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關鍵詞:遠程教育;省級電大;資源庫;共建共享;規范性;標準化
隨著internet技術向寬帶、高速、多媒體方向的迅速發展,教育信息化的程度不斷深入 ,特別是教育部實施“現代遠程教育工程”以來,我國遠程教育進入了新的發展階段。基于 網絡的教學環境初步形成,成為現代教育體系中的重要組成部分,獲取知識的途徑由教室、 實驗室和圖書館,擴展到internet所覆蓋的任何場所,遠程教育的能力有了顯著提高。然而 ,網絡只是信息傳播的載體,資源的獲取和共享才是使用網絡的目的,要發揮遠程教育區別 于傳統教育的優勢,就必須有豐富的教學信息資源的支持。因此,遠程教育教學資源庫的建 設和共享是遠程教育發展的核心任務之一。
一、遠程教育教學資源庫的內涵
遠程教育資源庫是指利用信息科技手段,對各種支持教學活動的資源進行整合,建成互 動化、多媒體化的共享式資源的匯集。本文所討論的遠程教育資源庫是廣義的遠程教育教學 資源庫的一個子集,是依托計算機網絡建立并可以通過internet\intranet檢索和訪問的 數 字化資源庫,即網上多媒體教學資源庫。一個較為完善的遠程教育資源庫應具備的功能主要 有:教學資源的收錄、存儲、管理、檢索、維護,為網上學習、討論、作業、輔導、答疑、 測試等教學活動提供支撐環境等,主要有以下四個組成部分構成。
1、教學資源數據庫?。主要包括試題庫、素材庫、課件庫、案例庫和網絡課程庫等,是 整個資源庫的基礎和核心。
2、教育資源庫管理與應用系統。包括兩個子系統:一是資源管理子系統,提供對教學 資源數據庫進行管理、維護、檢索、資源交換、資源統計等功能;二是系統安全管理子系統 ,提供系統安全管理、用戶權限管理、病毒防護、數據備份與應急響應等功能。這兩個子系 統要為三類用戶(教師、學生、管理員)提供資源檢索、資源、資源審核、權限管理等 多個方面的服務。
3、網絡教學支撐運行系統。包括支持資源庫系統運行的軟、硬件平臺、網絡基礎環境 、網絡存儲系統,提供網上教學支撐環境的軟件系統。
4、資源建設系統。主要包括資源收集、加工、資源制作等功能。
系統結構圖如下:
二、當前教學資源庫建設存在的問題
教學資源的復雜性和多樣性導致出現大量不同層次、不同屬性的教學資源,因而不易 管理和利用。目前,我國在現代遠程教育的教學資源庫建設上,已投入了相當大的人力、物 力和財力,資源庫建設的規模和水平都有了大幅度的提高,也取得了引人矚目的成績,相當 一 部分教學資源在教學應用中獲得了好評。但全面客觀地分析,在遠程教育的教學資源開發方 面還存在比較多的問題,一定程度制約著我國的現代遠程教育向縱深方向發展。
1、種類和數量不少,但特色不夠鮮明,質量不高
有些教學資源不十分注重專業和課程特點,比較注重教學內容的呈現,教學設計和教學 策略的應用較少,仿佛是傳統教材的文字錄入,缺乏根據遠程教育的特點進行的系統、有針 對性、整體>!設計。這樣的資源質量不高,容易使人感到枯燥,不能有效調動學生自主 學習的主動性。
2、規范性較差,難以進行動態管理
由于我國遠程教育有些規范和標準還需完善和公布, 有些資源的開發和管理尚處于探 索狀態,有些資源建設的工作流程和審定尚待規范,影響了開發的資源的動態管理及其 利用率。
3、重復建設較多,造成較大的浪費
許多教學資源的開發對國內外相應資源庫建設和使用情況調研不夠充分,必要的論證以及 對教學設計和人員的培訓也不夠及時,再加上制作時不夠了解遵循相應的標準和規范 ,造成了教學資源庫低水平的重復建設,同時已建成的優質資源庫(包括國家投入巨資立項 建設的優質資源庫)還得不到推廣應用。
