分类: ACOUSTICS 建筑声学

  • 建筑声学基础知识:了解那些晦涩难懂的声学术语

    建筑声学基础知识:了解那些晦涩难懂的声学术语

    随着定制安装行业的不断扩大,良好的声学设计越来越受到建筑设计师及建筑使用者的重视。在这其中,作为建筑声学组成部分的室内声学设计尤为重要。其内容主要包括房间体型和容积的选择、最佳混响时间及其频率特性的选择和确定、吸声材料的组合布置和设计适当的反射面,以及合理地组织近次反射声等。

    对于许多初学者来说,掌握这些知识不免有点困难。下面,“影音新生活”就为大家详细地解读关于声学处理的一些专业术语,帮助大家更多地掌握室内声学设计的知识。

    Decibel分贝

    分贝是指一贝尔的十分之一,通常被用于表达音量。分贝并不能表达所有的事情,它只是两个能量水平的比率。由于我们靠耳朵感知音量,这些遵循对数曲线的比值按分贝来表达使许多事情变得简单多了。

    下面是一些值得记住的分贝数字:人耳在正常情况下能感觉出变化的最小音量单位是1分贝;扬声器功率增加一倍,其结果是会有3分贝的明显增加,音量增加一倍就是6分贝的变化;如果要把音量增加一倍的话,我们需要把放大器的功率增加到原来的四倍。

    Frequency频率

    声的源头是振动,振动就有频率(符号f),即每秒种振动的次数,单位是赫兹(Hz)人耳不是所有的频率的声音都能听的到,只有振动频率为20Hz(一说16Hz)~20000 Hz的声音,人耳才能有声觉。

    20Hz以下为次声,20000Hz以上为超声,低于20Hz和高于20000Hz的声音人耳不会有声的感觉,人耳最敏感的频率在100~3150Hz。在建筑声学中,一般把200~300Hz或以下的声音称为低频声,500~1000Hz的声称为中频声,2000~4000Hz或以上的声称为高频声。

    Absorption吸音

    在声学方面,吸音指声音没有反射,声波在遇到软材料时被吸收了。各种材料的吸收能力根据吸收系数进行分级,这是根据声音撞击到表面时被材料吸收的相对声能量来确定。


    Absorption Coefficient吸音系数

    吸音系数测量的是当声音撞击到物体表面时被材料吸收的相对声能量,它通常是一个从0到1的值,它乘以物体表面积所得的数就是被物体表面吸收的声音的百分比。这个百分比的单位就是Sabins,起源于哈佛教授,声学家Wallace Sabine的名字。

    吸收系数为1代表着声音撞击到物体表面后被完全吸收了,没有任何反射,如果吸收系数为0则代表着声音被完全反射了,没有任何吸收。当然,系数为0的现象明显是不可能的,系数为1的情况也很少出现。另外,由于不同的材料在不同的频率下有不同的吸收特征,所以吸收系数会随着频率的变化而改变。声学家们常采用吸收系数来判断室内的RT60和回响时间,事实上许多建筑材料都被测量了声学系数,以备使用参考。

    Anechoic消声

    从字面上讲,消声就是没有回声,没有音频反射。本质上讲最接近这种情况的就是空旷的户外了,但即使在户外仍还有来自地面和其他各种物体反射回来的声音。创造一个绝对没有回声的环境是不可能的事情,因为没有什么材料能够将声音完全吸收。

    相对于高频率声音,我们有可能创造一个接近无回声的环境,但是对于低频声音就很困难(吸收的程度取决于波长,比如,一个100 Hz的声波大约10英尺长,那么吸音材料的厚度必须至少有波长的一半长才能起作用,所以创造一个足够大的空间并设计足够的吸音材料来吸收低频声音显然是相当不实际的。)

    Damping辐射阻尼

    在物理学上,这是指一个电子波或一个机械波振幅的减少。在室内声学设计当中,可特指感应振动或者一些声学反映。例如,在一面墙或者一个扬声器的内部来安装一些声学吸音材料就可以有效地隔音或减少反射。


    Bass trap低频陷阱

    每一个封闭的空间随其尺寸大小的不同会有不同共鸣频率,所以尺寸大小直接影响着该空间各个不同的角落特定频率的产生或消失。低频吸音板是一个用于减少室内滞留声波影响的低频声音吸收设备,一般沿着墙安装或装在墙角。

    低频吸音板的吸音特征有效防止了低频声音在室内相互影响彼此干扰,所以在听力区会有更加准确的响应。低音吸音板有很多形状和大小,安装时也需要很多技巧,您可以根据自己的需要来安装。

    Helmholz Resonator亥姆霍兹共鸣器

    亥姆霍兹共鸣器是指包括一定量的空气和一个通往外部的开口设备,音箱的内部音量和它的端口就是一个共鸣器的例子。瓶子是另外一个例子,我们在开口处吹一下会产生一个音调,就是产生的空气的共鸣,而音调的高低是与音量的共鸣频率有关的。在一个开口的扬声器箱体中,来自驱动器的空气回波往往是被用于加强共鸣频率的前波的。

    在声学方面,我们将一定量的空气封闭起来(例如一个箱子),在它的表面穿一些孔或者缝,这样就制作了一个共鸣系统了,它可以用来吸收(或者更准确的说是去掉)不流动的波形和问题频率,而这些问题对于一个房间来讲都是非常突出的。如果房间中有一两个频率太强了,那么共鸣器将会是一个很有效的矫正方法。

    Decay衰减

    在音频方面,衰减是一种声音终止的方法。任何声学信号或者一个电子乐器的波形包络都可以说是由许多要素组成的,比如内部动态、延音、释放和衰减,这些都可以定义一个信号或波形包络的特征。所有信号或波形包络衰减的本质,都可以根据诸如时间和衰减幅度这些因素的变化而变化。

    Decay Time衰减时间

    衰减的时间是指回响的声压电平按60 dB(百万分之一)的水平从原来的长度下跌所花费的时间,有时候这也叫做混响时间。如果您悉心设置了一下衰减时间,就可以按自己的想法将混音变湿,而且声音还不会变得混浊或不清晰。

    Diffraction衍射

    声波在向前传播时遇到一个障碍物或要穿过小孔时(声波、电磁波或光波)发生改变的现象就叫做衍射。相对于障碍物来讲,波长越短越容易发生反射多而散到周围的现象。声波还能弯曲填满一个物体后部的开阔空间(这在一定程度上还能解释为什么在门开着的时候,您能够听见隔壁人说话却看不见他)。


    Diffusion扩散

    在声学方面,扩散是一个重点考虑的问题,因为它可能会因为破坏了连续性反射而导致严重的问题,另外他也会导致一个封闭的空间听起来比实际的要大。事实上,在声学处理方面,扩散是对吸收的一个很好的替代或补充,因为它不会减少声能,也就是说他能够在空间中或现场表演场地中能够有效的减少反射。

    Reverb混响

    音源停止振动后房间中的余音称为混响,有时人们错误的称其为回声。在较大的密闭空间中,如果拍手或打篮球就可以听见混响。所有的房间都可以产生混响,只是有时候我们发现不了罢了。混响是我们对房间主观评价的主要标准之一,我们的大脑会根据混响做出对周围环境的判断。

    RT60

    Reverb Time -60dB的缩写,这种表达方式常常用于表示给定的混响时间。在较大的空间内混响消散的时间往往可达到15-20秒。这意味着在实际操作中,混响需要经过该长度的时间才能消散至环境噪音中。

    增加环境噪音20dB,则混响消散的时间会相应缩减。RT60的目的就是提供一种客观的衡量混响时长的方法。该参数说明了混响消散于环境噪音为60dB时所需要的时长,或者混响减少到原来音量百万分之一所需的时长。

    Critical Distance临界距离

    当声源的音量与从其他表面反射的音量相同时,那个点就是临界距离。这些反射音量和时间的控制,在创建一个精确的倾听环境时是一个非常重要的因素。

    STL(Sound Transmission Loss声透射损失、隔声量)

    是以分贝表示的在某一特定音阶或1/3音阶某些材料或分隔材料可达到的隔音效果。例如1/2英寸隔音墙在125Hz时STL为15dB。不同的隔音材料进行比较时必要的一个因素就是传声损失,事实上现实环境中测量的传声损失值与在实验室测量的肯定有所不同。但有一个道理确是肯定的,即使一堵混凝土墙相比实验室的测试结果隔音效果会差一些,但一定远远优于简单的单层隔音墙。

    SPL(Sound Pressure Level,声压级)

    分贝是计量声音强度相对大小的单位,物理学家引入了SPL声压级来描述声音的大小:声音通过空气的振动所产生的压强叫做声压强,简称声压,把声压的有效值取对数来表示声音的强弱,这种表示声音强弱的数值就叫做声压级,声压级以符号SPL表示,单位为分贝(dB)。

    一般来说,人的耳朵所能感受到的最小声压是20μPa=0dB SPL,即为听阈;当声压达到20 Pa,即声压级为120dB SPL时,人们的耳朵会感觉到疼痛,因此,在声学或医学上把20Pa=120dB SPL定义为痛阈,长时间在此环境下工作,会对听觉系统造成伤害。

    NC Curve/Contour NC曲线/轮廓线噪音标准

    NC曲线特指在诸如礼堂等空间中的静止噪音以及环境噪音。曲线或轮廓线正是人耳感觉声音的机理,简而言之人耳对不同频率的声音敏感程度不同。当噪音音量发生变化时,敏感度也会随之发生变化。NC曲线正用于解释该机制,可以客观的表征环境噪音水平。

    由于大多数礼堂等空间的环境噪音是由通风系统所造成的,所以其噪音的频率维持在较低的水平,人耳相对不敏感。NC曲线可以有效地衡量整个频谱的环境噪音标准,其数值范围一般介于NC-15和NC-70之间。NC-15代表一个较为安静的环境,符合该标准的环境一般为30 dB SPL,噪音频率低于80Hz,NC-20就更嘈杂一些,但还是相对比较安静,而NC-25~NC30对于听觉来说就过于嘈杂了。

    NRC(Noise Reduction Coefficient,降噪系数)

    NRC是噪音缩减系数噪音缩减系数的简称,通常作为具体参数表示噪音吸收材料的吸音效率。通常它表示某一种材料对于125Hz-4kHz频段Sabine系数的均值。数值越高,吸音效果也越好。它是一种较笼统地标准,相比其他噪音缩减系数它不能表示对某一特殊频段的吸音效果。例如家中的毯子对高频段噪音吸音效果较好,低频段则差强人意。

    Standing Wave驻波

    技术上来说这是由房间的模式即房间中空气的震动模式所决定的。音波互相干扰,导致在某些区域SPL值较高,在另一些区域SPL值较低。上述区域分别成为顶点和节点。驻波容易出现在两个反射面距离为该频率波长一半的整数倍的空间内。对于一个给定的距离,将会有很多的频率可能产生驻波。驻波对房间的空间音效将产生不利的影响,但是这可以通过房屋的设计以及吸音板材的安装予以避免。

    Node节点

    当驻波发生时,房间中有一些特定的点成为节点,由于声音的波峰和波谷彻底的抵消,在该点不存在任何音波。节点大约以半波长为间距分布,在每个节点的两侧分别为振动波腹。波腹交替的分布,所以声波就类似于一条正弦波。同样节点也可用于表示电缆的交点,带状电缆往往在两点和中间点分布有节点。

    Flutter Echo颤动回声

    声音在两个平行的反射表面之间多次反射造成的回声效果,而且这两个表面之间的距离大到收听者能够直接听到回声。这种声音效果在许多情况下往往表现为一种飘动的声音,因为这些回声彼此之间间隔的时间很短。在一个小房间里,由于这些回声之间间隔如此紧凑,所以就体现为一种管状回荡的声音。

    U-Boat

    现在主要指由Auralex公司生产的用于构建录音室的隔音材料。它们采用橡胶制成,呈U形管道状,内里填充泡沫。该材料一般用于混凝土板的表面,用于减少连接部位的低频震动。这样可以大大隔绝声音的传播,按照上述方式建造的房间一般称为“浮动式”,即在房屋结构连接处音效的传播是断开的。

    Oblique Room Mode倾斜房间模式

    一般而言,房间的模式是不规则的,它会导致声波相互干扰,从而出现共鸣及抵消效果。倾斜房间模式,一般包括6个表面,四面墙以及屋顶和地板。它的音效约为轴线模式的1/4,切线模式的1/2。

    Quarter Space 1/4空间

    扬声器放在一个理想的空间中,音波可以自由的向各个方向传播。但如果将扬声器背对墙壁放置,其音波只能朝180度的范围传播,如果将扬声器放在屋角,其音波只能朝90度的范围传播。但是在上述三种情况下,音量是不同的:90范围时音量比180度高3dB,比自由传播情况下高6dB。

    结语:掌握室内声学设计并不是一朝一夕的事,不过通过对上述专业术语的解读,想必大家已经对这方面的知识有了更深入的理解了吧。在云九影音文化传播机构与清华大学联合举办的“建筑声学原理与设计”、“模拟软件与测量”两大培训课程中,会有详实、专业与全面的技术讲解与实践,是大家进入声学设计殿堂的必由之路。

    随后,“影音新生活”还将为大家带来关于电声、扬声器设计等方面的内容,敬请期待。

  • 高档酒店建筑声学设计

    高档酒店建筑声学设计

    随着商务和旅游业的蓬勃发展,全国各地酒店项目掀起了新一轮建设热潮。同时由于国外酒店管理公司的介入,酒店建筑的声学设计也受到空前的重视,对于四星级以上酒店的建设应有声学顾问参与,酒店建筑须经过专业的声学设计也已成共识。酒店建筑不仅对声学环境要求较高,而且功能多而复杂,声学设计工作量大、内容繁琐。一般来说,酒店建筑的声学设计主要包括隔声设计、机电设备隔振设计和主要功能空间的音质设计三方面内容。本文分别从这三个方面对酒店建筑的声学设计进行探讨,并对声学设计中应当注意的问题进行重点介绍。
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    2 隔声设计

    2.1隔声标准确定

    中国GB 50118—2010《民用建筑隔声设计规范》对酒店建筑的隔声要求做了相关规定。但该规范只对客房部分的隔声规定比较详细,对于其他功能房间则大多没有提出明确的隔声要求。很多国外酒店管理公司有自己的隔声标准,但也是重点强调客房部分的隔声要求,并且这些内部隔声标准对隔声量的要求通常是与中国规范不一致的,一般来说中国标准相对宽松些。除此之外像餐厅、会议室、机房等很多空间的隔声并没有明确的规范和标准可以参考。因此确定酒店隔声设计的依据标准,是声学设计首先应该明确的内容。

    隔声标准主要包括室内允许背景噪声和墙体、楼板隔声量限值两部分,二者是统一的,室内允许背景噪声低则隔声量就要高。酒店隔声设计标准应综合考虑《民用建筑隔声设计规范》和酒店管理公司的隔声要求,并与建设方协商,依据酒店的建设定位与使用要求合理确定。对于室内允许背景噪声的描述,中国隔声规范与国外酒店管理公司的隔声标准在表达方式上通常是不同的,二者进行比较时需要注意转换。依据中国《民用建筑隔声设计规范》,室内允许最大背景噪声级用等效连续A 声级描述,很多酒店管理公司的室内允许最大背景噪声级则使用NR 曲线或NC 曲线表达。等效连续A 声级是用能量时间平均方法计算得到的一个单值噪声评价量;NR 曲线则是国际ISO 标准中使用的噪声评价参数,规定了31.5 Hz~8 kHz 九个倍频程的噪声声压级限值,以1 kHz 的噪声限值为参考值;NC曲线是美国标准中使用的噪声评价参数,规定了63 Hz~8 kHz八个倍频程的噪声声压级限值,以1.7 kHz 的噪声限值为参考值。根据经验,背景噪声限值相同的情况下,等效连续A 声级约比NR 曲线数高5 dB,NR 曲线数约比NC曲线数高1~2 dB。

