专家顾问介绍
 
    燕翔

   清华大学建筑学院建筑科学技术系 声学博士 副教授
   清华大学建筑物理实验室 主任
  论坛议题:面向世界的建筑声学

题记:

  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。

简历

  燕翔,男,辽宁沈阳人,生于1972年,中共党员,毕业于清华大学,建筑声学博士。现任清华大学建筑物理实验室主任,清华大学建筑环境检测中心质量负责人、声学实验室主任。 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。近年主要完成的声学工程设计和实验研究项目有: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、洛阳剧院、江西大剧院、菏泽大剧院、广州新火车站、西气东输金坛储气库噪声控制等。翻译了《建筑声学设计指南》(美),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,并发表了《脉冲反响积分法测量混响时间》等多篇学术论文。主办了“清华大学建筑声学网”专业建筑声学网站。

报告简介:

面向世界的建筑声学

摘要:清华大学建筑物理实验室以“知音讲坛”为窗口,通过邀请网络讲学、参加国际学术会议、参访世界知名研究机构等方式,扩展了建筑声学的国际视野。从建筑声学知识创新、人才培养、科学研究、工程应用等多角度来看,与发达国家的全面交流是一条直线发展的高速路。当前,中国建筑声学的整体水平与发达国家尚有差距,中国面临的新问题、出现的新思想、引进的新技术、开发的新材料,很多曾经国外走过的路。建筑声学发展的根本推动力来源于人的需要与社会的进步,以人为本的是世界的通理,因此,先进国家正在发生的现象或正在孕育的萌芽,不久后将可能陆续在中国出现,面向世界去看建筑声学的发展,也可以说是面向发展预视未来。

1 天涯若比邻——清华知音讲坛
  大学里的建筑声学研究究竟应该做什么?古代荀子《大学》中开篇即讲,“所谓大学者,在明明德,在新民,在止于至善”,这句话今天看仍铿锵有力。大学,就是要广播光明的德行,给人民以新知,目标永远是最高的善境。学校应该做的事是:“培养德才兼备的人才,传播知识与思想,不断求取本领域内最高的学问”。为达到目标,必须讲求方法。中国当前是最讲现实的历史时期,仅凭“空中楼阁,无米之炊,画饼充饥”,长久不了。实用,有价值,才会得到认可和帮助,才会良性循环,才会可持续发展。
2009年初,清华大学建筑物理实验室开办了清华建筑知音讲坛,可看做是一种兼顾培养人才、传播知识、求取先进科学思想的方法平台。讲坛通过网络邀请全球专家讲课,课程影音同步, PPT演示以及摄像机画面均是实时的。网络连线世界,“天涯若比邻”。“知音”二字两层含义,一是取“我们懂得声音”之意,二是“我们相互结识,共为知音”之意。讲坛的经费来自于德国可耐福石膏板公司的赞助,可耐福公司的法定继承人也是最高决策者Miss Knauf说,与大学的合作,不但可以宣传可耐福的品牌,也是信仰上帝(God belief)份内的事。
  2009年,知音讲坛邀请讲座共48讲,其中国际讲座24讲,演讲专家来自美国、德国、法国、英国、加拿大、荷兰、韩国、巴西、新加坡、台湾等十多个国家和地区,内容广泛涉及厅堂音质设计、声学材料、隔声减振、噪声控制、标准法规、实验检测、模拟预测等多方面内容,信息量极大,前沿知识异常丰富。这些宝贵的经验与成果,促进了清华大学建筑物理实验室的学术发展,还将给后来的学习者留下了极具价值的影音资料。独木难成林,一花不是春。来自全国的大专院校,以及四川正升环保工程有限公司等企业单位,也积极参与讲坛的收听,作为知识储备、人才培训的环节。