4、資源共享和整合的難度較高
由于各系統分別建立,又沒有完全遵循統一的數據標準和規范,數據格式也各不相同, 便難以在各個系統間實現有效的資源共享,形成網絡環境下的“資源孤島”,系統間缺乏統 一規劃下的應用訪問接口,各系統間的界面不夠統一,應用不夠集成,給資源共享和整合帶 來較大難度。
隨著我國遠程教育事業的快速發展,這些問題已經逐步暴露出來,成為制約我國遠程教 育發展的“瓶頸”,對于電大系統,尤其是省、市電大來說,解決這個問題尤為緊迫。
三、標準化和規范化是構建共建共享的省級電大遠程教育資源庫的關鍵
省級電大遠程教育資源庫既負責存儲本省使用的教學資源,面向本省的用戶提供服務 ,又與中央電大遠程教育資源庫形成優勢互補、資源共享,成為教學資源開發與應用的網絡 協作系統。這就要求其結構與主要功能應與中央電大資源庫基本一致,其構建除了要符合上 級資源庫所遵循的先進性、完備性、可擴展性、安全性、易操作性等基本設計原則外,還應 結合本省的實際情況,基于標準化和規范性的思想,實現現有資源整合和資源共享的目標。 因此,省級電大資源庫的建設不應僅局限于硬件或軟件的技術實現上,而要從以下幾方面入 手,從系統方法的角度,確定方案的分析、系統設計和實施等各階段的任務標準和規范。
1、規范資源庫中的資源描述
省級電大教學資源庫是上級電大資源庫的必要補充,其開發應以《國家現代遠程教育 資源庫中央電大源建設規范》為指南,結合本省遠程教育的實際情況進行設計。通過相應的 標準對資源進行規范化,主要采用元數據(metadata)來對資源進行描述。元數據也被稱為 是關于數據的數據,專門用來描述數據的特征和屬性,能用來支持電子資源的定位、發現、 評估和選擇等。元數據規范提供了一個定義元素的結構,可以根據元素的使用和表現要求對 資源提供描述和分類,使得尋找和使用資源的過程更有效。在參照《國家現代遠程教育資源 庫及中央電大資源建設規范元數據規范分冊》和lom模型的基礎上,可采用核心集、可選集 、擴展集對資源庫內的資源進行描述,既定義了入庫編碼
規則,規范了資源描述和資源格式 ,又確定了分類數據元素集。當各類教育資源的資源屬性確定后,資源庫的基本結構也隨之 確定。在資源庫的物理存儲上,能選擇功能強大、技術成熟、擴展性良好的microsoft公司 的sql server作為資源數據庫管理系統,依據數據庫設計原理,設計出記錄資源共性的數據 表與記錄資源個性特征的數據表,分類數據元素集作為資源的分類存儲結構的依據。資源的 管理都是基于對不同資源屬性的管理,包括上載、檢索、評審、等操作,良好的存儲結 構為資源管理系統高效運轉和系統的擴展提供了必要的保證。
2、規范資源庫建設的工作流程
省級電大資源庫中存儲的主要是面向本省用戶的特色資源,多數為自主開發和合作開 發。為實現資源的共建共享,要有相應的制度來規范和約束資源的采集、建設。統一的技術 要求是建設優質資源的保障,在資源的建設階段能保證其建設流程的規范和技術規格的統一 ,是促進資源質量提高的必要措施。為此,根據《國家現代遠程教育資源庫中央電大源建設 規范》,結合本省實際情況,制訂了我省電大的《資源開發建設申報管理制度》、《資源建 設工作流程規范》等規章制度,并以文件的形式下發到校內各部門及地市級電大,保證開發 隊伍掌握《國家現代遠程教育資源庫及中央電大資源建設規范技術分冊》的內容和要求。根 據這些要求開發各類教學資源的設計和制作模板,在一定程度上簡化了資源建設的難度。從 管理和技術兩個方面入手,保證資源建設的規范性和標準化,為實現資源的共建共享奠定了 基礎。
3、規范資源庫審核和工作流程