    在酒店建筑的隔声设计中,隔声标准是隔声构造选择的依据,进而直接影响最终的隔声效果。一般来说3 dB 以内的隔声量变化对人的主观感受影响不大,但对隔声构造选择的影响却很大。所以,在确定隔声设计依据时,不能一味追求过高的标准,这样即没必要,也会带来成本的大幅上升。

    2.2隔声设计与隔声构造的选择

    酒店的隔声设计主要从撞击声隔声和空气声隔声两方面考虑。对于墙体和楼板的空气声隔声大家一般比较重视,而撞击声隔声则比较容易被忽视。

    2.2.1空气声隔声

    当确定了墙体和楼板的空气声隔声量之后,则需要选用合适的隔墙和楼板。对楼板来说,如果楼板结构层(钢筋混凝土) 的厚度不小于150 mm的话,空气声隔声比较容易满足。即使对噪声特别敏感房间如SPA、总统套房等,又恰巧与噪声房间如机房、设备间、健身房等相邻,这时楼板结构层厚度提高到200 mm一般都可满足要求。而墙体隔声则比较复杂,因此墙体隔声构造的选择是空气声隔声设计的重点。

    当前可供选择的隔墙构造有轻质隔墙、各种砌块墙(水泥空心砖、粘土多孔砖、粉煤灰砌块)等。虽然粘土砖墙隔声量不错,但已基本禁止使用。各种砌块墙隔声量普遍较低,无法满足客房与客房之间、客房与走廊之间、会议室之间、SPA房间之间等对隔声量要求较高隔墙的空气声隔声要求,因此只有在隔声量要求较低时才可以考虑。砌块隔墙的隔声量主要取决于砌块的面密度以及墙体两侧的抹灰厚度,双面使用容重较高的水泥砂浆抹灰可以提高隔声量。轻质隔墙的施工速度快,隔声效果也较好,对隔声量要求较高的墙体一般会选用轻质隔墙。各种轻质隔墙构造的隔声量可以参考08J931《建筑隔声与吸声构造》和07CJ03 《轻钢龙骨石膏板隔墙、吊顶》。

    轻质隔墙构造形式多样,不同构造的轻质隔墙隔声性能有较大差异。构造过于复杂的隔墙对施工和造价控制都是不利的,隔声量够用就好,同时种类也不宜过多。选择适合于酒店的轻质隔墙体系,进行合理的搭配,可在造价和隔声方面取得合理平衡。

    根据酒店的通用隔声要求,笔者给出了3 种具有不同隔声量的轻质隔墙构造,适用于不同房间的隔声,见图1~3。图1为一种龙骨分离的轻质隔墙构造,该墙体构造总厚度为155 mm,双层独立龙骨,两侧各两层石膏板(如有防水和悬挂物品要求可用相同厚度水泥压力板替换,下同) ,空腔内填两层厚度不小于40 mm、容重为48 kg/m3的玻璃棉。石膏板应错缝搭接,接缝处用防火密封胶密封,隔声量分别为RW+C=56 dB(实验室测量数据,依据不同测试来源,数据可能会有一定差异,下同)、DnT,w+C=50 dB(现场测量数据,依据不同测试来源,数据可能会有一定差异,下同)。图2墙体构造总厚度为150 mm,75 龙骨,两侧各三层石膏板,空腔内填厚度不小于50 mm、容重为48 kg/m3的玻璃棉。该墙体隔声量分别为RW + C = 54 dB,DnTw + C = 47 dB,两侧石膏板应错缝搭接,接缝处用防火密封胶密封。图3 墙体构造总厚度为150 mm,100 龙骨,两侧各两层石膏板,空腔内填厚度不小于80 mm、容重为48 kg /m3玻璃棉。两侧石膏板应错缝搭接,接缝处用防火密封胶密封,隔声量分别为RW + C = 51dB,DnTw +C = 44 dB。

    这三种隔墙构造中,龙骨分离隔声构造的隔声量最高,主要用于客房之间隔墙、会议室之间隔墙和KTV 隔墙等对隔声量要求非常高的墙体。应该指出的是龙骨分离构造对施工要求较高,双层龙骨之间必须完全分离,不得有任何形式的接触,否则隔声量会大打折扣。图2构造的隔声量也比较高,主要用于会议室、棋牌室等对隔声量要求相对较高的墙体。图3构造可以用于管道井与走廊等隔声要求相对低些的隔墙。

    隔墙和楼板必须保持完整才能达到应有的隔声性能。但是电力插座、线槽和管道穿孔等会大大降低隔声效果,因此需对插座、线槽、穿孔等处的构造及施工工艺进行重点控制。电气插座、配电箱等需要嵌入墙里面的设备不宜背靠背布置,应相互错开,并对墙体所开洞口(槽)采取封堵措施。封堵措施可采用相同层数的墙体材料做出嵌入墙体的盒子,将电气插座、接线盒等密封隔离起来; 或采用双层静馨隔音毡将电气插座、接线盒等包裹密封。所有贯穿隔墙的电线管道、线槽和插座的边缘,都应采用防火密封胶填满空隙。因管道穿孔造成的缝隙,宽度在25 mm以下的,可使用内填高容重玻璃棉外部用防火密封胶密封的方法; 宽度在25 mm 或以上的,应使用专门的防火密封胶密封。

    2.2.2 撞击声隔声

    酒店内需要考虑撞击声隔声的空间一般有客房、SPA 房间、健身房、空调机房等。改善撞击声最好的方法是敷设厚地毯或做浮筑楼板,设置位置须根据要保护的对象而定。对于客房、SPA 房间来说,敷设地毯就可以很好解决撞击声隔声问题,如果不敷设地毯,则需要做浮筑楼板。浮筑楼板需要一定的构造层厚度,最好预先将楼板的结构层高度适当降低。图4和图5 给出了常用的两种浮筑楼板构造做法。浮筑构造1 可承受的荷载较大,构造层的厚度较厚,适用于机房、健身房等荷载比较大的房间。浮筑构造2的构造层厚度较小,做法相对简单,适用于客房、SPA等房间。

    浮筑楼板隔绝撞击声的效果主要取决于弹性垫层(减振垫)的质量。弹性垫层的变形量一般可控制在其厚度的10%~20%,并应结合实际安装条件、撞击声降低值(依据正规测试报告)选用合适的减振垫。

    3 机电设备的隔振设计

    机电设备的隔振、隔声是非常重要的,但这部分内容经常容易被忽视。建设方通常理所当然地认为机电设备供应商会考虑这部分降噪内容。但实际上除了设备本身的隔振、隔声外,还有一些隔振、隔声内容是相对独立的,比如通风管道消声器的设计与施工、机电设备基座(质量块)等,与设备厂家无关,并且绝大部分设备厂家既没有这方面的预算,也没有这方面的专业设计与施工知识,结果可想而知。

    机电设备的隔振、隔声设计主要有以下几方面内容: 空调机组、水泵等的隔振; 通风管道的消声、减振、隔声; 机组、水泵等设备与管道连接、管道穿墙等薄弱环节的处理等。对于所有产生振动的设备如空调机组、水泵等,都应设置设备基座(质量块),这有利于降低隔振体系的重心,增加稳定性,提高隔振效率。一般基座为钢筋混凝土板,厚度不小于200 mm,质量不能小于设备的质量,最好为1.5 倍左右。在质量块和地面之间以及设备和质量块之间用减振器或隔振垫承托。质量块和上下两层减振器,包括隔振对象,构成了一个隔振体系。整个隔振体系的截止频率、隔振效率以及质量块的质量都应经过计算和设计。

    为防止振动与噪声的传播,机房内机组、水泵等设备与管道之间应配置软连接装置; 从机房出来的通风管道与用房之间应根据计算设置消声器,并应对管道采取隔声措施; 为降低管道振动对建筑的影响,管道应用弹性吊钩减振器悬挂在建筑的结构上,这些弹性吊钩的选取应根据通风管道振动频率计算确定; 管道穿墙时应与建筑墙体完全脱开,并放置橡胶隔振带等进行隔振处理。同时管道内与风口处的风速也应进行限制,如主管道风速不能超过6 m/s,风口处风速不能超过2 m/s 等。

    在选用各种减振器时,有一个非常有用的经验公式如下:

    式中:f0为整个隔振体系的固有频率(Hz);δst为减振器在工作状态下的静态压缩量(cm)。如果要隔绝的设备振动频率为f(Hz) ,f/f0比值宜在2.5~4.5范围内。从式(1)可以看出,要有隔振效果,工作状态下的减振器必须有变形(压缩量),如果变形量较小,整个系统的固有频率就会很高,没有隔振效果。同时这种变形应该在减振器的正常工作范围内,是可恢复的。各种减振器产品一般给出的参数包括承载力、变形量等,实际上承载力和变形量是一回事,二者是相对应的。这两个值是指减振器在该荷载(承载力)或变形量下工作状态是最佳的,承载力大于或小于该标准值都会影响隔振效果。因此选用隔振器时,首先明确要隔绝的频率,进而根据f/f0值确定系统需要的固有频率,然后根据式(1) 计算出整个系统的变形量,根据变形量就可以选择减振器了。

    4 室内音质设计

    酒店建筑内很多功能房间对室内音质都有一定要求,例如宴会厅、会议室、新闻发布中心等。这些房间的音质设计内容主要包括合适的混响时间以及避免各种音质缺陷,并要有较高的语言清晰度。虽然目前没有专门针对酒店建筑的混响时间规定,但设计者还是很容易根据经验对其进行控制。

    大堂、宴会厅、游泳馆等空间尺度较大,混响时间长,容易出现回声等音质缺陷,应结合室内设计做好吸声或扩散处理。语言清晰度的设计可依据混响半径理论进行,既要确保交流双方能够相互听清彼此的讲话,还要保护交流内容的私密性。条件允许的情况下,大堂顶棚建议做吸声处理,墙壁可结合室内装饰设计,做吸声处理或采用凹凸装饰造型,造型的起伏程度不宜过小。大堂吧及休息区的座椅宜采用软座椅,可以增加吸声量,降低混响时间。宴会厅通常为比较规则的矩形空间,容易出现回声和颤动回声等音质缺陷,因此相对平行的墙面至少应有一面进行吸声处理,地面可以考虑敷设厚地毯,否则需对顶棚进行吸声处理。室内游泳馆内应防止回声产生,可对回声的源头进行吸声处理,选用的吸声材料应具有防水特性,常用的防水吸声材料有波纹微孔板、铝纤维吸声板等。贵宾室、新闻发布室等空间也要进行声学处理,可有效提升这些空间的声舒适度。

    结语:高档酒店的声学设计应与建筑、结构、装饰装修、暖通、给排水等专业紧密结合,因此涉及知识面广,工作内容繁杂。笔者对这些工作内容进行梳理,从隔声设计、机电设备隔振设计、室内音质设计三个方面对酒店建筑的声学设计进行了探讨,并提供了一些常用的墙体、楼板隔声构造。高档酒店要获得好的声学条件并不难,首先是建设方要足够重视,聘请专业的声学顾问,对于比较容易出问题的机电设备隔振设计与施工最好采用独立招标的形式。其次在室内音质方面也给予应有的关注,声学设计同室内装饰效果并不是对立的,经过精心设计,二者都可以兼顾,达到完美的结合。

  • 建筑声学发展史简论:科学还是艺术?

    建筑声学发展史简论:科学还是艺术?

    由于建筑声学是一个非常专业的领域,以至有专家称:建一个音效完美的歌剧院靠的是运气。最典型的例子就是大名鼎鼎的悉尼歌剧院,作为一个标志性建筑物,如同许多经典名作一样,悉尼歌剧院那无懈可击的外形世界闻名,只要提到它的名字,人们就会联想到那屹立于悉尼湾贝尼朗岬角上如同白色风帆的独特外形。

    同时,它的空间使用的不合理以及声学方面的缺陷也如同对它的赞美般自建成之日起便与其伴随至今,多数表演者认为歌剧院的音效不佳。有专家做过这样的比较:悉尼歌剧院是一流的建筑,但不是一流的剧院,法国巴士底大剧院是一流的剧院,但不是一流的建筑。

    我们应用建筑声学理论能否主动地创造出传世杰作,还是只能无奈地等待历史的自然选择给出未来的结果?

    科学还是艺术?

    建筑声学首先是一门严谨的科学。建筑声学用科学的语言描述和解释客观现象。建筑声学的基础理论来源于物理声学,同时又与材料学、心理学、建筑学等相交融,形成具有独特研究领域的、人和环境为核心的、侧重于解决厅堂音质和噪声控制的科学分支。虽然,建筑声学尚有众多不能完备解决的问题,但是她已具有完整的知识体系,是严谨的科学。

    建筑声学还是一门技术。我们可以利用已经掌握的科学原理,去改造人们的生存环境,去满足人们声环境方面的不断发展的需求,并研究解决声学问题的实用方法和理论工具。技术对建筑声学来讲,是它的竞争力的所在。因为失去了这样的一些技术,失去了这样的一些应用,建筑声学无法在市场经济条件下生存。这些实用的技术包括:厅堂音质设计,建筑隔声材料及构造,建筑吸声材料及构造,消声减振,环境噪声评价与控制,建筑声学测量等。

    建筑声学更是一门艺术。建筑声学的魅力,一方面在于解决建筑实际问题,另一方面,也是更重要的方面,她还是艺术。她不全是冷冰冰的公式和计算,还与人的悟性和感觉息息相关。她所解决的绝对不是单纯的物理问题,更多的是在处理人与人、人与群体之间那种因人而异、因时而异的相互作用的问题。什么是优美的音质?情人眼里出西施,西施的美貌当然不可或缺,然而,情人的评价更具有价值和意义。西施和情人关系问题,就是艺术了。技术,一定会被淘汰、一定会推陈出新,但是,艺术,却是人们永恒的追求,历久不竭。

    谁注定的机缘?

    美的事物,是永远需要机缘的。这是因为,影响那种美妙的感觉体验的因素太多了。就建筑声学而言,技术的、文化的、政治的、经济的、历史的多种因素,就像众多的蝴蝶翅膀一样,谁也无法精确控制到底那一只蝴蝶的“蝴蝶效应”会引起大众如飓风般的对“美”的普遍认同。

    建筑声学理论可以使设计师们掌握创造“美”的大方向,但是,只有认真地对待每个设计案例,细心地体会和找寻那些影响成功和失败的、众多的、点点滴滴的细节,不断地总结经验和教训,“美”的出现就距离不远了。

    在工程实践中所积累的大量细节因素,还需要理论的翻别、分析和沉淀,进而补充理论、完善理论。在理论指导实践中取得了验证,普遍意义上的“成功”就更进一步了。

    万物皆有个“理”字,物有其理,即物理,人亦有其理,即人理,声学设计的最终评判者是人,而不是机械的数字,因此,对人理的研究与对物理的研究同等重要。

    有一个吃馒头的故事说,一个和尚,每次吃到第六个馒头的时候就吃饱了,他每吃一个就希望能够直接找到“第六个馒头”,但总是一次次地失望,直至第六个他才吃饱。同样道理,在一次次建筑声学实践中,成功的机缘应该是越来越近的,但是我们每次都吃到馒头了么?案例经验与理论指导相结合、工程实践与理论研究相结合、物理学与人理学相结合的“三结合”,就是建筑声学的馒头,它是建筑声学研究者水平不断提高,最终与成功结缘的必经之路。

    未来属于谁?

