隨著全民健身運(yùn)動的推廣，全國各地均在進(jìn)行不同程度的體育場館新建、改建、擴(kuò)建工程呢過，體育建筑設(shè)計(jì)也在進(jìn)入更深入的專業(yè)化設(shè)計(jì)領(lǐng)域，達(dá)到了一個前所未有的高度，受到極大的關(guān)注。本文基于體育場館的空間特點(diǎn)，簡要介紹一些體育場館內(nèi)部常用聲學(xué)材料的特點(diǎn)及使用。

    體育建筑是一類高度綜合的大型公共建筑。北京2008年奧運(yùn)后過后，體育建筑逐漸發(fā)展成為綜合新技術(shù)、新材料、新工藝、新設(shè)備的全新建筑，從一方面代表了一個國家的建筑設(shè)計(jì)、管理、施工、材料加工、技術(shù)等多方面的綜合技術(shù)水平，例如國家體育場、國家游泳中心等一批奧運(yùn)場館的建設(shè)正是在這一發(fā)展趨勢下誕生的杰出作品。

   對于各方面技術(shù)要求均較高的體育場館，其內(nèi)部的聲學(xué)設(shè)計(jì)也是不可忽視的重要方面，從外部的環(huán)境噪聲（交通、施工、風(fēng)聲、雨聲等）整治、控制到內(nèi)部的聲環(huán)境設(shè)計(jì)，從建筑聲學(xué)到電氣擴(kuò)聲系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)，從混響時間控制到語音清晰度控制，體育館內(nèi)部聲學(xué)設(shè)計(jì)涉及到與建筑設(shè)計(jì)、電氣設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、室內(nèi)裝飾設(shè)計(jì)、室內(nèi)裝飾材料選擇、防火、耐候、環(huán)保、造價等多方面進(jìn)行協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)的工作，在此僅對聲學(xué)材料的選擇進(jìn)行簡要的探討。

    首先，各類體育場館內(nèi)部環(huán)境不盡相同，例如游泳館，由于室內(nèi)溫、濕度均較大，工況比較惡劣，對于材料的要求較高；普通的綜合性體育館，室內(nèi)環(huán)境較好，要求較低；第二，由于各場館建筑造型不同，結(jié)構(gòu)不同，場館內(nèi)部的建筑界面不同，材料的選擇就會不同。例如，國家游泳中心的內(nèi)部界面均未大量的ETFE氣枕，可供安裝吸音材料的界面非常有限，同時新型、輕盈的鋼結(jié)構(gòu)又不允許較大容量材料的常規(guī)安裝，那么，聲學(xué)設(shè)計(jì)、材料選擇、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)就面臨較多難題；第三，各類體育館根據(jù)等級不同、座位數(shù)不同、內(nèi)部消防設(shè)施配備不同，其內(nèi)部各界面裝飾材料的燃燒性能等級也不完全相同；第四，各場館投資、施工周期等客觀條件不同，間接限定了材料的選擇范圍。

    對于聲學(xué)設(shè)計(jì)，室內(nèi)建筑聲環(huán)境的綜合計(jì)算是很重要的。這其中包括外部噪聲控制，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔聲指標(biāo)控制、計(jì)算，室內(nèi)最佳混響時間確定，室內(nèi)背景噪聲指標(biāo)控制，吸音材料吸聲系數(shù)的選擇等多方面。合理的建筑聲環(huán)境控制，可以為電氣擴(kuò)聲系統(tǒng)提供良好的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)條件，節(jié)約設(shè)備投資，保證最佳的語音清晰度。

    普通最常見的生寫錯了包括吸聲簾幕、木質(zhì)穿孔吸音板、礦棉吸音板、穿孔石膏板、巖棉、玻璃棉等。吸聲簾幕、木質(zhì)穿孔吸音板等材料安裝比較簡單、標(biāo)準(zhǔn)化，常用于影劇院、音樂廳、體育館、保齡球館、會議中心、報(bào)告廳、多功能廳、展廳、法庭、演播廳、影視廳、候機(jī)（車）廳、醫(yī)院、學(xué)校、電子計(jì)算機(jī)房、美術(shù)館、賓館、圖書館等公共建筑的室內(nèi)吊頂和內(nèi)墻裝飾，以改善音質(zhì)質(zhì)量，提高語音清晰度。一方面這類材料表觀劇院較好的裝飾作用，面層表現(xiàn)力比較靈活、多變，選擇性比較大。另一方面重量較輕：礦棉板、穿孔石膏板多用于普通辦公室用房，安裝、檢修方便；巖棉、玻璃棉類材料多用于隱蔽部位加強(qiáng)吸聲效果，是一種低價的、高性能的、應(yīng)用比較廣泛的吸聲輔助材料，如用于石膏板隔墻內(nèi)部、穿孔板背后等。