合理的審核和評價是檢驗資源庫質量的手段,能從機制上促進資源庫質量的提高。因此, 根據《國家現代遠程教育資源庫及中央電大資源建設規范評價分冊》的要求,制訂了我省電 大系統的《資源審核和工作流程和技術標準》,用以指導和規范已建成教學資源庫的審 核和,確保了資源庫的科學性和規范性。
4、規范資源庫管理接口
為實現省級電大教學資源庫的共建共享,在資源庫管理平臺的實現過程中,應用xml作 為信息交換的基礎。對學習資源進行綁定是利用xml來實現,資源描述信息都是以xml進行編 碼并且進行交換。xml是一種可擴展的標記語言,具有強大的文檔描述功能,并且形式與內 容分離。由于xml本身始終以純文本形式存在,獨立于編程語言,使其能創建不依賴于平臺 、語言或限制性約定的開放數據,形成各個領域數據的首選載體。在遠程教育領域,xml已 經成為學習對象元數據標準、內容包裝標準的最好載體語言。我們所采用的資源元數據模型 是以lom模型為基礎,依據《國家現代遠程教育資源庫及中央電大資源建設規范元數據規范 分冊》所建立的,是一種層次式的結構,而xml非常適合于表示層次式的模型。應用xml,除 了可以在不同系統之間交換信息之外,還可以實現遵循不同教育資源元數據規范的資源信息互相轉換,為不同系統之間數據互換提供標準的數據文檔格式。這樣方便了資源庫系統之間 資源信息的交換,為實現自擴充式、開放的教育資源庫提供了可能。
5、規范應用系統的設計開發
關鍵詞:多功能會議室聲學設計;吸聲材料;吸聲構造;混響時間;隔聲降噪
1概述
1.1多功能廳聲環境常見問題
1.2引起多功能廳內聲音混亂的主要原因
(1)廳內各界面未經吸聲處理,將主席臺的語言聲或音樂聲不斷反射向觀眾席,尤其是后墻和頂棚,易形成多重回聲和聲聚焦。(2)房間進深較大,側墻、頂棚、主席臺背景墻又未進行反射處理時,觀眾席中部就有較大區域內缺乏前次反射聲,易形成聲缺陷。(3)門窗未經隔聲處理時,室外的噪音會干擾到會議室內。
1.3如何利用建聲設計優化多功能會議室聲環境
多功能會議室聲學設計要考慮的內容很多:(1)良好的房間體型設計,避免聲缺陷;(2)吸聲材料的選擇與吸聲結構的做法,保證室內最佳混響時;(3)擴聲設備的選擇、布置和合理搭配;(4)良好的裝修施工技術。本文主要從第二點,即室內構造方面,圖2多功能會議室平面圖來介紹如何對具有多樣化功能的會場進行混響時間值、混響時間頻率特性、隔聲降噪控制,用下面的案例來具體分析。某多功能廳位于辦公樓頂樓的走廊盡頭,長13米,寬7米,高4米,最大容量為42人,容積為364m3,總表面積為342m2。平面布局見圖2。
2設計要求
2.1多功能廳功能要求
(1)能夠滿足國內外會議、學術論壇、演講報告等活動對語音清晰度的要求。(2)能夠舉行小型文藝演出及其他文娛活動。
2.2多功能廳建聲技術指標要求
設定該多功能會議室功能為以會議為主,兼顧舉行小型晚會等娛樂活動,因此保證語言清晰度和相應的音樂豐滿度是會議室建聲設計的關鍵。在考慮聲學處理時,主要應滿足這兩個指
注:1)“與500Hz的比值”指多功能會議室低頻和高頻混響時間相對于中頻混響時間的比值。2)“空氣吸聲系數”與室內濕度有關,當頻率在1000Hz以下時,可不予考慮。3)“平均吸聲系數a指將會議室體系V、空氣吸聲系數4m和對應的最佳混響時間代入伊林公式后求得的結果。4)表中的總吸聲量A是指要達到對應的混響時間,室內裝修材料和構造所須到達到的總吸聲量。
(2)隔聲量。根據規范規定,采用擴聲系統時會議室的噪聲評價數為NR35,噪聲評價曲線NR值對應的各倍頻帶聲壓級見表22。例如,測得的室外噪聲聲壓級如表22所示,則用室外噪聲聲壓級及室內噪聲評價限值求出要求的隔聲量,以便之后選擇恰當的圍護結構類型。
注:“室內噪聲評價數35(dB)”的值指的是噪聲評價曲線NR35對應的各倍頻帶聲壓級。