    人无完人,未来之路在于自我完善。要做到不断自我完善,必须不断学习日积月累。“寸有所长,尺有所短”,扬长避短的关键在于“专心致志”地进行钻研学术。建筑声学是一门博大精深的学问,是科学与艺术的辩证统一,是技术与文化的相互交融,任何背景的人都有机会参与其中,感受其浩瀚深邃的魅力。

    当今的建筑声学行业是一块金灿灿的处女地,她并不排斥任何真心追求她的勇敢者。但是,建筑声学的未来只属于那些懂理论、有实践、重人理的“专业内行”,而无情地抛弃不懂装懂、远离实践、好高骛远的“不学无术者”。

    注:本文作者燕翔老师为清华大学建筑环境检测中心负责人、声学实验室主任,其毕业于清华大学,建筑声学博士。长期从事于厅堂音质、噪声控制、声学实验检测、计算机模拟等科研工作。近年主要设计的项目有国家大剧院、2008北京奥运场馆(国家游泳中心、老山自行车馆、国家体育馆等)、洛阳体育中心、大庆文化中心、福建剧院、北京南火车站、西气东输金坛储气库噪声控制等。主持翻译了《建筑声学设计指南》,编制修订了《厅堂混响时间测量规范》、《厅堂音质比例模型测量规范》等国家标准,为中国著名建筑声学专家。

    预告:由云九影音文化传播机构联合清华大学举办的“2015清华大学建筑声学原理与设计”培训课程即将于2015年4月举行,这是目前中国影音行业最高级别的室内声学培训,也是最适合高级音响、高端家庭影院、私人影院定制安装市场需求的顶级技术培训燕翔老师将亲自为学员授课。详细报名方式可留意“影音新生活”随后的通知。

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  • 建筑声学发展史简论:中国剧场的“工业化”时期(3)

    中国剧场的“工业化”生产期

    ●?1990年代至今

    90年代后,改革开放带来了经济迅速腾飞,使我国一部分地区率先进入了小康生活。在一些中心大城市以及一些沿海地区城市,地方政府通过税收、土地交易等途径,积累了雄厚的资金,客观上为剧场建设准备了物质条件。各地兴建“大剧院”的风潮逐渐开始。另外,作为改革开放的一种标志,更多的国外设计者被引入了中国。政治、文化中心北京,经济中心上海,最先实施了大剧院,对于全国的剧场建设产生了巨大影响。随后,一些省会城市也开始纷纷仿效。在我国经济最为发达的浙江地区和广东地区,更是兴建了大量的大剧院,成为大剧院最为密集的两个地区。

    上海大剧院

    上海大剧院的建成具有标志性意义,它是新中国第一座采取国际招标方式设计的剧场,也是90年代设施最完备、功能最豪华的剧场。1994年4月,法国夏邦杰建筑师事务所在13家设计单位中脱颖而出,其“反弧型大帽子”方案一举中标。该工程于1997年竣工,历时3年。上海大剧院包括:1800座的大剧场,650座的小剧场,200座的戏剧排演场,乐队和合唱排练厅,芭蕾舞排演场,以及其它的配套设施,建筑面积达63000平方米。

    上海大剧场以演出歌剧为主,兼顾芭蕾舞表演,为了能够演奏交响乐,舞台上设置了活动音乐罩。由于国外设计师的强调,建筑声学受到政府承建部门的高度重视。上海华东建筑设计院为主承担了声学设计,并委托清华大学进行了1/10比例模型音质测定。大剧院观众厅声学设计严格参照了当时所知的所有声学知识。

    上海大剧院内景

    跌落式顶棚具有最佳声反射角度的曲线,台口两侧八字墙的张开角度经过严格声线分析计算,侧包厢栏板的倾斜角度经过精心设计增加侧向反射声的亲切感,挑台栏板按照声学要求进行了扩散设计防止回声和不良声反馈,侧墙采用鱼麟式装饰有利于声扩散,座椅在清华大学建筑物理实验室进行了严格的吸声量测定,大厅的混响时间也经过了最严格的计算达到“最佳混响曲线”的要求。上海大剧院的音质效果是比较成功的,多年来所积累的声学原理的合理运用,以及正确的施工组织控制,为其室内音质提供了保障。

    国家大剧院

    国家大剧院的设计和兴建,是我国现代剧场史上最为重要的事件。无论剧场的规模、模式,还是设计方案引发的广泛的争论,以及对于全国各地剧场兴建的影响,都是史无前例的。1989年底国家大剧院的建设又正式提上日程,设计方案采用国际招标的方式征集。在反复多次、错综复杂、饱受争议的过程中,1999年7月由中央政治局最终拍板确定选用法国巴黎机场安德鲁的“水煮蛋”方案。2001年12月正式开工,2007年12月正式竣工演出。若从1959年从孕育算起,经历了48年,即便按1989年作为起点,也经历了20年。

    国家大剧院音乐厅

    国家大剧院位于北京人民大会堂西侧,总建筑面积15万平方米。主体建筑由外部围护钢结构壳体和内部2416个坐席的歌剧院、2017个坐席的音乐厅、1040个坐席的戏剧院、公共大厅及配套用房组成。外部围护钢结构壳体呈半椭球形,东西方向长轴212米,南北方向短轴143米,高46米,最深部分-32.5米。椭球形屋面主体为钛金属板饰面,中部为渐开式玻璃幕墙。外环绕人工湖,通道和入口都设在水面下。国家大剧院作为中国最高表演艺术中心,举世瞩目。

    她是我国科技实力和综合国力的充分体现,也是我国文化艺术事业受到高度重视和飞速发展的标志。其中,建筑声学效果是关系到国家大剧院成败的关键之一。国家大剧院的建筑声学主设计为法国CSTB研究所,清华大学建筑学院作为国内声学配合单位,协助CSTB完成深化设计、理论计算、实验研究等工作。国家大剧院建筑声学设计中应用了一些创新技术,包括“蛋壳”底层喷涂纤维素防止雨噪声、戏剧场的MLS声扩散墙面、音乐厅GRC声扩散装饰板、歌剧院金属透声装饰网、歌剧院木装饰板顶棚的混凝土覆层、舒适的观众厅声学软座椅、座椅下送风静音均流风口、录音室”房中房弹簧减振隔声结构、Z型轻钢减振龙骨轻质隔声墙、音乐厅的单侧透明隔声玻璃等。

    在法国设计师浪漫主义的大胆创新下,加之清华大学全国最优秀建筑声学实验室的技术配合下,以及国家大剧院业主委员会的高度重视和全力支持下,在艺术和科学两方面意义上,国家大剧院的建筑声学效果需要取得成功。2007年12月8日进行了首场试演音乐会,同时进行了满场声学测试和主观评价,之前法国声学设计师专门给清华大学建筑声学设计组发来邮件,重点强调“国家大剧院的建筑声学效果:1)其指标首先要达到世界公认的优秀数值范围;2)更重要的是,主观评价的正面反映和媒体对声学效果的正面支持才是国家大剧院音质效果获得真正成功的根本保障”。可以看出,法国声学设计师富有经验地认识到,科学技术所获得的最终效果,不但需要数据说话,还依赖于人的评价和公众认同。

    浙江省人民大会堂

    上海大剧院和国家大剧院拉开了中国90年以来的大剧院建设高潮,各地由于“两会”的需要,或“这个节那个节”的需要,或“城市标志建筑”的需要,近20年来,已建成的大剧院(音乐厅)不下100个,2008年正在兴建的也不少于40个。大剧院热潮不但席卷长三角、珠三角等经济发达地区,也不乏贵州、新疆、宁夏、陕西、四川、江西、甘肃、青海等经济欠发达地区。值得称道的是,这些剧院的建设过程中,建筑声学的重要性已经成为剧院业主的共识,虽然重视程度不一而同、剧院建设过程中声学设计介入时机有早有晚、建筑声学效果有优劣,但是,建筑声学作为一门严谨的科学基本上已经被建筑设计师和业主所认可。浙江省人民大会堂,设计定位以会议为主,兼顾文艺演出。台口宽度很大,达到20米,目的是允许更多的主席台就坐的领导。50年代以来,人民大会堂的巨大台口对于这类会堂建筑的影响是很大的。

    杭州大剧院

    杭州大剧院是浙江省投资最大、规模最大、剧场舞台设备最力齐全、最为豪华的剧场。杭州大剧院从设计到主要的舞台设备,都是选择外国顶级的,目的据说是为了建成全国最具现代化的标志性文化设施。杭州大剧院主要包含三个剧场:1607座歌剧院,600座音乐厅,400座多功能剧场,以及一个700座室外下沉露天剧场。

    宁波大剧院

    宁波大剧院是浙江地区第二个投资较大的剧场,位于宁波市区江北湾头,而不是安排在政府办公大楼附近的中心广场,这是宁波大剧院比较特别的地方。共包括两个剧场1489座大剧院和800座多功能厅。大剧场的观众厅呈马蹄形,由于观众厅的最宽处达到近30米,为了获得座席中间良好的侧反射声,池座采取了分区处理。

    绍兴大剧院

    绍兴大剧院的规模相对小一些,主要包括一个1349座大剧场和一个108座多功能厅(兼大排演厅)。设计者的设计构思来自于绍兴当地具有民俗特征的乌蓬船。观众厅呈马蹄形,台口宽16.6米,在目前各地大剧院均以国家大剧院的台口宽度18米作为标准的风气下,绍兴大剧院的台口宽度显得比较朴素。不过这样的宽度对于演出已经足够、合适。

    嘉兴大剧院是按照文化中心模式兴建的。整个建筑包括两个主要部分:一是剧场为主的主体部分,二是以群众文化活动为主的嘉兴群艺馆部分。剧院部分含有三种类型的演出场馆:1406座大剧场,500座多功能剧场,4个100座电影放映厅。大剧场观众厅呈钟形,有一层眺台楼座。

    桐乡大剧院除了主剧场外,还有4个电影小厅,以及展览大厅、群众文体活动场所。桐乡大剧院比嘉兴大剧院的规模稍小:观众席数1193座,台口宽16米,高9.5米,主台宽31.2米,深24米,后台深度14米。

    上海东方艺术中心

    上海东方艺术中心采用金属夹层玻璃幕墙,从高处俯嫩,五个半球体犹如五片综放的花辦,组成了一朵硕大美丽的“蝴蝶兰”。上海东方艺术中心由1953座的东方音乐厅、1020座东方歌剧厅和333座的东方演奏厅组成,可以满足交响乐、芭蕾、音乐剧、歌剧、戏剧等不同演出需要。作为一个出色的构思,东方音乐厅对声学及舞台设备进行了精心的设计。

    广东东莞玉兰大剧院,主体建筑由半个自东往西高度渐次下降的倒圆锥体和一个顶部以反方向回旋上升的圆推体组合而成,寓意芭蕾舞女演员的优雅舞姿或乐队指挥的指挥动作。东莞大剧院包括一个1600座大剧场和一个400座实验剧场。大剧场定位为多功剧场,以演出大型歌剧、芭蕾舞剧、交响音乐会及大型综合文艺为主,兼做戏剧、戏曲等演出。实验剧场主要满足各类小型音乐会、戏剧、舞蹈演出,同时可供时装表演、会议、展览等多功能使用。东莞大剧院的大剧场观众厅采取了非对称的手法,并非出于建筑声学上或观众视线上的技术原因,而是出于设计者的审美偏好。

    广东东莞玉兰大剧院

    顺德演艺中心是第七届亚洲艺术节的开幕场地。整个建筑包括1500座大剧场、500座音乐厅和一座附楼。顺德演艺中心的形式成不规则形体,由若干体块构成,主体建筑大剧场核心部分设计以倾斜的实体为主,模仿船形。大剧场的定位为多功能用途,考虑歌舞和音乐为主,兼顾戏剧和会议。

    目前所知,2008在建剧院还有:中央电视台大剧院、天津市中华剧院、福建大剧院、海拉尔大剧院、额尔多斯大剧院、克拉玛依大剧院、成都歌剧院、重庆国泰大剧院、重庆江南大剧院、山西大剧院、江西大剧院、江西萍乡艺术中心、江西籍州大剧院、武汉琴台大剧院、青藏高原艺术中心、上海世博演艺中心、广州歌剧院、国家话剧院、福建厦门艺术中心、安徽合肥大剧院、西安大唐城、河北廊坑大剧院、河北那都文化艺术中心、江苏无锡太湖艺术中心、江苏张家港大剧院、潍坊大剧院、济宁大剧院、山东烟台文化中心、山东东营文化中心、山东淄博大剧院、山东菏泽大剧院、青岛大剧院、安徽芜湖大剧院、海南海口湾大剧院、吉林长春大剧院、辽宁沈阳文化艺术中心、北京二七剧场(改建)、首都剧场、内蒙古呼伦贝尔艺术中心、福建莆田莆仙大剧院、福建南平大剧院、浙江舟山临城文化艺术中心、浙江宁波北仑大剧院、浙江衢州文化艺术中心、浙江义乌大剧院、浙江金华大剧院、浙江椒江剧院、浙江萧山大剧院、江苏扬州文化艺术中心、江苏徐州音乐厅、江苏徐州大剧院、江苏南京音乐厅、江苏大剧院(南京大剧院)、江苏常州大剧院、苏州演艺中心剧场、宁波鄞州文化中心、湖州大剧院、宁夏大剧院、广东梅州客家艺术中心(广东汉剧院)、广东粤剧艺术中心、广东惠州文化艺术中心、厦门五缘学村音乐厅、清华大学百年大讲堂。

    青岛大剧院内景

    在与剧场设计相关的技术中,建筑声学是我国发展较好,也最具成就的一支。由于有像马大猷那样在世界声学界具有学术声望的人物,使我国在50年代就取得了很大的建筑声学成就,并建立了研究机构,培养了大批声学研究人才。声学的进展对干我国的剧场设计具有根本性的推动作用,极大改变了我国剧场观众厅的形态,使之走向科学化与艺术化的结合。但是,如此大量的剧院,众多优秀的国内声学专家们,能建造出像巴黎歌剧院、维也纳金色音乐厅、美国达拉斯音乐厅、日本新国立剧场这样有口皆碑的建筑精品来吗?无论怎样,大量剧场已经建成,还有更多的剧场正在快马加鞭地赶上来。最令人向往的音质效果何在?人们拭目以待。

    (待续)

    注:本文作者燕翔老师为清华大学建筑环境检测中心负责人、声学实验室主任,其毕业于清华大学,建筑声学博士。长期从事于厅堂音质、噪声控制、声学实验检测、计算机模拟等科研工作。近年主要设计的项目有国家大剧院、2008北京奥运场馆(国家游泳中心、老山自行车馆、国家体育馆等)、洛阳体育中心、大庆文化中心、福建剧院、北京南火车站、西气东输金坛储气库噪声控制等。主持翻译了《建筑声学设计指南》,编制修订了《厅堂混响时间测量规范》、《厅堂音质比例模型测量规范》等国家标准,为中国著名建筑声学专家。

    预告:由云九影音文化传播机构联合清华大学举办的“2015清华大学建筑声学原理与设计”培训课程即将于2015年4月10-12日举行,这是目前中国影音行业最高级别的室内声学课程,也是最适合高级音响、高端家庭影院定制安装市场需求的顶级技术培训燕翔老师将亲自为学员授课。

    本次培训活动由云九(Cloud9)影音文化传播机构整体策划与组织,为大受欢迎的清华大学建筑声学原理与设计培训课程的延续与深化,由清华大学建筑学院著名教授及学者讲学,内容包含了房间声学原理、小房间声学装修设计、房间测试及模拟、声学装饰材料特性、小空间声学案例分析等,培训重点针对小空间声学设计,同时还有消声室、混响室、隔声实验室等的参观,课程完毕经考试合格后将颁发具有重要价值的培训课程证书。

  • 建筑声学发展史简论:中国剧场的“工业化”时期(2)

    建筑声学发展史简论:中国剧场的“工业化”时期(2)

    ●?1960年前后

    真正掀开中国建筑声学历史新篇章的是1959年建成的人民大会堂,它标志着中国的建筑声学进入了崭新的科学时代。

    1954年毛泽东在天安门上观礼时问建工部部长刘秀峰:“完全用自己的力量,能不能建起坐一万人的礼堂来?”毛主席的话令人沉味:一)“万人”二字显示出东方巨人之气概;二)“礼堂”二字又明确地说明了毛泽东脑海中沿袭的仍然是延安礼堂。延安时期礼堂和50年代剧场的不良音质效果,使周恩来等工程负责人深刻地认识到“上万人听”是必须用科学态度解决的问题,如果不能保证所有人听清毛主席的讲话,技术问题也许就上升为政治问题了。

    人民大会堂

    周恩来亲自点名声学专家马大猷负责,带领全国可动员的全部声学力量进行攻关。马大猷先生开创性地采用穿孔吸声板降低大会堂内的混响时间,首先保证了语言清晰度,并采用局部区域补声扬声器和座椅局部扬声器与主扬声器结合的方式,保证了每个座位具有足够的声能。

