长为1.7cm。 动态范围
音响设备的最大声压级与可辨最小声压级之差。设备的最大声压级受信号失真、过热或损坏等因素 限制,故为系统所能发出的最大不失真声音。声压级的下限取决于环境噪声、热噪声、电噪声等背景条件,故 为可以听到的最小声音。动态范围越大,强声音信号就越不会发生过荷失真,就可以保证强声音有足够的震 撼力,表现雷电交加等大幅度强烈变化的声音效果时能益发逼真,与此同时,弱信号声音也不会被各种噪声 淹没,使纤弱的细节表现得淋漓尽致。一般来说,高保真音响系统的动态范围应该大于90分贝,太小时还原 的音乐力度效果不
良,感染力不足。在专业音响系统的调整过程中,音响师在调音时要主意以下两方面问 题:一是调音台的的输入增益量不要调的过小,否则微弱的声音会被调音台的设备噪声所淹没。二是压限器 的阈值和压缩比的调整要格外慎重,阈值过小和压缩比过大,都会使声音动态压缩严重,故应该在保证效果的前提下,尽量减少对声音的动态损失。另外,在放大电路和音源中也存在动态范围,此时即可分辨的最小信号和可达到的最大不失真信号之差。 反相
两个相同声音信号相位相差为180度的情况,在同一声音的策动下音箱或话筒之间的振动方向相反亦属 于反相。音响系统有左右声道之问反相、真实相位(即输人信号与输出信号之间相位)反相、话筒之间相位反 相和多只音箱组成的阵列中部分音箱反相等四种情况。反相可导致声短路(即声音之间互相抵消,音量减 小)、声像失去定位和低音浑浊等现象,对再现声音造成破坏。 分贝
电功率增益和声强的量度单位,由单位贝尔的十分之一而得名,功率每增加一倍为增加3分贝,每增加lo 倍为增加10分贝。 哈斯效应
双声源系统的一个效应,两个声源中的的一个声源延时时间在5至35毫秒以内时,听音者感觉声 音来自先到达的声源,另一个声源好象并不存在。若延时为。至5毫秒,则感觉声音逐步向先到的音箱偏移; 若延时为30至50毫秒,则可感觉有一个滞后声源的存在。海尔式杨声器以发明者美国的诲尔博士的名字而命名的扬声器,1973年问世,将振膜折叠成褶状,振膜不是前后振动,而是像子风琴风箱似的在声波辐射的横方向振动,是一种特殊结构的电动式扬声器,主要用于高 频。 劳氏效应
一种赝(假)立体声效应,将信号延时后以反相叠加在直达声信号上,立即就会产生明显的空间印象, 声音似乎来自四面八方,听音者有置于乐队之中的感受。 互调失真
指两个振幅按一定比例(通常为4:1)混合的单音频信号通过重放设备后产生新的频率分量的一种信号失真,属于一种非线性失真,新的频率分量包括两个单音频信号的各次谐波及其各种组合的加拍和差 拍。
何种隔音窗增强隔音效果
来源: 时间:2009.05.09 查看次数:715
众所周知,声音是通过振动传播的,门窗也是通过振动将声音传送进室内的,因此,只要能够控制门窗的振动,并根据需要调节,就能够达到隔音的效果。这种新型的振动产生声音,振动是一种刺激听觉的物理现象。当频率为15~20000赫兹的振动达及内耳时,就会产生听觉。今天,人们对其生存环境更为关注,追求舒适性和安全性,追求工作场所和住宅的特色。玻璃是一种能阻止和降低外部声音且能满足高端设计标准的材料。玻璃和玻璃窗隔音特性的基本原理源自所谓的质量定律。质量定律表明,玻璃厚度翻倍,相应的隔音效果提高4分贝。由于质量定律没有考虑诸如共振这样的现象,因此不能用来作精确计算。