   木質(zhì)穿孔吸音板是一種并聯(lián)的玄姆霍茲共振吸聲體，由一系列彼此等距的槽條組成，在槽條的背后開單位直徑或雙直徑孔，確保聲音由穿過模板的傳播路徑，通過改變槽條的寬度、圓孔的深度、單孔或雙孔的直徑以及吸音板背后空腔的深度和容積，就可以在不同的頻段上取得不同的吸音效果，有效控制聲波的反射與擴(kuò)散，消除雜波與噪音。主要材料為中密度纖維板，面層有三聚氰胺、真木皮、噴漆等，面層形式有窄條型、寬條型、馬賽克型、孔型等多種形式，底面采用防火吸音布。這種產(chǎn)品具有材質(zhì)輕、不變形、強(qiáng)度高、造型美觀、色澤幽雅、裝飾效果好、立體感強(qiáng)、組裝簡便等特點(diǎn)，燃燒等級可達(dá)到B1級。穿孔率可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，常見的有5%、8%、7%、12%等，板后需與墻面間根據(jù)需要留出2cm-5cm的空腔，吸音板背后還可附加30mm-50mm厚玻璃棉，提高吸聲系數(shù)。

    吸聲阻燃織物，目前也是一種比較新型的吸聲材料，燃燒性能等級為B1級，具有阻燃、體輕、耐擦洗、防霉、防塵、透氣、吸聲等性能。這種材料既具有高性能的吸聲功能又具有較好的裝飾效果，同時可以按照室內(nèi)聲學(xué)計(jì)算結(jié)果要求的吸聲頻率選用輕質(zhì)、重質(zhì)、超重質(zhì)等重量在300g/m2—900g/m2左右，同時也可以作為吸聲體的表面飾物。

    木絲吸音板（圖1）采用天然木纖維和其他礦物質(zhì)混合壓制而成。由于在生產(chǎn)過程中將木纖維與礦物質(zhì)（如硅酸鹽水泥、菱鎂粉）混合后進(jìn)行高溫高壓處理，既保持了木材原有的良好機(jī)械性能，又削弱了化學(xué)反應(yīng)對其造成的不良影響，使木絲吸音板具有耐久性、穩(wěn)定性和抗機(jī)械損傷（可以應(yīng)用于各種球類體育館室內(nèi)）的特性。材料表面及內(nèi)部形成了眾多的空腔吸收聲波，保證了材料良好的吸音性能。同時該材料還具有隔熱、防火（B1級）、防潮、防凍等特性。由于材料生產(chǎn)進(jìn)行了一系列礦化處理，可以長期在高濕度情況下（如游泳館）使用，不產(chǎn)生霉變。由于材料采用木纖維，表現(xiàn)力非常豐富，外表面可以非常容易地噴涂各種顏色和圖案，增強(qiáng)了裝飾效果，可用作建筑物高檔裝修墻面及吊頂。

   體育場館設(shè)計(jì)風(fēng)格比較明快，室內(nèi)人數(shù)較多，尤其是對于內(nèi)部材料的燃燒性能等級控制較嚴(yán)格，普通的木制材料、簾幕等很難滿足多方面的設(shè)計(jì)要求，普通的巖棉、玻璃棉由于需要配合面層材料組合使用，設(shè)計(jì)上受到了較多限制。目前，比較常用的多為微穿孔鋁板、微穿孔蜂窩鋁板等金屬材料配合玻璃棉組合使用。

   由于鋁板加工簡便，可以根據(jù)室內(nèi)聲學(xué)設(shè)計(jì)，進(jìn)行不同的穿孔率設(shè)計(jì)，通過控制穿孔孔徑、孔距、板厚、背后的玻璃面厚度等，可以在一定的范圍內(nèi)控制組合結(jié)構(gòu)的吸音系數(shù)，即達(dá)到設(shè)計(jì)效果，又能合理控制造價。