    1959年9月12日,首场揭幕,梅兰芳等知名艺术家慰问演出,听众是修建人民大会堂的建筑工人。人民大会堂观众席9770座,舞台300座,合计10070座,完全不愧“万人大会堂”的称号,是当时世界上人数最多的室内会堂,也是至今为止世界上人数最多的室内会堂。从声学角度来讲,混响时间的良好控制和电声系统的成功运用,作为会议使用功能所要求的清晰度完全没有问题,“上万人听”的政治问题保证了,但是,作为演出的效果就勉为其强了,在人民大会堂这一政治活动场所至高无上光环的照耀下,观众和演员已经不在乎它的视、听、演的条件了,能进入人民大会堂,无论演员和观众,更重要的是一种无形的身份和价值的体现。

    人民大会堂内景

    人民大会堂的声学尝试和实践成功,为后来两个国号工程“国家大剧院”和“解放军大剧院”的设计提供了技术基础。清华大学建工系的师生们以全身心的革命热情,完成了设计方案,包括施工图设计,然而这两个剧院因当时的国力所限,均没有实施,清华大学的设计也就成了历史。不过,国家大剧院和解放军大剧院的设计过程,进一步推动了我国建筑声学的发展。

    为此,在清华大学建立了建筑物理实验室,并有马大猷先生的研究生留校任教,专门从事建筑声学研究。1960年3月,清华大学建筑系建筑物理教研组编写了一本非正式出版的小册子《建筑声学工作手册》,为建筑声学在我国的科学普及起到了重要的积极作用,总页数不到60页,包含了当时的主要成就。内容有:声学术语,声强计算,混响计算,声学测定,噪声控制等。

    另外还有一本《剧场中的声学问题》,收集了许多国外建筑声学实例。这些书籍是教师和学生在首都剧场、天桥剧场、人民大会堂现场测量和调研了大量资料基础上编写而成的,是我国第一批比较系统全面的建筑声学专业书籍,到“文革”后很长一段时间,国内尚没有其他成套的资料超越这一时期的成就。中国建筑声学学科在这一时期确立了。

    人民大会堂

    在进行国家大剧院设计之时,还有一件在全国声学界影响较大的事件,即在天桥剧场进行大规模的建筑声学测试。1953年天桥剧场建成,周恩来发现天桥剧场的二层听音比一层要好,尤其是一层的第8排左右的声音不好,就此提出问题。清华大学建筑系通过文化部,在天桥剧场做了一次实测和主观评价,希望搞清楚天桥剧场各个位置的音质状况。因此,专门举办了一次音质测定晚会演出,邀请了歌唱演员、相声演员参加演出。建筑界、声学界、音乐界、教育界共1500人参加了测试。还制作了调查表。这次的声学测试成果发表在1959年的第四期《建筑学报》上,论文题目:“北京天桥剧场音质测定及初步分析”。论文分析了天桥剧场音质缺陷的成因,并提出了改进建议。

    此后一件有意义的事情是中央音乐学院音乐厅(礼堂)的声学设计,时间是1959年,为国家大剧院做了准备。礼堂约能容纳1000人,建成后,对音质反映很好,成为一时的典范。直到90年代,又拆除重建,音质不如以前。还有1960年竣工的二七剧场,为铁道部文工团的专用剧场,音质效果评价也很不错。

    中央音乐学院音乐厅

    需要指出的是,音质评价带有很强的主观特色。因为评价活动中的政治色彩,以及人们对建筑声学设计的朴素的良好预期,有使主观评价正面偏向化的倾向。例如,1951年10月与人民大会堂同时竣工的北京五道口工人俱乐部,当时的音质评价也是不错的。俱乐部室内采用水泥大拉毛的做法用于吸声,后来证明这种做法实际并无声学效果。

    这一时期剧场最显著的特点是商业性完全消失,取而代之的是全部由政府支持的国营剧场。反映在像建筑声学这样的技术层面上,由为票房价值服务,转变为更重视主管领导的意见,“纯声学技术”研究更加深入,而与剧场经营相关联的技术研究,以更加贴近大众居住的实用声学研究受到了较大抑制。其后期的结果是,学科虽然确立,但需求量不能贴近民众,从业人员屈指可数,改革开放以后,很多技术条件很好的剧场,生存却举步维艰。

    ●?“文革”时期

    “大跃进”和三年自然灾害时期,造成国力空虚,剧院建设量严重下滑。1964年5月,国务院颁布了《关于严格禁止楼堂馆所建设的规定》,使得“文革”期间国内的新剧院建设进入了低谷期。新建剧院为数不多,几乎全部归因于外交政治需要,共分两大类,一类是为满足国外交流或国外演出团体访问需要而建的,一类是为树立国际形象而建的援外剧场。

    “文化革命”对孔子的儒家思想进行了大批判,但是,有些优良的传统也同时给否定了,反映在剧场设计上,谦逊为学的精神少了,模仿抄袭的实用主义多了。然而,思想深处的儒家君臣意识并无任何改变,唯领导是瞻的品行依然根深蒂固,一方面大喊“打倒‘反贪官不反皇帝’的宋江思想”,另一方面,骨子里又“只听上级领导的”,这种矛盾的性格就是在这一时期发展起来的,并影响至今。

    广州友谊剧院

    广州友谊剧院建于1965年8月,主要目的是力了配合每年一度的“广交会”。广州剧院明显地沿袭了50年代剧场声学设计的手法,音质效果没有进步。其主设计师、广州建筑设计院的余峻南在一篇文章中谈到“1964年底我接受友谊剧院的设计任务,把兄弟院设计的图纸原封不动地搬去施工”。可见,余峻南在设计广东友谊剧院时模仿,甚至可以说抄袭了国内的其它剧场的设计图纸。1964年之前国内新建的剧场数目不多,可以猜想,抄袭的应该是北京的首都剧场、二七剧场、天桥剧场等。多快好省的初衷是正确的,但人穷志短,随意剽窃他人劳动成果的风气,与当今普遍存在的盗版实为一脉相承。

    1970年代,西哈努克在南宁定居,为召开三国四方会议,于1972年,兴建了南宁剧院。南宁剧院的一大特点是,贵宾室十分豪华铺张,共建有两个,一个可容纳50人,比首都剧场的还要大,还要气派,造价达到全部投资的10%,这明显是上级领导为显示社会主义“面子”的政治需要。南宁剧院的主设计师是毕业于清华大学建筑系的蒋大星和高雷等人,观众厅的体型等声学处理基本仿效了首都剧场和天桥剧场,甚至顶棚的船型声反射造型直接照搬了当时尚未竣工的杭州剧院。

    南宁剧院1972

    这里最值得一提的是杭州剧院。1972年,为了迎接美国总统尼克松访华,周恩来特批了杭州剧院项目。1973年开工,一度停工3年,1978年10月建成。观众厅设计反映了对建筑声学设计的重视,这是1958年以来建筑声学研究的成果的集合。杭州剧院的声学设计交由中国建筑科学研究院完成。在舞台台口两侧和上方的形体设计上,充分考虑了其对于声音的反射作用。面光和耳光设计,也都综合考虑了舞台灯光和声学效果。这些注重建筑功能的思想,反映在剧场建筑的形式上,表现了出现代主义特征,没有太多虚假的装饰。

    杭州剧院

    当时,国内虽然经济困难,但对外显得慷慨大方。有点“为所识穷乏者得我而为之”的意思。1964年至“文革”结束,援外剧场约有10多项,基本为全部赠送。重要的有:几内亚人民宫,索马里国家剧场,斯里兰卡纪念班达拉奈克国家大厦,毛里塔尼亚努瓦克肖特青年之家,扎伊尔人民宫等。这些剧场都可见首都剧场和天桥剧场的影子,建筑声学上鲜有突出者。

    几内亚人民宫

    ●?改革开放时期

    从1976年开始,我国的剧场发展逐渐复苏。“文革”期间压抑已久的文艺活动重新焕发活力,人们对于文化生活的渴望,使得戏剧演出再度繁荣,拥有很大的观众数量。此时出现的剧场建设高峰可视为对于“文革”期间禁止建剧场的一种反弹和补偿。这一时期,很多设计院都有建设剧场的任务。因剧场设计的复杂性,模仿文革期间兴建的剧场的风气,在全国各地非常盛行。

    广州友谊剧院、南宁剧院、杭州剧院,都成为了学习、模仿的对象。随着改革开放的深入,开始有向国外学习剧场设计经验的趋向,不断有我国的访问团体到一些西方国家的重要剧场参观访问,带回了新的信息。但是剧场建设中,长官意志,忽视软件,无视剧场运营对于剧场设计的决定性影响,是普遍现象。

    贵阳川剧院形式几乎完全与南宁剧院一样,其他很多同时期剧院也大同小异,这是建设方领导、设计院领导、设计师大量涌到广西参观南宁剧院的结果。对于南宁剧院船形体吊顶的模仿,也很快在国内的剧院建设中成力—种时髦。模仿,在—些地方剧演变成为形式的游戏,甚至忘掉了,或根本不知道其声学作用的初衷。效仿者很多,如:贵阳的朝阳影剧院,锦州的铁北影剧院,北京的顺义县影剧院。一些模仿者任意改变船型体的尺寸大小和材料。南宁剧院的材料做法是预制钢筋混凝土,容重大,刚性大,对于声音反射有帮助。但是有的模仿者为了减轻吊顶的载荷,将材料替换为轻质的石膏或胶合板,丧失了声音扩散的作用,成为形式上的摆设。

    深圳大剧院

    从80年中期开始,外国设计公司开始介入我国的剧场设计。始建于1984年,落成于1989年的深圳大剧院,就引入了英国的舞台设计公司参与剧院设计。深训大剧院在我国的剧场发展史上有特别之处,她是第一个具有表演艺术中心(Performing Art Center)性质的大剧院。由于地处改革开放的深圳特区,深圳大剧院象征了先进剧场发展方向。

    北京地区改革开放后首个引入外国设计到剧场中是中日青年交流中心,即亮马河路附近的世纪剧场。该工程是当时的中共中央总书记胡耀邦和日本首相中曾根康弘共同倡导,中日友好二十一世纪委员会向两国政府建议、利用中国政府拨款和日本政府无偿援款共同建设的项目。始建于1986年,落成于1989年。

    保利剧院

    保利剧院落成于1991年(1984年立项),稍后于世纪剧场,设计者与深圳大剧院的设计者相同,设计过程中也有大量外国建筑师参与。外国人的设计为这些剧场带入了新空气,从建筑形式到室内装修有令人眼前一亮的感觉,虽然很多地方设计的不尽如人意,但是当时“洋货”质量普遍优于“国货”的现状,使得很多人从心理上有偏向国外设计师的倾向,这为90年后大量外国建筑师涌入中国打下了伏笔。

    保利剧场设计中,建国以来首次引入了商业运营的概念,其剧场规模、声学效果、装修档次都考虑了与日后经营的协调,并且在投入运营前,做了大量的商业宣传,使众多对“广告”尚无免疫力的国民,先入为主地信任了保利剧院的品牌,包括其认为其音质具有极好的效果。“洋人”的到来,令国内设计师对剧场发展与经济的关系开始出现反思,学者们对剧场设计与经营的关系问题提出了看法,尤其是逐步认识到了剧场运营对于剧场设计的影响。不过在后来的剧场实际发展过程中,这些意见并没有得到重视,这说明学术意见并未进入剧场建设的运作机制当中,政府领导的观念和意见事实上主导了剧场的发展方向。

    保利剧院内景

    就声学而言,这一时期的剧场数量很大,不乏有优秀之作,但是由于仍以政治集会和配合政治集会之后的歌舞演出为主,观众大多并非购票入场,同时又缺乏必要的宣传,大众对音质良好效果的认可极为有限,除保利剧院等为数不多的商业运作比较成功的剧场以外,几乎没有人们普遍知晓的哪个以音质效果而著称的剧院。90年代中后期,这些剧院基本都翻新改造了,它们原来的音质效果的记忆,人们就更加模糊了。

  • 建筑声学发展史简论:中国剧场的“工业化”时期(1)

    建筑声学发展史简论:中国剧场的“工业化”时期(1)

    本章节为燕翔老师《建筑声学发展史简论》一文的延续(可查阅“影音新生活”历史消息获悉更多内容),主要针对近现代剧场和中国剧场“工业化”时期不同的特点加以论述,对于我们学习和掌握建筑声学知识有着很大的帮助。

    ▊?近现代剧场

    ●?延安时期

    延安时期是指1935年10月红军长征到达陕北至1948年3月党中央离开陕北去往西柏坡的13年时间,这是中国共产党建立根据地的起点,也是社会主义新中国的源头。延安时期的剧场(说“礼堂”更确切),产生于特殊历史时期,其在政治和文化观念上,至今影响巨大。

    杨家岭中央大礼堂

    杨家岭中央大礼堂、陕甘宁边区参议会礼堂、王家坪八路军总部大礼堂(军委礼堂)和鲁艺礼堂,是当时最重要也是最著名的4栋礼堂,除鲁艺礼堂是利用一座西班牙教堂改建的以外,其余3栋都是就地取材、军民自建的。这些礼堂完全不是为了专业观演,也没有任何商业行为,主要作用是:军事会议、政治报告、群众演出、团体进餐、展览阅览、交谊舞会等,是革命集体生活最重要的公共建筑。

    因为政治和军事是首位的,延安时期礼堂内的语言清晰度最为重要。杨家岭中央大礼堂,位于中共中央的所在地的延安城西北,可容纳1000人,建于1942年,为砖拱结构。建成后,室内回声很大,开会无法使用,后来采用了当地常用的炕毡(铺在炕上的棉枝或毛桂)作为吸声材料贴上去,问题才得以解决。其他礼堂也都采用类似的方法解决音质问题。自力更生,因陋就简是这一时期的鲜明特色。

    陕甘宁边区参议会礼堂

    延安时期的文艺活动,可以说,必须为舆论导向和政治方向服务。1942年以前,相当一部分由国统区来到革命根据地的文艺工作者,缺乏对政治的认识,单纯地提倡艺术第一,排演的话剧《雷雨》、《戈尔洛夫》等虽然具有很高的艺术水平,但不能吸引军民群众,群众更喜欢露天大戏台的“大众化”的演出。什么是政治?孙中山讲,就是“大多数人的事”。

    毛泽东看到当时文艺脱离群众的现状,也就脱离了政治,于1942年5月,在杨家岭中央大礼堂发表了著名的《在延安文艺座谈会上的讲话》,强调“文艺是为什么人的?”,主张文艺必须服从无产阶级政治。后来,发展出一种很受群众欢迎的“秧歌剧”,源于陕北农村歌舞,主要以抗日题材为主,与当时喜闻乐见的生产生活密切结合,在延安礼堂中演出场场爆满。《在延安文艺座谈会上的讲话》后,文艺工作者的观念发生了转变,借鉴“秧歌剧”成功经验,创作了《白毛女》、《黄河大合唱》、《三打祝家庄》等优秀的剧目。

    王家坪八路军总部大礼堂

    政治需要和艰苦条件促成了礼堂多功能使用的要求。会议和演出是两大重要功能,还常用作讲学、舞会、参会、展览等,这种多功能礼堂模式至今仍有沿用。就声学而言,多功能的结果是造成每个功能的效果都不是最佳的;另外,就严肃性而言,在政治场所内进行娱乐演出,在中国古代和西方社会都是很禁忌的。不难想象,古代军机处不可能让戏班子上去“耍”,西方议会里也不可能举办戏剧等演出活动。

    特殊的历史时代,造就了这种特殊的“多功能”礼堂,并成为当代“多功能”剧场的根源。今天,我们在政府的大会堂里观看表演,或在某市的大剧院里召开政协会议,已经习以为常,并不是多用途使用是合理的,而是因为一直这样做,习惯也就顺理成章了。

