四月的清华,春色满园,万紫千红,芬芳怡人。走在校园当中,那青涩的面孔、载着心爱之人的自行车、书本、草地……令人不禁回想起了读书时代的情景,也激发了我们心中那丢失已久的学习欲望。

4月6-8日,由云九(Cloud9)影音文化传播机构精心策划,联合清华大学建筑声学研究所共同举办的“2016清华大学建筑声学原理与设计培训课程”也在这迷人的季节里与北京清华大学隆重举行。

此次培训反响十分之热烈,吸引了来自全国各地60余位影音集成行业内的精英人士参加,包括技术人员、企业高管以及定制安装设计师等。秉着对建筑声学设计的求知欲望,他们在3天的培训中,通过清华老师们深入的讲解与指导,收获了丰富的建筑声学知识。


“2016清华大学建筑声学培训”全体师生合影

下面,“影音新生活”为大家就本次活动进行详细报道。

燕翔教授:建筑声学是物理科学一大组成部分

培训第一天,清华大学建筑学院物理实验室主任燕翔教授生动而详细地为学员们阐述了建筑声学的重要性,并对针对室内声学设计重的纲要性问题进行详细的讲解。作为清华大学建筑学院物理实验室主任,燕翔教授长期从事于建筑声学研究工作,不仅拥有深厚的理论知识,同时还拥有丰富的实践经验,曾先后完成国家大剧院、2008北京奥运场馆等国家重要项目。在课堂上,燕翔教授也理论与实践相结合,深入浅出地为学员们进行讲解。


清华大学建筑学院物理实验室主任燕翔教授

燕翔教授强调:“室内声学设计是建筑声学中非常重要的组成部分,同时也是私人定制影院行业从业人员完成各类声学工程设计所必须掌握的知识……在定制安装领域,往往影响声音表现最大、最难以克服的问题就是室内声学设计。因此,我们在打造一间视听室之前,必须要根据实际情况选择不同的声学处理方法,有效避免产生声学缺陷。”

燕翔教授提出:“声学处理的目的就是传递人们接受的声音,掩蔽人们不喜欢的声音,达到传递快乐的效果。”这一观点引起在座学员的认真思考。为此,燕翔教授在课堂上,不仅为学员详细介绍了建筑声学在我国的演变历史、建国后的发展流程,还特别针对声音的产生、频谱、室内外的传播等特性,以及常用声学材料的特性进行了详细的论述。

尤其是关于大小空间内的混响时间、环境噪音、驻波、反射声、颤动回声等环境声学指标性问题,燕翔教授还通过不同的应用案例为学员们一一解惑。在座的学员们,也时刻做着笔记,生怕错过任何一个知识点。

课堂最后,燕翔教授还为学员们介绍了目前的新型声学材料,其中谈到了砂岩环保吸声板,这是一种环保、绿色升学材料,可用来打造无缝的抹灰声学系统。燕翔教授通过显微镜放大进行展示吸声板,让同学们更清楚地看到上面的每一处细节。

通过燕翔教授丰富的课程讲授,参加培训的学员们纷纷表示收获极丰、多有启发,表现出对高质量专业技术培训的高度认同。其中一位学员说到:“燕翔教授丰富的工程经验和严谨的课程讲解,为我们打开了室内声学设计的一扇大门,我们学习到了许多以前不曾了解或者未去重视的核心问题。此次培训,定将为我们以后的定制安装工程提供了理论上的依据。”

课后,学员们也积极向老师提问,并与其他学员相互交流、探讨

▌声学处理的实践与应用

在下午的课程中,学员们重点参观了清华大学建筑物理实验室、建筑技术科学研究所、建筑环境监测中心、建筑学院培训中心等基地。参观了老师与科研人员们是如何对室内声学进行科学有效地测量和作声学处理的。


学员们正在听老师讲解新型声学材料的特性、构成等

指导老师还为学员们介绍了目前世界上所出现的各种各样的声学处理原件,通过不同的声学处理特性以及组成,为不同的空间、建筑进行有效的声学处理,达到出色的声学重放效果。


学员们忍不住把材料拿在手里细细观看,并通过滴水来测试


研究中心内的所有墙壁都安装了不同的声学材料,让人大开眼界

除了种类繁多的声学处理附件外,研究中心内还特别设立了多个独立的声学实验房间,分别用来测试不同产品在隔声、噪声、声音吸收、声音扩散上的各种特性,并且对不同的声学材料进行详细的区分和应用,为国内的众多现代化建筑设计,提供了科学的声学处理和声学设计的有力保证。

