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    中外建筑聲學比較:中國應加快建筑聲學產業化進程
    發布時間:2020-03-13 14:35:17    作者:admin    瀏覽次數:
     
          建筑聲學(Architectural Acoustics)是研究建筑物室內聲學環境的學科,主要致力于提升室內音質、控制噪音。建筑聲學的概念起源于西方,公元前一世紀左右,羅馬建筑家維特魯威所著的《建筑十書》中對建筑聲學最早進行了記載,在書中記述了希臘劇場中自然聲場形成的方法,如運用共鳴缸和墻體圍合的反射面以增加舞臺自然聲演出能量等。建筑聲學在中國自古以來的建筑中亦有著廣泛的應用,宋元時期的古代劇場,在戲臺左右兩側放置水缸,以增加自然聲演出響度;16世紀建成的天壇皇穹宇,在65米直徑回音壁的作用下,聲音可以沿壁傳播一二百米。

        雖然中國對建筑物形成自然聲場的運用時間早,然而建筑聲學發揮的作用高度依賴工匠的經驗,沒有形成系統性的學科,研究、應用長期停滯?,F代建筑聲學的技術、人才、經驗等各方面也落后于西方發達國家,尤其是在高端文化建筑領域,形成了外資建筑聲學設計主導的局面。本文將從建筑聲學認知、產業化、技術和材料、市場空間、法律法規等方面闡述當前中外建筑聲學的發展差異。

        一、對建筑聲學的認知有待進一步提升

        建筑聲學在西方發達國家成為單獨的科學學科有一百多年的歷史,是深受認可的建筑細分專業,廣泛運用于觀演建筑、公共文化建筑、學校建筑、主題樂園建筑、五星級酒店建筑、影視制作中心和錄音棚建筑、宗教建筑、民用與工業建筑等。

        發達國家的建筑聲學工程師與建筑師均實行市場化定價,建筑聲學的價值已被廣泛認同。建筑聲學環境要求越高的建筑物,越需要聘請專業聲學設計大師進行加持,以劇場、音樂廳等為代表的觀演建筑物,其聲學投入遠超越其他類型的建筑。在這些國家和地區,聲學設計和規劃、空調、給排水設備等專業地位相當,屬于必須的專業設計范圍之一,需要作為向監管部門報建設計文件的一部分。

        國內對建筑聲學的認知總體還處于初級階段。部分專業聲學建筑領域,如劇院、多功能廳、體育館、展覽館、圖書館和機場高鐵站等公共設施等,建筑規范中有聲學的強制性條文,然而在設計過程中,因部分業主和建筑師不理解聲學設計的重要性,加之監管部門缺乏審核流程和經驗,導致建筑的聲學實施往往流于形式。

        二、建筑聲學產業化進程正在加快追趕

        部分西方國家的政府制定了相應的聲學規范和措施,推動劇場、戶外演出、展覽空間、酒店、咖啡廳、會議室、教堂等場所進行相關的建筑聲學和電聲設計。在政策推動下,發達國家劇場建設已形成成熟體系,為建筑聲學留有單獨的預算,在規劃、建筑設計、施工和驗收階段有嚴格流程把控每階段的聲學效果。在這些國家和地區,建筑聲學也帶來了良好的經濟價值,推動建筑聲學進入良性的產業化發展軌道。例如,在部分歐洲國家,安靜且隔聲良好的住宅的銷售價格要高于其他住宅,其出租率和租金水平也更高;澳大利亞、新西蘭等國家部分餐廳提供安靜指數等聲學指標,用于吸引對用餐環境有要求的優質客戶。

        雖然國內建筑聲學產業化進程落后于上述發達國家,隨著民眾生活水平不斷提升,對精神文化需求日益旺盛,中國的聲學建筑市場呈現持續增長態勢。在此背景下,涌現了一批在建筑聲學領域表現突出的企業。根據2015年至2019年我國1200座以上劇院、音樂廳、會議中心的建筑聲學裝飾工程數據統計,中孚泰文化建筑股份有限公司承接的項目數最多,市場占有率位居第一名,蘇州金螳螂建筑裝飾股份有限公司、深圳洪濤集團股份有限公司、浙江大豐建筑裝飾工程有限公司在聲學建筑領域亦較有影響力。上述龍頭企業正帶動建筑聲學產業化發展,加速我國建筑聲學應用到各類建筑中。