    延安时期礼堂的建筑形式,表现出明显的学习和模仿倾向,而且学习和模仿的内容杂乱,时间跨度大,地域跨度也大,说明设计方案和技术来源缺乏专业核心,建设过程随意性很大。例如,陕甘宁边区参议会礼堂有明显的西方古典主义建筑风格,但其细部做法(如雀替)却是取自传统中国建筑符号。

    鲁艺礼堂

    在技术和艺术方面,延安时期礼堂既没有完全顺延历史的发展,对建国后期也不具备太大的参考价值。但是,延安时期对后来的影响是多方面且潜在无形的,主要体现在:—、礼堂建筑设计的模仿性和随意性是理所应当的;二、以机关大院为主体的布局模式,为政治服务的主题思想,摈弃商业利用的价值考虑,成为礼堂建设主管领导的核心思想;三、多功能使用成为一种无可非议的习惯。

    ●?解放初期

    1950年代,社会主义新中国的成立彻底改变了20、30年代商业化剧场的萌芽发展方向,剧场成为党和人民政府向群众进行宣传教育的阵地。同时,由于思想阵营的对立,剧场建设的学习对象也从欧美等资本主义国家转换到苏联与民主德国。这一时期属于社会主义改造时期,由于改造难于一蹴而就,其前段“公私合营”时期,需要尚存的“私有制”帮助,遗留有20、30年代剧场的影子,中后段完全“公有制”后,社会主义观念的剧场得以巩固,并发展壮大。

    重庆人民大礼堂

    1950年,邓小平等人领导的西南军政委员会决定在重庆建造一座会议和演出用的大礼堂,面向社会招标征集方案,西南设计院张家德的仿沈阳北京故宫式样的方案,符合当时苏联倡导的“民族的形式,社会主义的内容”,一举中标,建成后即现今的重庆人民大礼堂。该礼堂预算200亿(旧币1亿合新币1万),建设过程中追加230亿,1954年建成。礼堂平面为圆形,弯顶,5层,4300座,因当时设计中几乎没有建筑声学的考虑,音质效果极为不良。由于耗资巨大,形式主义的大屋顶,以及极差的声学效果,在50年代后期受建工部的点名批评。后来很长一段时间仅作为标志性建筑供游人参观,于2004年改造,声学效果得到一定改善。从建筑形式上看,重庆人民大礼堂很大成分上仿效了建于1931年的广州中山纪念堂,是30年代剧场建筑的一种新形势变演,但声学问题仅凭建筑师张家德本人及其建筑设计团队是绝对力所不及的。

    天桥剧场

    50年代仿古形式的剧场没有因重庆人民大礼堂而继续发展,而是转向延安礼堂的西方古典主义建筑风格,观众人数减少,投资压缩。其中代表作品有:1954年建(改)成的天桥剧场、1955年建成的首都剧场和1956年建成的政协礼堂。这些剧场均在1200-1500座左右,矩形平面,大型品字型舞台,其形式受到德国剧场的直接影响,起源于1951年中国青年文工团访问苏联、东欧剧场所获取的知识,以及领导人头脑中延安礼堂的历史印象。

    天桥剧场可容纳1500人,是中央芭蕾舞团的驻团剧场,也是社会主义阵营国际交流重要场所,苏联代表团曾演出大型舞剧《天鹅湖》。首都剧场可容纳1200人,是人民艺术剧院的专用话剧场,延安时期的话剧《雷雨》、《带枪的人》以及建国后剧目《武则天》、《青年一代》等是首都剧场的重头戏。政协礼堂可容纳1000多人,是党政重要会议场所之一,最重要的活动当属中国共产党第八次全国代表大会,还可进行文艺演出和电影放映。这些剧场人数大大少于重庆人民大礼堂的4300座,音质问题是其重要考虑之一。

    首都剧场

    1953年4月文化部发出了《关于剧场建筑的几点注意事项的通知》,其中明确规定:“观众厅一定要做到使观众听得清,看得见,不能单施追求坐席数量。我们建议:以容纳1000人,1500人为准……”。另外,按当时机构编制,县团级以上参会干部大约在1500人左右。如此座位数量的设置,根源在于音质效果的保障与政治需要的平衡。从那时起,1200-1500座的剧场成为国内的标准,甚至《剧场建筑设计规范》中也把1200和1500座作为重要的指标。

    除了在北京还有的总政文工团排演场(1953年)、北京展览馆剧场(1959年改建成)、人民剧场(1955年)、北京工人俱乐部剧场(1955年)、友谊宾馆剧场(1955年)、中国青年艺术剧院(1954年)、实验话剧院(钟鼓楼附近,已拆除)等以外,距离苏联较近的东北地区的剧场建设在此期间规模也很大、类型也很多,有哈尔滨工人文化宫(1956年建),沈阳松陵机器厂文化宫剧场(1954年建)等;哈尔滨友谊宫剧场(1954年),内蒙古有乌兰浩特剧场(1954年建,1956年扩建);新疆有乌鲁木齐人民剧院;西安有人民大厦礼堂(1953年建)和西安人民剧院(1954年建)兰州有民族学院礼堂(1954年建)。上述剧场大都执行了《关于剧场建筑几点注意事项的通知》。但是剧场设计的技术水平参差不齐,地区差异较大。通过控制座位数量,减小了观众厅容积,保证了充足的直达声,对清晰度起到了较好作用,有利于开会使用。这些剧场在1990年代前后又都进行了大规模改建。

    政协礼堂

    由于缺乏声学研究,50年代的剧场都存在或多或少的声学问题,天桥剧场存在回声问题,首都剧场前排座位听音不良,周恩来总理陪同外宾观看演出时发现了这一问题,并专门责成清华大学建工系(清华大学建筑学院的前身)给予解决。领导人对建筑声学的重视,促进了政府部门对剧场声学研究的重视。以清华大学为首,还建立了剧场声学课题组,专门解决这些已建剧场的音质问题。

  • 建筑声学发展史简论:实践与认识的发展

    建筑声学发展史简论:实践与认识的发展

    “知史而明今,专业修养第一步:读史。”

    ——燕翔
    建筑声学的历史是大众集会和娱乐的历史;是贵族人群追求听觉享受的历史;是科学家们深刻认知感官世界的历史;是艺术家们执着于听觉艺术推动的历史;也是千万人置身其中机缘巧合的历史。建筑声学与其说是一门博大精深的学科,不如说是感觉与外界、科学与艺术、技术与文化的辩证统一,她的历史印证了人们在不断理解自我感受的过程中,人与自然界、人与人、人与精神世界的相互作用。

    建筑声学是围绕建筑中听音问题和噪声问题而展开的认识世界、理解世界进而改造世界的学问之一。眼、耳、鼻、舌、身无时无刻地向人们传递着视觉、听觉、嗅觉、味觉等感觉,受想行识全在其内,喜怒我乐尽在其中。对耳所关联的精神世界的求索,是推动建筑声学发展的源动力。

    古代的实践

    非洲土著音乐之所以节奏感强,其重要原因之一是,在广阔的野外演奏需要这样做。欧洲古典音乐悠扬而舒缓,这与在剧场内演出有密切的关系。中国古代演出场地多为有顶而无墙的“亭子”,似乎介于非洲与欧洲之间,中国戏曲的节奏感也是介于两者之间,必定也受到了古戏台的影响。聪明的古人通过长期实践适应了音效与环境的平衡,在声学方面的成就值得我们敬畏。

    古罗马埃皮达罗斯露天剧场

    古罗马埃皮达罗斯露天剧场(Theaterat Epidauros),建于公元前300年前,观众达17000人。为了使观众尽可能地靠近舞台,将观众席布置成升起很大的半圆形,提高了听闻效果。另外,演员使用面具来夸张面部表情,同时增加了向观众席的声辅射。表演区的上方及两侧建了倾斜的墙面,对子声音反射、提高语言清晰度有很大的好处。另外,古代室外背景噪声很低,全场观众静息而鸦雀无声时,表演者即使很微弱的声音也依然容易听清。

    公元1世纪,维特鲁威在《建筑十书》中描述了露天剧场观众区设置多个声瓮,即敞口大坛子,用于“聚拔声音”,还对声瓮不同共鸣音调、位置及布局做了详细的介紹;现代声学研究认为,声替对干古罗马露天剧场声学效果的贡献并不大,仅起到一点点储能器的作用,但是却对后来建筑音效设计产生了极大的影响,甚至再1000多年后的欧洲教堂里,还常见在墙壁上埋入向外开口的坛子,以期“提高声音效果”。无论怎样,现今仍然给与这一剧场高度的评价:“依靠山边拖空的半圆形地形就座的方式以及建筑的声学效果,使得埃皮达罗斯剧场成为公元前四世纪最伟大的建筑成就之一。”

    法国巴黎歌剧院

    古希腊和古罗马时期(约650BC-400AD)、早期基督时期(400-800)、罗马风时期(约800-1100)、哥特及拜占庭时期(1100-1400)、文艺复兴建筑时期(1400-1600)、巴洛克时期(1600-1750)、及后来的古典主义时期等欧洲古代时期兴建了众多剧场,主要目的都是演出、集会或宗教活动。由于设计者对室内声学知之甚少,声学被神秘化。这些时代的音乐,包括教堂音乐、合唱曲、歌剧、交响乐等,都努力去适应当时普遍的厅堂声学效果。巴赫的管风琴音乐(18世纪上半叶)是专门为莱比锡(Leipzig)的托马斯教堂(Thomas)所写的。巴洛克和古典音乐(1600-1820),以海德尔、莫扎特、贝多芬为代表,是专门为贵族的舞厅而写的(如法国里昂城市大厅)。

    奥地利维也纳金色音乐厅

    意大利歌剧,以多尼采蒂(Donizetti),罗西尼,威尔第等为代表,是专门为米兰、伦敦、巴黎、维也纳、纽约等大型马蹄型剧院而写的(如法国巴黎歌剧院)。浪漫主义时期(19世纪)的作曲家,门德尔松、勃拉姆斯、李斯特、德彪西、柴科夫斯基等,脑海中则只有维也纳、莱比锡、格拉斯哥、巴塞尔的音乐厅,其中杰出代表是奥地利的维也纳金色音乐厅。

    巴黎歌剧院的设计者沙尔勒·加尼叶(Charles Garnier,1825-1898)反映了古代建筑师对声学的认识,他说:“我必须声明我没有采用任何原则,没有任何声学理论,其成功或失败,我听天由命。”据称,20世纪之前,唯一一个设计中考虑了建筑声学的厅堂,是位子德国拜罗伊特瓦格纳节日歌剧院(Bayreuth Wagner Festival),声学效果一般,建于1876年,具体如何考虑的,后续记载不得而知。

    相传孔子当年讲学的杏坛

    中国古代先贤们在建筑声学方面的实践与欧洲截然不同。公元前700多年的春秋时期,孔子曾在曲阜的杏坛讲学,如下图是其场景描画及现今在原址上复建的杏坛讲堂。绘画中描绘是露天讲学,笔者更倾向于曲阜复建的杏坛,应是有顶的,至少遮阳避雨,另外面对声反射也有好处。但是,可以肯定的是,当时孔子是不会考虑建筑声学的,孔子倡导“君子远庖厨”,他认为技术是“奇技淫巧”,使孔子和他的弟子们不可能与负责建造杏坛的下等工匠们探讨声音问题,最多监理一下是否符合礼数祖制而己。传说孔子“弟子三千,贤者七十有二”,就杏坛的建筑声学效果来讲,同时听讲的弟子最多不超过100人。

    铜雀台假想复原图

    汉代曹操所建铜雀台,虽是当时欢庆胜利之用的表演中心,估计建筑与杏坛基本是同一套路,即有顶无墙的“亭子”,可能有两或三层,是曹操观看歌舞表演的场所,良好的声学效果基本无从谈起,杜牧《赤壁》诗中写到“东风不与周郎便,铜雀春深锁二乔”,可见铜雀台仅为曹操私人会所,观众应是很少的,不需要大范围传声。孔子的儒家思想漠视科学技术,造成五四运动前几千年的讲坛、楼台、戏楼等集会观演建筑场所均缺乏建筑声学考虑。其实,儒家思想至今依然影响巨大。
    山西临汾牛王庙古戏台(位子山西临汾市西北25公里魏村),兴建子金代,是中国古戏台的最重要代表之一,距今约1000年。位子北京故宫的紫禁城漱芳斋戏台是清代修建的豪华皇家戏台,距今约200年。从两个戏台可以看到强烈的杏坛身影。孔子讲学的时候,他的音量、语调、节奏必须有迎合杏坛建筑声学效果的考虑,否则难以传递语言信息,而其后近2000多年里,受到礼教的束缚,没有人去改变这种声环境,而是不断改变自己,创造各种各样有利子迎合这种声环境的讲法、唱法和演奏方法。

    唐五代名画“韩熙载夜宴图”

    中国古代也有大量室内表演,如敦煌莫高窟172窟描绘的“西方净土变”(“变”是梵意,有美术画的意思),以及唐五代名画“韩熙载夜宴图”和明崇祯本《金瓶梅词话》中插图。由于这些表演都是为王公贵族服务的,观众数量很少,距离演出者很近,建筑声学的问题表现得不突出。

    明代姚广孝的吸声降噪房

    虽然中国古代没有现代意义的建筑声学,但是聪明智慧的中国人仍然掌握着诸多建筑声学知识。明代《长物志》记载,琴师为了增强演奏效果,地下埋一大缸,缸里还放一口铜钟,形成特大共鸣箱。明永乐皇帝朱棣还是燕王的时候,为了日后起兵夺权,在后花园秘密建地下室“私铸兵器”,为防止声音外传泄密,其谋臣姚广孝采用在墙壁上埋入大量的开口向室内的瓮罐进行吸声降噪,翁起到了亥姆霍兹共振吸收器的作用。

    另外山西运城普救寺莺莺塔、河南洛阳白马寺的齐云塔、内蒙巴林右旗辽代白塔的“蛙鸣现象”,即正对塔拍手说话可听到多次重叠的声音,象似蛙鸣,原因是多层挑檐形成的声反射;还有北京天坛回音壁、三音石和圆丘的特别建筑形式形成了特殊的声音反射现象。回音壁直径65米,可使微弱的声音沿壁传播一二百米,在皇弯宇的台阶前三音石可以听到几次回声。古人如此奇妙的声学效果,应该是出自经验之手精心设计的,严格符合声学原理。这些都是中国古人的创造,也成为建筑声学发展历史的一部分。

    古代时期尚无机械工业,交通主要以马车代步,房屋内也没有任何现代化设备,所以噪声问题不突出。有人分析过《红楼梦》,书中最全面、最丰富地描绘了清朝约200年前的当时社会,关于声音总共出现2万多次,与噪声相关的主要是马车、马叫声等,不过才60多次,而且作者曹雪拜未对其有任何“噪”的评价,说明古代生活要比现代安静得多。

    不过在古时候欧洲城市中,由于居住区密度大,街道路面不平,铁轮子的马车驶过石板的街道,噪声使街旁的住户彻夜难眠。中世纪英国国王禁止丈夫在夜晚打骂妻子,并非尊重妇女之举,而是防止哭闹声打扰四邻,这也许是最早通过立法进行噪声防治的案例了。唐人李群玉有一首《石灌》的诗,“古岸陶为器,高林尽一焚。焰红湘浦口,烟油洞庭云。田野煤飞乱,遥空爆响闻。地形穿凿势,恐到祝融坟”,其中“田野煤飞乱,遥空爆响闻”之句,生动地描绘了当时手工制陶、采煤、开矿等的作业时,所形成噪声污染的情景。

    莺莺塔蛙鸣现象原理

    ▌ 近现代的发展

    近代建筑声学的创立源自子社会发展的需要和划时代人物的出现。中世纪的教堂,因空间大、石材墙面多、室内声音听不清楚。文艺复兴时期意大利建造的大型剧场,声学缺陷相当普遍。随着十九世纪兴起的工业化与城市化进程,大型集会增多,建筑体量更大了,声学问题更加明显地反映出来。意大利米兰大教堂容积达2万多立方米,大理石材质,室内混响时间长达8秒,根本无法演讲。19世纪初,德国人弗里德利克?察拉迪(E.F. Freidrich Chloudi)对室内混响现象进行了研究,并编著《声学》。德国物理学家亥姆霍兹于1862年发表了伟大著作《音的感知》,较为系统地论述了声音物理现象和听觉现象。