    由于微穿孔吸音鋁板各層構(gòu)造均為不燃材料，材料總體的燃燒性能等級為A級，面層材料美觀，經(jīng)久耐用，造價相對較低，吸聲系數(shù)一般在0.8以上，目前在各類場館內(nèi)比較常用。出于環(huán)保的需要，目前在使用玻璃棉類產(chǎn)品作為吸聲材料使用時，為減少絮狀玻璃棉的脫落，對人體呼吸道產(chǎn)生的不利影響，均要求采用微穿孔PVC膜或無紡布包裝后，進(jìn)行使用，同時包裝后還具有防潮功能，可用于游泳館等室內(nèi)環(huán)境。

   在上述構(gòu)造的基礎(chǔ)上，為提高吸聲系數(shù)，出現(xiàn)了微穿孔蜂窩鋁板。鋁蜂窩穿孔吸音板的構(gòu)造結(jié)構(gòu)為穿孔模板與穿孔背板，依靠結(jié)構(gòu)膠粘劑與鋁蜂窩芯直接粘接成鋁蜂窩夾層結(jié)構(gòu)，蜂窩芯與面板及背板間不允許加貼其它材料。由于蜂窩鋁板內(nèi)的蜂窩芯分隔成眾多的封閉小室，阻止了空氣流動，使聲波受到阻礙，提高了吸聲系數(shù)（可達(dá)到0.9以上），同時提高了板材自身強(qiáng)度，使單塊板材的尺寸可以做到更大，進(jìn)一步加大了設(shè)計(jì)自由度，但同時由于用材大量增加，也大大提高了造價，故在非特殊情況，很少使用。

    除了上述兩種常用材料外，還有一些目前市場上比較新型的產(chǎn)品。如K-1吸聲噴涂、微穿孔吸音膜、三聚氰胺樹脂泡沫、玻璃纖維吸音板等。

    吸聲噴涂（圖2）多位纖維材料與粘合劑處理而成，目前市場上有可回收天然植物纖維產(chǎn)品、無機(jī)超微纖維棉等產(chǎn)品。由專業(yè)人員采用專業(yè)噴涂設(shè)備，現(xiàn)場施工，因此可以完全適用于任何建筑底層表面造型，形成整體的密閉層。材料很容易粘接到鋼材、混凝土、鋁材、玻璃、木材、石材、玻璃鋼、硬質(zhì)塑料等材料的表面上。這種材料具有防火（燃燒性能等級A級）、保溫、隔熱、吸音、隔音、抗冷凝等特性。材料經(jīng)特殊噴涂工藝施工后，其內(nèi)部纖維交織在一起，形成具有一定強(qiáng)度和韌性的復(fù)雜的立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而延長聲波在其內(nèi)部的傳播路徑和時間，今兒增加了因聲波纖維在其內(nèi)部的傳播路徑和時間，今兒增加了因聲波纖維振動而引發(fā)的聲能向機(jī)械能轉(zhuǎn)換的時間，使遇到纖維涂層的聲波能量衰減。這種材料的降噪、吸聲系數(shù)隨厚度增加升高，降噪系數(shù)多大于0.75。

   玻璃纖維吸音板（圖8）也是目前市場上的一種新型產(chǎn)品，一種由玻璃纖維棉片疊壓并與玻璃纖維棉結(jié)構(gòu)芯體采用不含甲醛的粘合劑粘合構(gòu)成，邊緣需具有生產(chǎn)線在線粘合的包邊，面層為通過無毒、無害的環(huán)保粘合劑粘接灰色聚酯無紡布，通常處理成白色或灰色板材；另外還有采用高密度玻璃面纖維基材，經(jīng)壓縮成型，面層為特殊涂料處理。此種材料吸聲系數(shù)不小于0.85，單獨(dú)使用或與金屬龍骨配合使用時燃燒性能等級為A級，重量輕（容重約為1.3kg/m3—3kg/m3），安裝簡便（類似礦棉板），具有平板、跌級、暗插等多種安裝方式等，面層材料顏色多變。同時該材料具有防潮、衛(wèi)生等方面的優(yōu)勢。

   總之，體育場館內(nèi)部環(huán)境、空間特點(diǎn)、競賽項(xiàng)目特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)形式、看臺形式、裝飾風(fēng)格等均不盡相同。首先還是需要由專業(yè)的聲學(xué)工程師進(jìn)行詳細(xì)的聲學(xué)計(jì)算，并通過電腦建模，以各種聲學(xué)軟件模擬實(shí)際聲學(xué)工況，確定室內(nèi)各界面吸聲材料的吸聲系數(shù)，然后建筑師才能夠根據(jù)結(jié)構(gòu)，綜合多方面的設(shè)計(jì)要求和限制進(jìn)行材料選擇。