        三、技術和材料是國內亟需彌補的短板

        中國的建筑聲學技術與發達國家尚有較大的差距,尤其是建筑的主動降噪技術以及建筑聲學大數據采集、整理和應用等前沿技術落后于發達國家。國內的劇場劇院為了適應激烈的市場競爭,往往追求多功能化,但是過去二十多年通過傳統物理被動方式建造的多功能廳成本高、運營復雜、表演類型受限,整體并不理想。另一方面,國外經過三十多年發展業已成熟的主動降噪技術和電子可調技術已經成功應用在幾百座多功能劇場劇院,并實現了良好的聲學效果和運營收入。例如,發達國家普遍使用的電子可調技術可以讓遠離舞臺中央的觀眾清晰、逼真的聆聽到現場演奏的音樂,彌補了自然聲物理傳遞的不足。目前中國的劇院、音樂廳等文化建筑尚未大規模采用主動降噪和電子可調技術。此外,國內在聲學大數據領域等前沿領域還存在空白,而國外已經開始普遍將聲學大數據運用于軍事、健康、民用等建筑物。

        中國在新興聲學材料研發領域尚有較大提升空間。建筑聲學材料要求兼具建筑功能性和建筑聲學要求,通常二者要求越高的材料,往往價格昂貴、國產化率低。例如,中國在有機和無機建筑聲學材料的研發起步晚,目前該領域基本為國外廠商壟斷。國內材料廠家研發能力較為落后,雖然生產加工能力強,但大部分淪為國外百年品牌的OEM廠家,僅賺取較低的加工利潤。

        四、聲學建筑人均擁有量少,未來有較大增長空間

        聲學建筑是西方發達國家建筑的重要組成部分,據美國TCG統計,2018年年末美國專業、非盈利性質的劇院就有1,855家;日本文化廳2017年的數據顯示2017年日本劇院、音樂廳總數達2,399家,百萬人劇院、音樂廳擁有量接近19個。部分西方發達國家甚至形成了著名的劇院聚集區,如舉世聞名的倫敦西區和紐約百老匯。其中,倫敦西區在不足1平方英里的范圍內的夏夫茨伯里和黑馬克兩個街區就集中了40多家劇院;紐約曼哈頓41街到53街之間的百老匯聚集了總共36家劇院,聞名遐邇。國內劇院總體分布零散,單位人口擁有的劇院數量遠遠低于歐美發達國家。根據國家統計局公布的數據,2013年至2018年,我國影劇院、劇場機構數從1,187個增長至1,740個,雖然復合增速達7.95%,但尚未扭轉總數低、人均量偏少的局面。

        隨著民眾生活水平、藝術鑒賞能力提升,國內專業劇場、大型演唱會和戶外音樂節活動場次大幅增加。根據中國演出行業協會數據,2014年中國專業劇場演出7.43萬次,大型演唱會、音樂節演出0.14萬次;2018年二者分別增長至10.15萬次、0.26萬次。演藝活動的蓬勃興起,拉動了劇院、音樂廳等觀演建筑的需求,推動了建筑聲學發展。預計未來學校文化設施、企業文化設施、旅游娛樂設施、廣播電視、博物館、城市文化館也將呈現快速增長,成為聲學建筑重要的增長點。

     

    年度

    專業劇場演出(萬次)

    大型演唱會、音樂節演出(萬次)

    2013

    7.43

    0.14

    2014

    8.20

    0.14

    2015

    8.41

    0.19

    2016

    8.79

    0.21

    2017

    9.30

    0.24

    2018

    10.15

    0.26

        數據來源:中國演出行業協會

        五、法規、規范體系逐步建立,執行落地需要加強

        為推動建筑聲學更好的應用,國內外政府均制定了相應的建筑聲學規范和法規,主要集中在噪音控制這一細分領域,政策出發點在于促使建筑滿足基本的聲學功能需求。橫向對比來看,發達國家聲學相關政策體系的構建理念和聲學指標監控的實操經驗都要領先。

        歐盟噪音控制的法規起始于上個世紀70年代,制定了一系列關于噪聲限值的指令,對各類交通工具如機動車、摩托車、飛機、鐵路和家用電器等交通工具和設備噪音設置了限值。2002年,歐盟發布了《環境噪音評估和管理導則》,要求各成員國繪制噪聲地圖并據此來制定噪音控制計劃。此后,2011年歐盟進一步公布了《歐洲夜間噪聲指南》,嚴格控制夜間各類噪音限制來保護民眾的免于被噪音影響的基本權利。