2 你来我往——国际交流
  邀请对方来,对方也会邀请你去,还会把他的朋友介绍给你,你来我往。知音讲坛平台为国际互访打开了通道,国际讲座联络过程中,专家们不断发给我们各种国际会议、参观访问、国际展览等邀请信息。在诸多目光长远企业的支持下,国际交流提供了必要的经费,并派出人员随同我们一起到国外去,近距离接触世界,结交国际友人,寻求发展的新思路。
  正因为有像四川正升环保工程有限公司(赞助葡萄牙、加拿大、日本之行),北京浩瑞诚业新型建材有限公司(赞助韩国、法国、挪威之行),北京华新四方建筑技术有限公司(赞助英国、台湾之行)等单位的慷慨支持,才使我们有机会亲身看到葡萄牙波尔图音乐厅、加拿大国家艺术中心剧场、韩国世宗剧院(即韩国国家剧院)、法国巴黎歌剧院、英国爱丁堡Asher剧院、伯明翰交响音乐厅、伦敦莎士比亚圆形古剧场、台湾国父纪念馆、台湾中正纪念堂等世界各地的声学建筑,领略德国弗朗霍夫建筑物理研究所、法国CSTB建筑声学测试中心、英国那皮尔大学Robust Detail住宅隔声实验室、韩国汉阳大学楼板重击实验室,日本铁道技术研究所声学实验室等国外声学单位,学习到轻质屋盖雨噪声测试、水管噪声测试、机场噪声测试、声学缩尺模型测试、现场吸声测试、材料流阻测试、楼板重击声测试、轨道振动测试等各种新型的测试研究方法。
国际交流中,企业也有不同程度的收益。例如,在加拿大渥太华地下车站,四川正升公司看到一种陶瓷穿孔吸声板,装在墙上,既美观又防火防水,成本也低,回到四川后即投入研制。还有北京浩瑞诚业公司,一直为寻求屋顶篮球场振动噪声解决方案而苦思冥想,到韩国汉阳大学参观访问楼板重击实验室后,他们受到很大启发,并开始相关新产品的研制。
  以学术为牵头的交流访问不同于普通的出国旅游或商业考察,一方面对方邀请者都是行业领域的专家,可带领我们看到最值得看的地方,另一方面,对方也希望通过交流,更多地了解中国。
  德国的胡莫教授来了。他邀请我们去德国参观弗朗霍夫建筑物理研究所和可耐福公司总部研究基地。弗朗霍夫(Fraunhofer)建筑物理研究所位于斯图加特(Stuttgart),是德国最大建筑声学实验研究基地,拥有各类声学实验室近20间,建于1985年。我们在德国见到了一些国内没有或少有的实验方法原型。天花板侧向传声实验室:两个隔声室中间有一堵几十公分厚的高隔声量混凝土墙,不砌到顶,两个房间都安装被测天花板,天花板内部空间是连通的,在这种情况下测量空气声隔声量,被称为CSTC,这对隔墙只能做到吊顶底部的开敞式办公空间评价何种天花板材料能更隔声非常重要。架空地板侧向传声实验室:与天花板侧向传声实验室正好颠倒过来,架空地板内部空间是相互连通的,测量不同架空地板的串通隔声情况。雨噪声实验室:模拟人工降雨的实验室,主要用于测量轻质屋盖受雨冲击后的噪声状况,准确模拟高空自然雨降落的粒径和末速度需要一套比较复杂的机械装置和计算程序。管道冲水噪声实验室:模拟各种住宅冲水状况下,测量不同管道的噪声情况,这对于改进PVC等轻质下水管道隔声能力是非常有价值的。多孔吸声材料流阻实验室:流阻对多孔吸声材料的微观结构研究是致关重要的,该研究所通过最佳流阻的研究,成功地设计出以三聚氰氨为原料的蜜胺泡沫海绵,即轻质又防火,甚至被用到航天飞船仓内吸声降噪。超低频材料吸声系数测量实验室:常规混响室难于测量材料在100Hz以下的低频吸声系数,而这一系数对剧场剧院的音质设计非常重要,德国人想出了测量的办法,在一个矩形的房间内,墙角安装被测材料,并布置传声器测点,因为房间共振的缘故,有无吸声材料对于低频简正模式有较大影响,通过测量房间共振的变化,可求得所放入吸声材料低频的吸声系数。
   可耐福公司不仅拥有复杂而系统的石膏化学研究实验室,而且还有6间大型声学实验室:3个高标准墙体隔声室,2个楼板撞击声实验室,1个混响实验室。可耐福对全世界各地近50个子公司工厂送来的石膏样品认真研究,不但普通纸面石膏板产品精益求精,还有许多新产品在中国等地区尚未推出,如隔声量高达80dB(相当于5米厚砖墙)的添加有硫酸钡的石膏板体系(这种板还具有X射线吸收功能,可用于医疗建筑),以及内含BASF相变材料的石膏板,用这种可吸热的石膏板做成房间隔墙,夏季室温可降2摄氏度;还有各式各样的外型美观的穿孔吸声石膏板,种类丰富,构造新奇。
  韩国的全镇龙教授来了。他邀请我们去韩国参观考察。韩国目前在楼板重击法测量、缩尺比例模型和声扩散方面研究是国际领先的。韩国汉阳大学建有世界上最大规模的楼板撞击声隔声实验室,总共三栋实验室,每栋三层,每层三个房间,房间安装了不同厚度、不同构造的楼板,分别使用标准楼板打击器、轮胎重击打击器、橡胶球重击打击器作为声源进行实验研究。得出的结论有,浮筑楼板可有效降低脚步声等轻击噪声,对跑跳等重击声隔声效果差;重击声隔声需要采用增加楼板阻尼的方法予以防止;侧墙采用砌块砖墙比混凝土墙体或条板墙的刚度小,有利于降低楼上重击声的传递等。在韩国新建的世宗剧院M剧场、麦粒陶瓷音乐厅,采用了大面积的扩散体声学设计,收到了非常良好的室内音质效果。韩国正在兴建的剧院和音乐厅,大量采用缩尺模型技术进行音质预测,不但便于业主、设计师和声学顾问以实体模型为参照进行讨论,还可准确地预知建成后的声学效果,对于越来越多的室内非线性设计而言,比传统纸面设计的方式,提高了效率,也使最终取得音质成功得到了根本技术保障。
  英国的康健教授来了。他邀请我们到英国去参加欧洲声学会议。
  法国的伊莎贝拉来了。她邀请我们去参观巴黎郊区法国最大的声学测试中心CSTB。
  CSTB是世界上唯一采用插板组合方式进行隔声测量的实验室,该实验室建于2002年,墙体、门窗、甚至楼板都预先安装在独立的混凝土框中,同时可以在十几个框中进行安装,相当于同时安装多组构件。测试时,将混凝土框用吊车插到隔声室和发声室之间(楼板平放在接收室之上),通过气密装置使框架与接收室和发声室紧密结合,之后进行声学测量。而且,楼板隔声室共有四间并排的接收室和两间可平移活动的发声室,发声室可以和接收室对齐或分开。这样设计实验室的优势在于,可以同时进行大量的隔声测量,而不像国内的隔声实验室那样,测完一堵墙,拆掉后才能测量下一堵。还有一个好处是,测量完毕后,可将混凝土框吊走,完整地将构件保存起来,备日后研究再用。由于法国规定了严格的声学标准法规,为了保证工程质量,法国各地向CSTB送检的声学材料极多,因此CSTB采用了这种有利于大量测试的实验室设计方法。
   参加CCTV声学设计的荷兰安德鲁考斯特先生来了,在美国和日本飞机噪声研究享有声誉的美国空军高级声学顾问莱伦斯和他的妻子莊美知子女士来了,美国Acentech公司声学技术总监兼MIT建筑建筑学院兼职声学教授卡尔﹒罗森伯格先生来了,新加坡ARUP公司声学顾问工程师徐景峰来了…,还有更多国家的专家会来。通过知音讲坛结识的国外专家,只要有机会来中国,我们都会发出诚挚的邀请,从遥远的网络声音,升级到见面握手,人越交越广,情越聚越亲。礼尚往来,你来我往,互通有无,知己知彼,比学赶超。