    建筑声学创始人:赛宾

    1877年,英国物理学家威廉?瑞利(Lord John William Royleigh,1842-1919年)发表巨著《声学原理》,物理声学理论已达到极高的水平。但是,一方面,因为无人请这些科学家参与建筑工程,即使有请,当时的科学家们也尚无完备的处理材料、工艺、施工等工程实践能力;另一方面,虽然有成功剧场的先例,但是因对音质与建筑关系认识的模糊性,没有量化的定义和确切的计算方法,点滴的经验不具备可操作性,也无法传承。那时,建筑声学正处于接近黎明的黑暗期。

    弗格艺术博物馆

    1895年,哈佛大学弗格艺术博物馆(Fogg Art Museum)讲演厅落成,因听不清而不能使用。哈佛大学校长埃利奥特(Charles W.Eliot,1834-1926年)委托物理学系27岁的助教W.C.赛宾(Wallclce Clement Sabine,1868-1919年)解决这一问题。据说,赛宾在将近40个不同容积的房子里进行了实验研究,对比了声效极佳的桑德尔斯剧院、声效一般的杰弗逊大厅讲演室和声效极差的弗格讲演厅,发现坐椅塾具有吸收声能的效果,得到了经验公式——赛宾公式,提出了混响时间和吸声的概念,找到了过长的混响时间是影响语言清晰度的原因,总结出混响时间与房间容积成正比、与吸声量成反比的重要结论。

    赛宾和建筑工程师一起进驻弗格演讲厅开始施工,从那一刻起,建筑声学从黑暗中一步跨进了科学的殿堂。解决了哈佛大学的问题后,赛宾名声鹊起,随即被邀请进行的波士顿音乐厅的声学设计,该大厅优良的音质至今仍为全世界称道。

    美国波士顿音乐厅

    建筑声学理论体系建立以后,房间声学研究更加深入,在欧美也带动了大量的音质工程实践。继赛宾之后,在美国MIT大学又涌现出三位声学泰斗,分别是波特、白瑞纳克和纽曼,他们3人子1948年在美国麻省的剑桥成立了以三人名字命名的BBN声学咨询公司。BBN公司承接了美国航天局风洞(Wind Tunnel,NACA)消声工程,是50年代美国最大的噪声控制工程,以及肯尼迪中心剧场(相当于美国国家大剧院)声学设计等众多项目,并为MIT开设相关声学课程培养研究生,撰写了至今依然影响力很大的书籍或论文。18-19世纪的自然科学的发展推动了理论声学的发展,19世纪末古典理论声学发展到最高峰。

    从20世纪开始,由于电子管的出现和放大器的应用,使非常微小的声学量的测量得以实现,为现代建筑声学的进一步发展开辟了道路。20世纪初至中期,尤其是第二次世界大战后,广播录音和电影配音的飞速发展,更大更快地刺激了美国建筑声学在实际工程中的运用,同时,由于行外人对建筑声学的神秘感,也为建筑声学工程师们提供了丰厚的经济回报。BBN在MIT大学门口盖起了BBN大楼,还为MIT的研究生们提供免费研究室。被誉为互联网之父的里克里德(Licklider),1957-1962年就曾经在BBN工作过,他劝说白瑞纳克为他购买了一台在当时天价的计算机,5万美元,他用这台计算机建立了世界上第一个网络节点,可见BBN当时的财力非常丰厚。

    澳大利亚悉尼歌剧院(外景图)

    与美国建筑声学大发展同时,德国、英国、法国、丹麦、瑞典、澳大利亚等国家的建筑声学研究和实践也在快速推进。德国室内声学家库特鲁夫(H.Kuttruff)、德国哥庭根大学的施罗德(Shrodler)、澳大利亚的马歇尔(Marcel)、日本的安腾四一(Y.Ando)、中国的马大猷等人在室内声学及噪声控制理论方面,作出了突出的贡献。丹麦科技大学声学所、英国利物浦大学声学所、丹麦的B&K公司在建筑声学应用及测量方面,也发展到很高水平。近百年来,在全世界各地兴建了剧场、剧院、音乐厅以及讲堂、会堂等数以千计的声学建筑,不乏有美国达拉斯音乐厅、悉尼歌剧院等近现代建筑史上辉煌的建筑作品,其中,建筑声学理论的“保驾护航”起到了不可磨灭的历史作用。

    澳大利亚悉尼歌剧院(内部图)

    最早将建筑声学引入中国的是清华大学物理系创始人叶企孙先生。1920年3月,由美国建筑师亨利?墨菲(Henry Killam Murphy,1877-1954年)设计的清华大礼堂落成,建筑形式融合了古希腊和古罗马的建筑风格,座席1400个,是当时中国大学中最大的礼堂兼讲堂。圆形的天穹和光滑的石材墙,使室内听音非常困难。声学改造的需要随之而来,但不同意见“七嘴八舌”,有说是穹顶造成的,有说地板要抬高,有说室内墙壁直角阻断声音等等。

    清华大学标志之一:大礼堂

    时任校长梅始琉委托叶企孙先生带领物理系教员解决此事,叶企孙先生也希望籍此事声学工程研究开始了。叶先生当时已经看到过赛宾关于混响理论的论文,在考虑中国人着装特点的基础上,他认为,需要在墙面和顶棚安装足够的吸声材料将混响时间降到1.75秒。那时他没有精确的测试仪器,只能粗估。通过实验室测试,叶先生认为可采用羊毛毡作为吸声材料。在清华大学校史中,叶先生的研究有详细记载,但未见有实施记载,估计可能的原因是粘贴吸声毡破坏了建筑风格,以及时局动荡使工程搁浅,还有最重要的一点的即使什么都不做,也能将就使用。这一将就,就一直将就到了今天。

    据说当时校长开会,批评台下教师打睦睡,实际是听不清的原因。后来扩声系统更换了多次,起到了一点听音弥补的作用,但建筑声学处理尚非常有限。

    清华大学大礼堂结构图

    1949年建国以后,留学归来的声学专家马大猷先生,组织进行了人民大会堂的声学设计,容纳1万人的空间是世界上最大的礼堂了,其中的建筑声学问题非常突出,马先生利用建声和扩声互补的方法,很好地解决了上万人的听音问题,在当时是了不起的成就。马先生还为国家培养了一批声学专家,至今很多人仍在学术或工程舞台上十分活跃。进入机器时代以后,交通噪声、工业噪声日趋严重,噪声控制技术、声学材料、减振降噪手段也随之快速地发展起来,1953年在美国出版的《操声控制手册》(Hand book of Acoustic Noise Control)已经具有相当高的理论水平。

    人民大会堂,上万人“听”是当时的难题

    但是很快人们就发现,先进的噪声控制技术井不能彻底解决噪声问题,治理噪声的根本途径在子“立法”,立法的根基是评价标准。当时,世界范围内的声学学会已经建立,其重要的工作之一即制定噪声标准,为噪声防治提供法律依据。例如,60年代美国飞机场噪声是很令人头痛的问题,单纯地在建筑上进行隔声处理难于奏效。后来通过立法,规定飞机自身的噪声限值、要求起飞降落执行减噪飞行程序,限制在噪声影响区内的土地开发等,70、80年代大大地缓解了飞机噪声问题。

    常常,噪声还与政治联系在一起,如60年代中国和前苏联为了体现社会主义制度的优越性,制定工厂噪声卫生标准限值为不大于85dB(A)比西方资本王义国家要求的90dB(A)还严格5dB。但是,在当时“先生产、后生活”的理念下,机械厂、纺织厂、矿山、油田等单位很少有真正噪声达标的。

    ▌ 二十一世纪的新认识

    至今,人们已经发现了众多与厅堂音质相关的客观指标,使建筑声学设计有理论指导可遵循:赛宾发现了混响时间,指出听音效果与室内声能衰变的关系;哈斯发现了哈斯效应,使人们认识到回声的来源是强的长延时声反射;白瑞纳克发现了近次反射声,提出直达声到达后50ms内的反射声有利于声音的“亲切感”;库特鲁夫总结了脉冲声响应的概念,人们对声音在房间中反射的认识更进一步;施罗德发现了散射对音质效果的重要作用;马歇尔发现了侧向声能所代表的空间感;安腾发现双耳效应因子lACC。巴伦发现视在声源宽度指标ASW对听音围绕感的影响。另外,强度因子G、时间中心Ts、早期衰变时间EDT、明晰度C80、语言传输指数STI/RASTI,辅音损失指数ALCONS、初始时延间隙ITDG、表面散射指数SDI、混响低音比BR等大量指标也不断被发现和研究。同时,吸声材料、隔声材料、减振材料、消声器等也飞速地发展起来并大量应用,各种精密的实验仪器、实验室、实验方法也被不断开发出来。最值得一提的是50年代出现的缩尺比例模型测试和80年代发展起来的计算模拟技术使建筑声学手段与现代高科技水平同步。

    缩尺比例模型测试

    计算机模拟测试

    近百年来的发展中,世界范围的大量实践,也使有识之士认识到,建筑声学“与其说是技术,不如说是艺术”。虽然已有上万篇技术文献发表,其中不乏大量有深入的、划时代的精品,但是在解决实际建筑声学问题中,这些严谨的声学原理总有无法完全覆盖的现实细节。19世纪60年代,白瑞纳克先生已经是世界上鼎鼎有名的声学专家了,他对世界上69个著名厅堂进行了声学研究,井撰写了知名巨著《音乐、声学和建筑》,将赛宾开创的建筑声学发展到“广泛实用”的阶段。然而,恰恰在这一历史时期,专家们虽自认为已经“登峰造极”,但“严格遵照理论”设计的纽约林肯中心的爱乐(Philharmonic)音乐厅出现了“低频缺乏问题”,后来,经过十数年的研究,人们才发现,是由于浮云反射板低频反射不足凸显了座椅低谷效应造成的。此事被誉为“建筑声学史上伟大的失败”,人们认识到建筑声学还很原始,还有很多问题要探索,“从猿到人”还将有漫长坎坷的历史要经历。

    北京音乐厅

    1985年,国内第一个严格进行声学设计的北京音乐厅落成,使用中发现低频混响不足,并在国内声学界引起普遍争论。多年后的统一意见是,墙壁上木板装修在施工中未与混凝土密实粘接,造成了大量低频吸收,降低了低频混响,这井非声学设计的失误,而是施工控制的网题。有识之士应认识到,无论任何细节导致厅堂声学失败,结论只有一个,声学设计者失败了,因为你没有预测到导致失败的这一因素,未对其进行应有的、合理的有效控制。

    任何大厅中的演出带来的那种美妙的感受往往都会稍纵即逝。这种美妙的感觉如果能够不断在这个大厅中重现并获得交口称赞,那么这个大厅就会声名远扬。这当然是所有人的梦想,音乐家们渴望在这祥的音乐厅里表演,经理们渴望拥有这样的音乐厅进行经营,建筑师渴望这样的音乐厅是自己建造的。如果厅堂的声学参量超出客观预测和测量的允许值的范围,往往不会有优良的音质。但是,即使设计实现了良好的声学指标,“好音质”也不一定就此产生。美,需要量化和原则,需要悟性和理解,还需要机遇和缘分。

    与厅堂音质问题相比,噪声控制目标似乎要容易一些,“把声音降低到最低,最好完全听不见”。然而问题远非那么简单,工业时代为人类提供了便利,同时也带来了污染,噪声就是其中之一。一百年来,噪声控制技术虽然“与时俱进”,然而依然跑不赢人对自然改造的速度,城市的居住区和遍布世界的工业区再也回不到一百年前那种朴素、静谧、天人合一的安静环境了。飞机、火车、汽车、轮渡在我们周围咆哮着,发电机、内燃机、压缩机、风机、电机在我们左右轰鸣着,高音棚喇叭、市井的灯红酒绿在我们眼前喧嚣着,我们是在享受这些现代化设施的便利呢,还是在忍受它们对祖先遗传给我们的“安静基因”的破坏?

    在工程实践中人们很快发现,用dB表述的噪声和人对安静需求之间并没有永恒不变的绝对对应关系。不同人之间或同一人在不同场合,对噪声的容忍程度的范围是如此之大。例如,卧室内有轻微响声就无法安睡的人,在出差的火车或飞机上也能安然入睡。噪声问题是人造成的,噪声控制效果的最终评价者也是人,噪声控制技术的实施还是人,噪声问题中人的因素与厅堂音质评价体系的“以人为本”殊途同归,笔者认为,甚至比集成电路、光纤通讯、纳米技术、宇宙探索等高科技问题更富有复杂性和趣昧性。

    当前的中国,经济的发展释放了人们对建筑声学的需求。在建筑市场持续升温的大背景下,在“一部分先富起来”跨越式生活水平提高的推动下,在城市建设“三大名片”(大剧院、体育中心、会展中心)的建设带动下,在所有制“个人化”后人们对自身环境要求大幅度提高的促进下,在《噪声污染防治法》等相关法律法规执行力度不断深化的要求下,建筑声学的需求就象“开了锅”一样,全国上下,遍地开花。

    音乐厅、剧场、影院、演播室、录音室等,音质效果需要建筑声学;体育馆、会展中心、宾馆酒店、机场车站等,吸声处理需要建筑声学;住宅、学校、医院、办公建筑等,隔声降噪需要建筑声学;电厂、水泥厂、化工厂、制造厂等,劳保环保问题需要建筑声学;就连学术上“不入流”的Disco、酒吧、卡拉OK、表演秀场也因噪声扰民或室内音质问题黏上了建筑声学。中国的建筑声学,正处于史无前例的大发展期。

    (待续)

    注:本文作者燕翔老师为清华大学建筑环境检测中心负责人、声学实验室主任,其毕业于清华大学,建筑声学博士。长期从事于厅堂音质、噪声控制、声学实验检测、计算机模拟等科研工作。近年主要设计的项目有国家大剧院、2008北京奥运场馆(国家游泳中心、老山自行车馆、国家体育馆等)、洛阳体育中心、大庆文化中心、福建剧院、北京南火车站、西气东输金坛储气库噪声控制等。主持翻译了《建筑声学设计指南》,编制修订了《厅堂混响时间测量规范》、《厅堂音质比例模型测量规范》等国家标准,为中国著名建筑声学专家。

    预告:由云九影音文化传播机构联合清华大学举办的“2015清华大学建筑声学原理与设计”培训课程即将于2015年4月18-20日举行,这是目前中国影音行业最高级别的室内声学课程,也是最适合高级音响、高端家庭影院定制安装市场需求的顶级技术培训燕翔老师将亲自为学员授课。详细报名方式可留意“影音新生活”随后的通知。

    本次培训活动由云九(Cloud9)影音文化传播机构整体策划与组织,为大受欢迎的清华大学建筑声学原理与设计培训课程的延续与深化,由清华大学建筑学院著名教授及学者讲学,内容包含了房间声学原理、小房间声学装修设计、房间测试及模拟、声学装饰材料特性、小空间声学案例分析等,培训重点针对小空间声学设计,同时还有消声室、混响室、隔声实验室等的参观,课程完毕经考试合格后将颁发具有重要价值的培训课程证书。

  • 小空间室内声学设计需要注意的问题

    小空间声学设计是建筑声学设计中的一个大类,小空间主要包括录音室、琴房、家庭影院、小型专业混音室等具有较高声学要求的空间。由于其空间小的特点,声音在其中的传播规律与剧院等专业观演建筑空间有着显著的区别,小空间容易引起驻波、振颤回声、声染色等声学缺陷。

    下面,“影音新生活”就针对从小空间声学设计为大家进行简要的介绍。

    小空间,顾名思义是指室内空间相对尺寸较小的房间,其房间尺寸一般在3-5m,尺寸略大的能达到10m左右。其声学设计主要包括混响时间控制和室内声场控制。由于小空间内房间尺寸较小,与声波波长能发生一定的比例关系,尤其是在200Hz以下的低频部分。因此小房间固有的共振模式会引起某频段声音能量衰减不同于正常的衰减过程,或者共振频率集中于某一频段,造成声染色现象,使得声音的某些频率成分被大大地加强,从而导致原有音色的失真或产生染色效应。