        美國國會于1972年通過了《噪聲控制法》,希望通過“改善環境使所有美國人從危害他們健康和福利的噪音中解脫出來”,并要求美國環保局深和聯邦公路管理局分別制定和實施適用于州際商業運輸的噪音控制標準。1998年,美國聯邦公路管理局提出考慮噪音影響的土地利用規劃,要通過規劃等手段使得對噪音敏感的地塊遠離噪音,隨即各州都建立了相應的法規。2010年,聯邦公路管理局還促使《公路交通噪音、施工噪音削減程序》最終版本的發布和實施,該法規要求各州在公路項目的設計階段滿足一系列要求,以確保周圍居民和業主的權益。

        日本于1968年頒布了《噪音管理法》對建筑施工、交通運輸、工廠等多種產生噪音場所的噪音限制進行限定?!缎赂删€、飛機環境噪音標準》(1993年)、《環境噪音質量標準》(1998年)均規定了各類環境區域的噪音限制。同時,日本還對各種噪音源的測試方法做了規定。

        我國關于聲學的制度設計和安排晚于西方發達國家。1996年我國制定了《中國人民共和國環境噪音聲污染防治法》,這是我國環境噪音聲管理的基本法律,在此基礎上還頒布了《聲學、低噪聲工作場所設計指南和噪聲控制規劃》、《建筑施工場界噪聲限值》、《鐵路邊界噪聲限值及其測量方法》、《機場周邊飛機噪聲環境標準》、《工程企業廠界噪聲排放標準》、《社會生活環境噪聲排放標準》、《聲環境質量標準》等規范和法規。

        總體上,國內參考國家ISO和歐美發達國家建立起了建筑聲學規范、法規,地方政府也相應制定了一些規則,但大部分聲學規范指標仍落后于ISO的標準,且近十年來更新迭代的速度較慢。在執行和監管方面,缺乏有相應經驗的設計、施工和驗收技術人員,加之部分業主對聲學投入不重視,導致了法規、規范并未完整的在項目中得到執行。

        六、產業鏈地位有待提升,有待多方合力、久久為功

        參考西方發達國家經驗,良好的聲學效果要求建筑聲學設計在項目前期規劃階段即發揮關鍵作用,并貫穿于項目始終。以劇場為例,需要建筑聲學工程師在項目規劃階段將高聲學要求劇場類項目置于安靜區域,從整體角度考慮聲學性能要求;在方案構思階段,需要建筑聲學設計師與其他專業合作,修改自然聲劇場的體型(傳統被動機械聲學空間設計尤為重要);在初步設計階段,需要建筑聲學工程師與結構、給排水和空調專業等協調,對圍護結構和建筑構件進行隔聲降噪的設計;在施工階段,需要建筑聲學工程師與室內裝修師等通力合作,保證美學效果的基礎上,采用合適吸聲或擴散聲學材料,實現室內最佳聲效要求。

        基于國內部分業主對聲學專業不了解和不重視,建筑聲學介入項目往往在項目后期階段。一些建筑師、室內裝修設計師對聲學缺乏足夠專業知識,誤以為聲學設計是電聲設計,導致部分對聲學要求較高的建筑物沒有采取足夠的隔聲降噪措施,室內聲環境也達不到基本聲學使用功能要求。因此,國內現存為數不少的劇院、音樂廳等建筑的聲學效果越來越不能滿足觀眾日漸提升的品質要求,急需進行相關聲學體檢,根據檢測結果進行聲學改造以達到劇場基本使用要求。

        綜上,當前國內建筑聲學往往被認為是主體建筑設計的附屬,或者僅僅將其做為后期施工、裝飾的一個環節,建筑聲學地位的提升仍是一個長期的命題。建筑聲學不被重視,一方面,國內缺乏建筑聲學專業人才,對建筑聲學重要性缺乏認知,技術和材料水平較為落后;另一方面,業主、監管的缺位,致使部分項目實際施工與初期設計初衷背道而馳,距離項目效果相去甚遠??傊?,國內建筑聲學要追趕上西方發達國家還有較長的路要走,需要領軍企業、社會民眾、政府管理機構長期發力、久久為功。





     

     





     
     
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