3 “新新”向荣——新材料、新技术、新思想
  2009年以来,我们出国走访了约10多个国家,与上百个外国声学工作者打过交道,见到、听到不少新鲜事,也感悟了很多新思想。在国外,遍地都可以看到建筑声学影子,对我来说新东西太多了,可谓“新新”向荣。想必中国的明天也会如此欣欣向荣吧。以下所列,谓之“新”,也许是我们孤陋寡闻,不过,这些我们在国内确实尚不多见,或根本就没有见过。

3.1 新材料
瓷砖穿孔吸声板
陶瓷细缝穿孔装饰吸声板
矿棉吸声板表面喷漆
装饰吸声喷涂
苇丝吸声板
具有降低雨噪声功能的夹胶金属屋面板
具有降低雨噪声功能的屋顶天窗
透气不透水的高分子薄膜
自然通风隔声器
RPG扩散体
高效隔振垫
充满细节考虑的隔声小配件
漂亮的金属网吸声顶棚

3.2 新技术
会唱歌的路
玛雅金字塔的雨滴效应
有源降噪
无线分布式噪声测量技术
声学照相机
三维激光测振仪
声波管道检测
音乐厅充气声反射罩
顶端空腔共振式隔声屏障
现场吸声测量

3.3 新思想
噪声警示器
Robust Detail
喷泉声掩蔽降噪
不拘一格的音乐厅剧场顶棚
莎士比亚圆型剧场剧场
无可限量的道路声屏障
越来越近的机场噪声问题
分布式扩声解决长混响扩声
为什么西班牙有这么多隔声材料生产厂商?
小窗子,大学问
缩尺比例模型测试的重要性
绿色建筑中的声环境

 
 
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