    各用途厅堂的最佳混响时间

    值得注意的是,混响时间是室内音质重要的衡量指标,不同的房间其要求的混响时间亦不同。因此应该选择不同吸声特性的材料进行合理搭配,控制室内混响时间曲线的平直性(响应)。在小空间内如混响时间过长,容易造成室内声音尾音过长,含混不清。对于混音使用的房间来讲,以上问题会严重影响混音质量。

    ▌?小空间室内声学指标要求

    根据小空间使用要求不同,其声学指标也不尽相同。例如混音室,其声学指标要求背景噪声满足NR-20曲线要求,混响时间一般要求0.4±0.1S。

    而且,合格的室内声学设计都必须要求消除驻波、振颤回声、声染色等声学缺陷。

    ▌?小空间建筑声学设计难点

    众所周知,在规则的小空间内容易产生驻波、梳状滤波、共振和简并等声学缺陷,使得声音的某些频率成分被大大地加强,从而导致原有音色的失真或产生染色效应。在混音空间内,此种缺陷造成的影响尤为明显,造成以上现象主要有以下原因:

    室内声场的分布

    1、普通小空间内的空间尺寸较小,与低频部分波长相近或者地低频部分波长呈简单的倍数关系,房间产生共振现象。

    2、当声波接触到界面后被反射回来,墙面的吸收系数太小,反射声能仍较大,与入射声波发生干涉现象,产生驻波或梳状滤波现象。

    3、房间的几何尺寸呈整数比,造成室内轴向共振和切向共振频率重合或相近,产生简并现象。

    4、在混音空间内过强的一次反射声会误导观众对声像定位的判断,影响室内立体声场的分布。当—侧的音箱发出的直达声经过另一侧的墙面反射后,达到另一侧的人耳时会略晚于另一侧音箱的直达声到达人耳,且存在一个极小的时间间隙。在反射声强度足够大或方向性足够强的情况下,会扰乱大脑对声音来源的判断,造成声像定位偏移。

    ▌?小空间室内声学处理方式

    为避免以上声学缺陷的产生,可以在室内声学设计阶段对设计方案和材料选择进行有意识的调整。调整主要有以下方式:改变室内体型和合理布置室内不同吸声特性的装修材料。

    1、室内体型比例的选择

    为避免以上声学缺陷的产生,可以由前述所知,规则的体型容易在室内造成声学缺陷。尤其是空间的长宽高比例是整数比的情况下。因此可在空间体型设计之初,确定室内空间大小时调整长宽高的比例。理想的长宽高比例是1:21/2:21/3,通常建筑设计条件很难满足理想比例,以下表中的推荐比例可作为设计初期的参考。

    采取上表中的推荐比例,可以使室内共振模式均匀分布在全频带的范围内,避免集中在某一频带附近,造成声染色现象。

    2、室内扩散处理

    为消除室内可能产生的声学缺陷,可以采用在空间内部增加扩散体的做法,利用对墙面的凸凹的变化,使房间简正模式均匀分布从而实现平滑的低频响应,改善室内声场。扩散构造常用的做法主要包括:

    1)设置倾斜墙面以改变室内的规则形状,改变室内声音由墙面反射后的传播方向,从而改变室内声场的振动模式。但此种做法造成室内形状不规则,尤其是在室内出现锐角空间,不利于家具、装饰物品等在室内的摆放,减小室内有效使用面积,降低室内使用效率。而且低频声能容易在锐角部分聚集,形成新的声场分布不均。

    2)在墙面设置扩散体。扩散体可采用简单的折板造型或圆弧造型对入射到扩散体表面的声音能量进行散射,同样能起到改善室内声场的作用。此种做法可以与 装修设计结合,避免出现声学痕迹。

    在小空间室内声场设过程中,应结合装修设计与声学设计,因地制宜地选择扩散方式,融声学时于装修设计之中,在保证美观的情况下满足声学要求

    3、室内吸声处理

    小空间内的混响时间控制是声学设计中的另一个重要方面,不同的使用空间要求有不同的混响时间指标。一般混音室要求较短的混响时间,有利于电声系统塑造优秀的室内声场,尤其是塑造良好的环绕效果。

    常用的吸声材料可分为薄板共振吸声材料,主要用于低频部分的共振吸收;代表性材料有石膏板、木夹板等薄板。

    多孔性吸声材料主要包括玻璃棉、密胺海棉(三聚氰胺海棉)、聚酯纤维板、布艺吸声软包等。其吸声特性以吸收中高频为主,主要吸声频段为500HZ以上,其吸声系数可达0.9~1.0。

    除上述传统吸声材料及做法,新型的吸声材料及做法也大量出现,且装饰性大大增强。其中最为常见的是木质穿孔吸声板后衬多孔性吸声材料、木质吸声板、微穿孔薄膜等。

    家具的吸声也是小空间内吸声的重要组成部分。尤其是室内摆放的软沙发,其吸声量一般能占到室内总吸声量的1/4~1/3,根据其规格不同,所占吸声量份额会有所不同。在室内混响时间计算时应充分考虑家具吸声。

    ?隔声处理

    对空间围护墙体和楼板等进行隔声设计是保证房间有较低背景噪声的基本手段,隔声处理的另外一个目的就是防止室内的声音对外界产生影响。当室内背景噪声要求满足NR-20曲线要求且该房间位于普通民用建筑内时,墙体隔声量一般要求达到60dB。假如该空间所在位置周边有高噪声及振动源或者其内部有类似歌舞厅等场所,其墙体隔声量还应更高,即应使用多层复合结构,结合隔声吊顶和浮筑地面做法对室内空间进行整体隔声处理。

    ▌?混音室的设计要求

    建声设计主要为电声系统工作创造良好的还原声效,因此,一个理想的小型混音室的声学要求应该包括:

    1)室内短混响设计,保证电声使用要求;

    2)混响时间频率特性曲线尽可能平直,即不同频率的混响时间应尽可能相同,低频部分要求略有提高,有利于增高室内音质的丰满度;

    3)保证室内各处有足够的响度和均匀度,防止回声、颤动回声、声聚焦等房间声学缺陷;4)控制噪声,尽可可能降低房间内部噪声,同时隔绝房间外部的噪声进入。

    小结:小空间的声学设计涉及建筑设计、音质设计、隔声设计和隔振设计等各个方面,良好的音质设计是各专业紧密配合的结果。而且声学的设计要求应该尽早地提供给建筑设计和空调暖通专业等,提前进行相关的考虑和条件的预留。

    同时,需要大家注意的是,声学效果必须和装修设计相配合,不但要求有良好的室内音质,还必须有美观的视觉效果,为用户提供一个良好的声学环境和舒适的家居环境。

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  • 漫步音乐的殿堂:畅谈音乐厅的声学设计

    漫步音乐的殿堂:畅谈音乐厅的声学设计

    上个世纪中,人们根据音乐特性的不同,逐渐将音乐厅从歌剧院中分离出来。而在此前,音乐会一般是在有舞台的歌剧院中演出,因为舞台可以满足舞台布景和作品多样化的需求。

    但是,由于高大的舞台空间会造成声能的损失,使得举办音乐会时不得不在剧院舞台上加装音乐反射罩。尽管这些音乐反射罩重量大,组装难,造价高,但它的出现为音乐厅的诞生做出了很大的贡献。各国建筑声学的专家开始依据发射罩对声音控制的原理,相继设计了各种独具特色的音乐厅。

    下面,“影音新生活”就带大家来详细了解一下世界顶级音乐厅的声学设计。

    为什么柏林爱乐交响乐厅至今仍作为音乐厅建筑的典范?

    著名声学设计师L.Cremer在设计柏林爱乐交响乐厅时享有很大的决定权,比如他自主采用梯田式的观众席布局,以及对观众厅的内部形态、空间体型、装饰图案及构造。

    对于该厅的设计,L.Cremer继承了二十世纪初赛宾室内声学的研究成果,并应用了学院对于室内声学的最新研发成果。同时,还对于各种音质评价参数进行了仔细研究。到上世纪五十年代,L.Cremer的研发成果首先在德国室内声学界得到应用。

    柏林爱乐交响乐厅的主要特点如下:

    ● 这种特别的梯田状的观众席布局(统称为“温伯格挡板”),增强了听众获得的早期反射声。这种形式在观众厅还是第一次使用,以前只是在乐师附近安装过反射体。这种安装音乐反射罩或是在交响乐队周围使用反射体的情况,普遍出现在20世纪初的欧美音乐厅。

    ● 观众厅内部形态通过彼此面对的“温伯格挡板”提供二次反射声。

    ● 吊顶的特殊形状,以及其结构表面特性为后期反射声提供支持。

    该厅声学设计的成功之处在于:这种形式能够在早期反射声和后期反射声之间取得平衡,使每个座位都能获得较好的包围感。其平衡是通过控制早期反射声和后期反射声的分配而得到的。这个进步得益于缩尺实体模型能够将声阵列可视化和L.Cremer教授在礼堂音质这个领域的专业经验。L.Cremer教授曾说过,在法国尼斯阿波罗音乐厅的建设中,他之所以能够成功地把握因素,就是在于他完全掌控了对该厅的设计。并且,该厅还是第一个使用梯田式设计的厅堂。

    值得一提的是,尼斯阿波罗音乐厅同样使用的是“温伯格挡板”设计。L.Cremer教授和R. Lamoral教授在对尼斯阿波罗音乐厅的设计中,依旧采用有益于音质的内部形态、空间体型、装饰构造等。该厅的音质设计是基于计算机模型,这是基于有限元法所建的计算机摸型。

    计算机模型向我们展示了早期反射声,寻求进行早期反射声与后期反射声之间的平衡,从而获得良好音质的声场,该音乐厅具有多功能性,配有舞台,作为音乐会演出时需要安装音乐反射罩。并且这还是一个可以容纳2500座的大厅,观众厅进深50米,前面提到的柏林爱乐交响乐厅观众厅进深仅30米。

    该厅的主要特点如下:

    ● 装置错落有致的“温伯格挡板”;

    ● 波浪型的吊顶板;

    ● 靠近舞台的墙有以Lamoral,Cremer, Futterer三人名字缩写命名的LCF侧向反射扩散体(LCF结构)。

    所有这些措施能够加强早期反射声和后期侧向反射声,同时能够在早期反射和后期反射声之间实现平衡,从而获得好的音质。结果和柏林爱乐交响乐厅一样,这个音乐厅把听众包围在最佳的声场中。该厅的设计表明即使内部形态有所不同,也同样可以获得与柏林爱乐交响乐厅有着同样出色的声学效果。

    为何阿波罗音乐厅没有被复制?

    阿波罗音乐厅建于上个世纪80年代,那是个多功能厅建筑结束的时代。确实,今天已进入剧院和专用的音乐厅区分设计的时期,如今全世界所有已建项目都说明了这一点。柏林爱乐交响乐厅证明了专用的音乐厅要比多功能厅更适合音乐会演出,特别是与那些多功能性依赖于沉重的、不易操作的音乐罩的多功能厅相比。阿波罗大厅的独特之处在于,其在设计之初就把其功能定位在以音乐会使用为主,兼顾歌剧演出,而不是反过来考虑。

    正因为如此,柏林爱乐交响乐厅仍作为音乐厅设计的参考范例。不仅因为它作为专用的音乐厅,而且还因为它的建筑风格。

    为什么没有其他形状的音乐厅出现?

    这主要归因于设计团队对声反射和厅堂空间形态之间的平衡无法控制。目前应用于音乐厅的框架设计仍沿用上世纪60年代的方法,一次又一次地使用缩尺模型,没有多大的进步。缩尺模型实验带有一定的局限性,因为它不能与设计方案同步更新。在表现形式上,它不能够将反射声波的形式和声波的传播过程通过可视化反映来。

    声学设计师和建筑师之间不能良好地沟通仍是目前音乐厅设计中普遍存在的问题,即使是缩尺实体模型也不能增进他们之间的沟通。

    但是必须承认,建筑领域所有设计工作都必须遵循相关规范进行。这些规范往往来源于对已有建筑经验的总结归纳(但这从某种角度上也限制了革新和突破的发展),使业主在是否采用创新设计的问题上感到困扰。这是可以理解的,但我们也应该注意到,遵循规范进行设计的方式,其结果往往缺乏新意,效果通常难以令人满意。

    音乐厅设计体系及建设中令人遗憾的因素

    一些质量规范的限制,以及业主对于革新缺乏信心,使得设计师往往采用模仿已有的厅堂的设计以避免犯错,满足于复制已有厅堂而不是探寻厅堂真正的使用需要。

    在过去的三十年间,R. Lamoral教授成功地开发出能够准确模拟厅堂音质的声学计算机软件。当然这还要通过正确使用和操作才能保证模拟结果的准确性。

    在目前厅堂设计市场上,音乐厅音质设计的创新是没有地位的,人们更容易接受建筑设计上的创新。

    即使建筑师部分或全部效仿柏林爱乐音乐厅的布局设计,由于建筑师和声学设计师沟通的障碍和分割,也有可能产生令人失望的音质效果。

    因为那些效仿的厅堂只是建筑元素的累加,并未真正理解所研究的厅堂的声学本质。效仿建筑方案不能在早期反射声和后期反射声之间获得平衡,因此不能满足每一位听众的音质要求。在此就不再赘述这些厅堂,但是专业人士和业主在近半个世纪的时间内,都遇到过这种工作方式所带来的失望和挫折。

    怎样控制剧院与音乐厅的声场?

    良好声场是通过早期反射声和后期反射声之间的平衡得到的。但问题是该怎样保证这种平衡呢?

    那就有必要控制反射到墙体的波形。这些波形必须被鉴别并通过对墙面整体形状和饰面图案设计加以控制。

    近几年来,美国出现了对波形定性化的分析方法。在此基础上,我们可以通过计算机模型,将定性化分析进一步发展为定量分析法。根据已经开发的厅堂声学模拟软件,可以将从各个表面反射的列阵波的整个轨迹反映出来。

    计算机工具有很大的优势在于它的灵活性,而且提供了缩尺实体模型不能测量的大量的信息。通过计算机模型,声学设计师和建筑师之间建立起直观良好的沟通,同时也有助于消除业主的顾虑。

    我们不得不注意到,在过去30年中,通过对大量音乐厅音质声学参数的测量,证明了计算机模型的应用的准确性。但遗憾的是,这种设计方法几乎很少被应用。

    我们也可以注意到,几乎所有的歌剧院和音乐厅的业主首要的要求就是获取最佳的混响时间。但我们应该知道,最佳的混响时间是通过控制反射声的过程来实现,这个顺序不能对调。

    怎样控制反射声的过程?

    鉴于观众厅的尺度、形式、材料、观众厅布局和乐队之间的相互作用,以及在厅堂中声音传播的特性,在演艺建筑的设计中,声学设计师应该扮演引导者的角色。

    声学设计师应该控制墙体反射的波形。而且需要声学设计师和建筑师一起制定详细的墙体处理方案,这样在建筑师每次做出形状或材料的选择后,声学设计师都能够用声学语言将修改的结果表达出来。通过这种方式,建筑师才能够设计出具有良好音质的厅堂。

    因此,通过这一互动过程,就可以确定墙体的尺度和方位及构造,把握围护结构的处理,观众厅的分割墙,吊顶的形式,整体内部形态,尤其要控制围护结构材质及其构造的声学响应,把握座椅的形状及声学特性。

    未来我们会感受到不同形式的音乐厅吗?

    在厅堂的整个设计过程中,建筑设计和声学设计应该是完全融合在一起的。但是实现的方法、途径,特别是这方面的经验很难在声学设计师和建筑师中得到一致同意,而且很难打消那些恪守音乐厅建筑规范的业主的顾虑。

    因此,只有当业主们采纳新的建设意见的时候,音乐厅的形式才会有新的发展,而不是效仿已建的厅堂。

    结语:诚然,与柏林爱乐音乐厅有着相同形状的音乐厅会有很好的未来。但是我们要意识到,复制既不能保证声学设计的成功,也不能满足本世纪内出现的新演出形式的需要。在对于音乐厅及剧院的声学设计中,专业人员应该注入更多的创新元素,以及投入更多的精力去谨慎细致的考察。

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  • 影院该选择什么声学材料?