学员们正在参观用作噪声和隔音测试的实验室


感受强扩声情况下的声学环境,这个实验室主要用作测试声学吸收材料的品质

据老师介绍,该实验室还用来测试扬声器在强烈扩散时的声音表现

参观完中央主楼下的声学设计实验室之后,学员们又来到了清华大学另一处的静音室进行参观。该静音室采用“房中房”隔声设计,外墙采用厚重的砖墙,内层为轻质隔声墙体,依靠安装在底部六个角上的弹簧减震器支撑。在通过采用一系列的隔声、吸声、消声、减震等措施,静音室内背景噪声可以低于5dB。这让参观的学员们惊讶不已!

学员们正在静音室好奇地观看

实验室的老师正在为学员们详细介绍“房中房”的建造过程及其所带来的不同效果

学员们在参观过程中与老师进行了热情的交流,并且以各种真实的案例、方案进行了深入交流,同时在声学材料的应用、挑选、安装上进行了详细的探讨。

通过此番对多个实验室的参观,学员们对上午燕翔老师的讲课内容也有了更深入的理解,也对于清华大学在建筑声学上的权威与深厚经验更为惊叹不已。

空间声学中必须解决隔声、吸声与撞击声等一系列问题

在课程的第二天,首先由薛小艳老师为学员们带来了《材料及其构造的声学特性》的课程,薛老师为学员们介绍了目前建筑构件的隔声性能分成9个等级,而这个在2005年提出建筑隔声评价标准,在今年也有望获得更新,因此学员们可以留意近期的发布的新国家标准内容。


清华大学建筑环境检测中心检测部负责人薛小艳老师

另外,她为学员们介绍了目前建筑物的内隔墙、楼板、外围护结构的空气声隔声性能,不同类型的材料的分类、用途、计算方法,同时还为学员提出了一个目标:最好的隔声性能约大于60dB。在隔声部分,她介绍了目前常用各类隔墙的计权隔声量,各类隔声墙构造对隔声效果的影响和效果,还提出了目前常见的龙骨的设计:减震龙骨(S型、Z型、C型)、轻钢龙骨、木质龙骨。

在材料的介绍中,她提出了吸声处理,反射系数越小的,吸声效果越好,其中玻璃棉和岩棉是目前最常见的吸声材料。不同材料对于不同频段的吸声效果,都可以使用单位介乎0-1之间来显示,其中材料会有一个NRC单位,但他的取值没有固定的指标,只能按照设计师的设计取向来做选择。


课间,学员们积极向老师提问

另外材料的穿孔密度对NRC系数的影响,这里采用一个穿孔率来做计算,如果想提高声学效果,可以考虑制作空腔,而200mm的空腔已经足够了,也是符合大部分实际操作的需求。

在吸声和隔声的声学处理材料上,水分也和吸声系数有很大的影响,而且我们也应该重点关注的还有隔声材料的耐用度问题,需要考虑温度、湿度和挤压等问题。不同材料的耐用度分析和推荐程度,另外还有不同材料的施工要求。


大部分时候建筑吸声产品的吸声性能分成4级,NRC的等级分成0.2、0.4、0.6、0.8。空腔对中低频部分的影响,面料对高频部分的影响,不同厚度和容量的吸声系数也会发生改变

▌家庭影院房间的声学设计要素

进入第二天下午的课时,由朱相栋老师为我们带来《家庭影院设计》的课程,朱老师首先为我们介绍了家庭影院对声环境的要求,其次就是演示了关于室内声场建立和衰减的过程。他认为,按照精密计算得出的声压与吸声系数的计算公式,以及使用场所的特性,可以符合目前所有的家庭影院设计所使用。


清华大学建筑物理实验室工程师朱相栋老师

在家庭影院房间的设计中,如何才能让室内声能均匀分布,不出现有害的回声呢?这时候我们就需要从软件进行声能的分布分析,通过声学材料以及改变房间的比例来降低室内噪声和振动干扰,朱老师特别提出:200Hz以下的低频会对其他频段的声音产生影响。


随后他又讲到了小空间内的声学指标,我们对于家庭影院的设计,应该把混响时间控制在0.3-0.4秒之间

小空间内需要达到的声学效果的最终目的,其实就是要在一个固定空间内还原出不同的空间效果,也就是说,我们在家庭影院中需要既能够重放出电影里“小房间”的声音效果,也能表现出户外“大自然”的开阔声效。