    影院该选择什么声学材料?

    随着人们生活质量不断提高,影院也成为了人们家居必备设施,但在安装影院时,人们一定要多加注意声学处理,因为私人影院和电影院、KTV大同小异,如果装修设计不好,容易出现噪音、骚扰到他人影响到自己,所以必须选择合适的声学材料,并进行科学的设计。由于多数用户对影院的专业知识了解不多,所以在选择声学材料上难免会出现纰漏,选择声学材料时应该有以下几点注意事项:

    第一:吸音性能应符合使用要求,如果要求降低中高频噪声或降低中高频混响时间,则应选用中高频吸声系数较高的材料。如果要降低低频噪声或降低低频混响时间,则应选用低频吸声系数较高的材料。
    第二:吸声系数不受环境和时间的影响,材料吸音性能应保持长期稳定可靠。
    第三:防水、防潮、防蛀、防腐、防霉、防菌,这对在潮湿环境条件下使用是非常重要的。如游泳馆、地下工程及潮湿地区。
    第四:防火性能好,应具有阻燃、难燃或不燃性能。对影剧院和地铁工程等公共场所应尽可能采用不燃材料。
    第五:吸音材料要有一定的力学强度,以便在搬运、安装和使用过程中,不易损坏,经久耐用,不易老化。
    第六:材料可加工性能好,重量轻,便于加工安装以及维修调换,对于大型轻薄屋顶结构如大跨度体育馆,其吸声吊顶的重量是至关重要的制约因素。
    第七:吸音材料及其制品在施工安装和使用过程中不会散落灰尘、挥发有毒气味、辐射有害物质、损害人体健康。
    第八:吸音材料一般安装在室内表面,它是室内设计的重要组成部分,特别是影剧院、多功能厅、会议室、广播、电视及电影录音室和审听室等的音质设计,吸声材料应具有装饰效果。

  • 科普 | IMAX影厅的分类

    科普 | IMAX影厅的分类

    IMAX影厅有以下4种

    1、IMAX GT影厅

    首先于1970年推出的GT 2D影厅是日后其它IMAX影厅的原型,采用15/70胶片,用一台大型“水平波状循环进片”的GT放映机放映,该放映机近乎一辆微型轿车大小,重达1.8t,放映光源为15kW氙灯水冷式(全球功率最大的电影放映光源)。GT影厅属专利设计,一般为400座,可达1000座;银幕一般为30m×24m,最大35.73m×29.42m。

    2、IMAX SR影厅

    这是IMAX公司为降低土建和设备投入、节省运营成本及满足商业多厅影院的需求,于1998 年推出的第一代紧凑型放映系统,采用两台SR放映机同步放映两盘单独的15/70胶片,配以2×7kW氙灯风冷式光SR放映机源。IMAX SR影厅亦属专利设计,银幕小于21m×17m,对应的合适座席小于350个,它实际是GT影厅的缩小版,以适应其变小的银幕。

    3、IMAX MPX影厅

    IMAX MPX影厅这是IMAX公司为放映IMAX DMR胶片版影片,于2004年推出的第二代紧凑型放映系统。再次大幅降低了设备和运营成本,因其不仅可放映IMAX原创片,还可放映IMAX DMR故事片,使片源更广,更适宜建在商业多厅影院中。MPX也是最新型的二合一放映系统,即可用最经济的方式将胶片放映系统升级为数字放映系统。MPX影厅标准版亦属专利设计,银幕一般小于23m×14.5m,合理座席数为350个。

    4、IMAX Digital影厅

    IMAX公司为解决因15/70胶片版影片的拍摄、后期制作、发行、放映成本过高而带来的片源过少,以及胶片版放映系统投资及运营维护成本高昂等一系列问题,于2008年推出了数字放映系统,用于放映IMAX DMR数字版影片。采用硬盘数字拷贝及两台2K分辨率的数字放映机加影像优化器,配2×6kW灯泡,成本虽大幅降低,但画面解析度约4K,仅相当于35mm胶片的影像水平,丧失了15/70胶片版大画面、高解析度的优势。IMAX公司已在测试两台4K数字放映机,一旦成功,解析度可达约8K,成像水平将超越15/70胶片版的6K。

     

  • 科普 | 真正的家庭影院,你需要真正的家庭影院隔音门!

    科普 | 真正的家庭影院,你需要真正的家庭影院隔音门!

    在家庭影院、微影院的视听室设计当中,隔声处理都是用户与设计师非常关心的话题。良好的隔声处理可以很好地隔绝外界噪声对室内观影与听音乐所带来的干扰,同时也能避免大声压播放的过程中对邻居所带来的不便之处。而且据权威数据表明,噪音长时间大于80dB以上将会使人焦虑烦躁,甚至出现间隙性失聪现象。另外,经常处于超高噪音环境中,眼睛的敏感度会显著降低,视觉出现异常,产生眼花、视力下降、精神不振、反应迟钝等现象。因此,在家庭影院与微影院的视听室音频系统设计当中,我们应该认识到隔音问题的重要性。要实现视听室的完善隔音,需要处理的地方有很多,包括墙面、天花、地面以及门窗等,对于普通用户来说,最容易实现也是最为核心的隔音处理就是进行门的隔音处理,包括门本身的结构以及门与门梁缝隙的处理等。

    不过,如果只是简单地从建材市场购买相应的隔音门回来使用,由于不少产品都并没有真正经过专门的隔音技术研发,并没能从结构与材质上获取最佳的解决方案,因此如何选择理想的高品质隔音门成为了一道令人头痛的难题。事实上,国内外有着不少专门从事隔声处理或室内声学设计的品牌推出了性能卓越的隔音门产品,其中不少隔音门厂家的出品,都能为用户提供成套产品,包括门框、门扇,并负责技术指导安装调试。

    不仅仅适合家庭影院之中
    隔音门可应用于家用与专业领域

    隔音门的概念其实很早就出现了,并且在专业领域取得了广泛的应用,包括电影后期制作室、录音棚、卡拉OK娱乐场所、练歌房等,而家庭影院隔音门就属于可横跨家用与专业两大领域的品牌。从应用类别上来看,隔音门主要包括录音棚隔音门、家庭影院隔音门、练琴房隔音门与卡拉OK隔音门。某些家庭影院隔音门在技术与用料方面都相当讲究,首先它属于采用日本先进的多层复合加压阻力型技术的隔音门,其次使用吸音材料、阻尼材料、冷轧钢板、雪花镀锌锈钢板组合而成门芯,再以三元乙丙橡胶进行密封处理,因此在隔音方面与普通家居所使用的门相比具有更强的隔音效果。

    从家庭影院隔音门的这些特点出发,下面我们再详细谈谈各种不同层次的隔音门在用料与工艺上的差异吧。首先,注重用料的隔音门都会采用丁基橡胶作为隔音材料,隔音效果好且无异味,而相对而言,一些隔音门为了降低制造成本,往往会采用沥青,除了隔音效果没有丁基橡胶好之外,味道方面也不太好闻,并非一种环保的解决方案。第二,在隔音门芯方面的使用材料,为了能够达到各个频率的吸音处理都相对均衡,避免出现吻合响应而影响隔音门的最终效果,好的隔音门往往会使用多种复合材料,而其他产品则是倾向于材料较为单一的防火岩棉,仅仅对单一频率的声音起到一定的吸收作用。第三,为了针对声波引起的振动而造成的声音传导问题,好的隔音门采用了高纯度铝箔和阻尼橡胶复合而成的材料阻隔,而其他产品为了降低成本会沿用以沥青为基材的减震材料,其效果仅为高纯度铝箔复合材料的五分之一。

    由此不难看出,目前国内隔音门行业在制作标准上并非十分规范,往往会出现追求低成本而使用其他低廉的不环保材料作为隔音材料的情况,再加上结构上不太严谨,施工工艺也不太科学,最终真正让用户满意的隔音门并不多见。不过对于用户而言,都需要清楚了解,其实隔音门并不能完全隔绝声音的传播,即使是最好的隔音门也会对某些频率的声音毫无办法。当我们安装了隔音门并不意味着就能完全消除外界的干扰或者彻底避免室内声音传播到外界,但是我们可以透过隔音门让噪声控制在一个较低的理想水平。这是我们在挑选隔音门的时候必须注意的关键之处。

    启闭轻便,相当高的隔音效能
    细谈家庭影院隔音门的工艺

    前面我们已经简单地介绍了家庭影院隔音门的一些制作工艺与用料,下面我们再深入分析家庭影院隔音门的工艺细节。许多家庭影院隔声门都采用钢质结构,这类钢质门是在两块面板之间放入网状钢制肋条构成,内部填充材料多为高容重玻璃棉及其他复合材料,使得在各个频率段皆有较好的隔音性能。由于隔声门的特殊结构,使得它的厚度、面密度较普通门更高,因此隔声门的五金件、密封条等配件就显得尤为重要。这些配件的质量,可以说是决定隔声门隔声量和使用寿命的重要条件,为此,不少隔音门都采用了三维可调铰链。

    家庭影院隔声门的面板选用较高精度的冷扎钢板,表面比热轧钢板光滑。门体空腔中填充隔音材料,具体为玻璃布包超细玻璃棉或岩棉制品,隔音材料容重控制在50-100kg/m3之内。门四周采用三元乙丙橡胶条密封,保证其隔音指数STC≥40dB。在隔音量方面,家庭影院隔声门在采用无门槛做法时,其隔声量≤30dB;当采用有门槛做法时,其隔声量≤40dB。

    隔音指数可达40-45dB
    家庭影院隔音门

    在不少高端发烧友的家庭影院视听室之中,为了避免对外界的干扰往往都不会安装窗户,仅仅留下一扇门用于出入。这个时候对于门的隔音是非常重要的,否者大声压的震撼电影音效肯定会对邻居带来不少的影响。许多品牌为了应对家庭影院方面的需要,推出了有针对性的家庭影院隔音门,其隔音指数根据不同的型号可以达到40dB、45dB,而且对于各种造型与特殊的开启方式,家庭影院隔音门都可以一一实现,满足用户个性化的室内安装需求。

  • 陋室不陋!看清华大学建筑声学实验室

    什么是建筑声学?什么又是建筑物理实验室?在一个IT数码网站谈论这些内容,未免有点过于专业了。其实,声学离我们很近,又离我们很远。每天我们都会听到美妙的音乐声,同时也会接触到令人心烦的噪音。建筑声学,是用来解决建筑声学环境问题的科学,同时还要考虑到室内音质及建筑环境噪音的控制问题。

    而建筑物理实验室又是干嘛的呢?众所周知,声学属于物理学科范围内,建筑物理实验室,主要是用来测试建筑声学环境是否符合国家标准的一个实验室,不仅可以提供检测报=报告结果,同时还是在校学生的一个学习场所。今天我们就抛开那些电脑音箱,走进清华大学的建筑物理实验室看看,探索下声学奥秘。

    陋室不陋!看清华大学建筑声学实验室

    陋室不陋!看清华大学建筑声学实验室

    这所建筑物理实验室可是相当古老,据说清华大学主楼还没建好的时候,这所建筑物理实验室就已经在工作了。大约是在1956年,还是由苏联专家协助建设的。去的当天赶上下大雨,您看那墙都湿了。如今,这所实验室里包含了上图中的五家单位,他们都在这里办公。基本上这个实验室就是用来测试建筑声学环境,以及提供国家认证的有效的测试报告结果,很多工程项目都需要有建筑声学环境的检测报告。

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    建筑学院培训中心组织的学习课程,每周都会有,主要介绍一些建筑声学方面的知识、概念、案例,所有课程都是免费的,感兴趣的朋友可以联系 孙伊伟 负责人,联系电话:13693223194,有关课程时间排期等方面的问题都可以咨询孙老师。

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    从进了实验室办公区的大门之后,您就能看到四处都是与建筑声学有关的材料或装修。这面墙就铺着圣德木质吸声板,条纹状,主要作为展示用。

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    先去实验室的办公区看看,里面人并不多,和大多数的职场的布局基本一致,不过墙面上的这幅画还会蛮有意思的,这可不是一幅普通的装饰画哦!据孙老师介绍,这幅画拥有吸声处理作用,不过就是没有那些材料效果那么好,但比它们看起来要美观的多,要在自己的影音室里挂一幅这样的画,既起到装饰房间的作用,又能起到吸声的作用,两全其美了。

    陋室不陋!看清华大学建筑声学实验室

    看完四周的墙,再来看看角落里的木地板,地板是没什么特殊的,亮点在地板下面,这也是吸声的吗?准确的说,是用来吸收高跟鞋的声音的,现场一个穿跟鞋的妹纸用脚在上面踩了踩,基本上没有什么声音,效果非常的明显。

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    从实验室的办公区打开这扇隔声门,可以直接进入隔声室,很期待里面是什么样的,笔者也是第一次见,充满好奇心。穿过这两层门,便可进入隔声室内。

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    整个隔声室的平面布局图,一个音源室,外加两个接收室,其中一个接收室在地下。

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    这就是整个实验室的布局,有点像正在装修的客厅,一片狼藉,如果您第一次见到这里的环境的话,肯定以为这个实验室正在装修呢,其实这就是原形。隔声室是用来测试建筑的墙体、门窗、楼板等隔声效果的,只有符合国家标准的,才可以批准使用。

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    接收室的天花板布局

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    音源室的天花板布局

    不同的实验室天花板布局不一样,主要都是为了对声音的控制,感觉很奇怪,接收室的天花板像挂着帆船布,而音源室的天花板又好像是铺满管道一般。

    陋室不陋!看清华大学建筑声学实验室

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    音源室的中央摆着这样一个仪器,好似平衡杆一样,通过它来测试并得出具体的数据及结果。

    接下来,我们再去看看消音室和混响室。

    说实话,实验室的工作环境还是挺恶略的,可以说几乎是密不透风,因为在里面时间长了,会感到很憋屈,所以作为声学测试的人员,工作还是很辛苦的。顺着楼梯往地下走,直奔消音室,一个非常神奇的实验室。

    陋室不陋!看清华大学建筑声学实验室

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    消音室是全封闭的,实验室顶部的四个角,都安装了这样一块板子,也是起到对声音的处理的作用。

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    实验室四周墙壁凹凸不齐

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    天花板好似被网遮住一样

    在这个消声室内,如果一言不发,调整好呼吸的话,几乎听不到一点点的声响,安静到吓人。地面下是双层的,中间有很多弹簧支撑,用力跳起,落下的时候会有轻微的感受。消声室可以提供一个低噪声的检测环境,同时也提供一个声学自由场环境。

    陋室不陋!看清华大学建筑声学实验室

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    离开消声室,转头去向混响室。打开这扇厚实的隔声门,看到满墙的三氯氰胺吸声泡沫,虽然它对人体有害,但却是一种非常好的吸声材料。

    陋室不陋!看清华大学建筑声学实验室

    陋室不陋!看清华大学建筑声学实验室

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    在往里走,就到达了混响室,这里面看着相对来说还整洁点,但房间四壁并不是平面的,除了地板之外,其他的墙壁都是半圆柱的凸起设计。在房间内,说话、拍手都有很大的回声。整个实验室是用来检测混响时间的,什么是混响时间呢?当您喊了一声之后,在您喊的这个环境中还存在着来自其他各个界面的迟到的被反射的声音“残留”现象,就用混响时间里表达。混响时间是建筑声学中很重要的一个概念。

    陋室不陋!看清华大学建筑声学实验室

    看到墙上的一道裂痕了吗?这是当年地震的时候,留下的残骸,可见这间混响室的“岁数”也不小了。

    通过参观清华大学的声学实验室,看到了常人很难见到的声学检测环境,虽然整体看着非常简陋,但其作用却是非常重要的,目前国内像国家大剧院、奥运会工程都有使用到这所实验室,我们能有机会参观一番,也算是另一种学习。