为了实现这一切,小空间内存在的声学问题处理,有一个基本的做法,就是尽量避免出现平行面

声波叠加的影响,在大空间可以忽略,但在小空间则有十分复杂的问题,例如声相偏移,解决途径主要有室内体型、比例、吸声和扩散材料布置。最重要的准则是均匀,不要用单一的吸声材料。

课后,朱老师也耐心地为学员们答疑解惑

▌专业的软件分析,是房间声学设计的有力保证

进入第三天的课时,王鹏老师为我们带来了《软件模拟建筑声学设计》,王老师提出:依靠软件将有效地提高声学设计项目的效率和质量,我们注重的是声学环境的定向分析、声场分布、混响时间分布。现场王老师与学员们分享了相当多的音乐厅与体育场馆的声学设计、案例,其中包括了通过计算机模拟的设计流程、实际操作和目的。


清华大学建筑物理实验室工程师王鹏老师

他认为目前的大部分的建筑声学设计,都需要增加空间吸声体,有效消除颤动回声,吸收大部分的声能,混响时间降低明显,起到关键作用。另外他还分析了目前酒店声学设计的核心内容,包括了室外噪声、管道噪声、房间与房间等,这些都和一般家庭中的影院或者视听环境的相似的。


在设计方面,软件可以为我们提供隔声性能估算、不同材料、结构和组合的隔声效果模拟等等功能


其中吸声软件:Zorba,就是针对不同材料、穿孔设计、组合所形成的吸声效果,计算出吸声系数来选用吸声材料


声学材料组合虚拟:Reflex,则可以完成基本的建筑声学设计和模拟,甚至是交通噪声的计算机模拟

在噪声的评估预测,可以进行基本的建筑规划与设计,并且对环境噪声模拟,应用与分析,更强大的地方就是可以通过软件对声学材料的质量、刚性和阻尼进行组合分析,为室内声学设计带来更大的便利。

▌小空间的声学设计更具挑战性

作为本次培训课程的压轴部分,则是由黄展春老师带来的《小型室内空间的声学与美学》。在这个课程中,黄老师为学员们带来了小型室内空间的室内声学指标及声学设计理论介绍、杜比认证中的声学要求以及各大权威机构在认证中对声学的要求。


清华大学建筑学院博士、台湾科技大学硕士黄展春老师


其中特别在小房间的声学设计、最低共振频率控制、小面积的房间内的各种声学效果和出现的问题等方面进行了详细的阐述。

他提出了目前小房间声学处理的要点就是要注重声学处理的步骤和材料选用,灵活运用各种小房间的声学计算公式。


他认为最佳的混响设计方案,就是要在混响设计的长短变化在不同房间中的应用,严格控制好混响时间的上下限,可以适当地按照目前国际指标数值来进行参考,很多国际机构都有自己的混响要求

另外我们还可以通过观看能量衰减曲线的应用,对房间的正面墙壁、背面墙壁和侧墙的声学计算和设计,他提出:背面墙壁的吸声一般是需要最强的。

小型室内空间的声学,就是要优化声源的音色、改变空间感和控制回音处理,最终的目的就是提高定位的清晰度,相位的准确度,无论是在录音室、私人影院的制作中,我们都需要在建筑材料的布置、各种不同立面的设计等方面下足功夫。

最后,黄老师还分享了众多他在声学处理上的实际案例,特别是声学材料的位置设计和安装建议,还有小空间声学材料的特殊性和偏向,还有更多各种各样来自全世界各地的小空间声学设计案例。

学员们正在认证答题

在学习完所有的课程之后,老师也为我们的学员精心安排了考试,以更好地巩固学员们这集三天的所学内容。当然,这也令很多学员紧张不已,生怕不能通过考试。

一位学员在考试后笑道:“将近二十年没有参加考试了,那种紧张的感觉似曾相识。不过幸好,题目都是这两天老师们所讲到的,应该答对了!哈哈~”

结语:2015清华大学建筑声学原理与设计培训课程已经落下帷幕,学员们带着满满的声学设计知识走出了清华校园,相信通过本次高素质与专业的教育培训和学习,我们所有的学员对于声学设计知识有了更深入的了解,并将所学所得应用于实际的工作中,为影音行业整体水平的提升注入了强大的技术活力。

作为影音行业最大的全媒体文化传播平台,云九影音文化传播机构将携手“影音新生活”继续为众多行业用户、广大影音爱好者带来更多精彩纷呈的高含金量的培训课程,共促行业发展。