3吸聲材料與構造選擇
對低頻、中頻、高頻的各種吸聲材料配合使用,準確把握各種材料和構造的吸聲性能,結合室內建筑藝術處理的整體要求,以創造理想的聲環境。各種材料和構造位置確定的依據:“前場反射、中場擴散、后場吸聲、頂棚強吸、門窗隔聲。”
3.1主席臺墻面的材料與構造
主席臺墻面根據“前場反射”原理,將墻兩側處理成折角來縮小張角,使反射聲直達觀眾席(見圖3)。主席臺墻面用不開孔木裝飾為表面材料,將龍骨和木板固定牢固,成為一體,減少共振對低頻聲的吸收,為觀眾席提供較多的一次反射聲,增加語音的清晰度、親切感和空間感。具體結構見圖4。
3.2側墻材料與構造
一方面觀眾席側墻的上部用穿孔板做吸聲處理;另一方面側墻的下部貼木板,作反射處理,為觀眾席提供一次反射聲,以增強直達聲的強度,以增強對聲音的洪亮感和空間感。具體結構見圖5。側墻有窗的一面在靠近玻璃處安裝一道遮陽窗簾,離開玻璃100mm再安裝一道吸聲遮光厚窗簾,這對防止聲畸變、吸收中高頻甚至低頻起到一定作用。
圖5觀眾席側墻節點圖
3.3后墻面材料與構造
功能會議室最易產生回聲的地方是后墻,因此后墻需用多孔材料和穿孔板作大面積強吸聲處理。加大吸音棉厚度,以加強對中高頻聲的吸收。具體結構見圖6。
圖6觀眾席后墻節點圖
3.4頂棚材料與構造
因會議室裝修的多孔材料多主要吸收的是中高頻聲,而控制低頻聲的作用相對較弱,易使環境內的低頻過多混響,影響聽音效果,因此室內構造方面也要十分注意低頻聲的吸收。頂棚上一般足夠的空間留較大空氣層,從而達到共振吸收低頻聲的作用。
吊頂采用不同的吸聲材料間隔布置,使室內混響時間頻率特性曲線趨于直線。采用穿孔鋁板吊頂(板厚與孔徑均為0.8mm,穿孔率為1%),上鋪較厚的吸聲棉,上方留200寬的空氣層。這種共振吸聲結構吸聲頻帶范圍較寬,對中低頻聲,特別是中頻聲有很好的吸收。一般選擇開孔部分與不開孔部分相間隔的穿孔鋁板,開孔的部分負責吸聲,不開孔部分負責反射主席臺聲音至觀眾席。另外,由于穿孔鋁板較薄,不開孔部分會因振動對低頻聲有很好地吸收。具體結構詳見圖7。
圖7頂棚節點圖
3.5地面材料與構造
地面鋪地板,地面龍骨間填吸音棉,減小會議室內噪音對樓下的影響。可鋪地毯,避免人員走動產生太多雜聲,地毯必須耐磨,抗靜電。
4混響時間計算
根據設計的各種聲學結構的吸聲性能進行混響時間計算,檢驗混響時間設計是否滿足要求的混響頻率特性。具體數據見表41.
經計算,各頻率混響時間滿足多功能會議室的使用要求,混響時間的頻率特性曲線基本上為直線,符合GB/T503562005《劇場、電影院和多用途廳堂建筑聲學設計規范》中關于多功能廳混響時間的設計標準。
注:因最佳混響時間的值允許有±0.1s的變動范圍,因此采取吸聲措施后的總吸聲量與最佳混響時間設計值所要求的總吸聲量之間會有一定的差值。
5隔聲量計算
該會議室有一面墻直接面對室外,該墻體為240mm厚的磚砌體加50厚空腔和50厚吸音棉,隔聲性能較好,但墻上有大面積開窗,而窗是圍護結構隔聲較薄弱的環節,要提高墻體的組合隔聲量,必須選用隔聲性能好的窗戶。
選用雙層木窗(3mm窗可開,6mm窗固定),用毛氈對窗縫進行密縫處理,減少室外聲音的傳入。查資料得該墻體和窗的隔聲量如表51所示。
滿足隔聲量要求,同理求得其他頻率隔聲量也滿足要求。
6結束語
多功能會議廳的室內設計必須充分考慮聲學因素,但許多建設方并未重視這些,在建造時未嚴密進行聲學處理,以至無法創造一個良好的聲學環境以滿足其高品質環境的要求。文中的構造形式并不是唯一的,隨著聲學設計的不斷發展,不斷有建筑材料和構造做法在各種聲學設計中不斷被開發。這些新材料、新技術必定會為室內聲學設計注入新的活力。由于作者實踐經驗、專業知識水平有限,部分觀點可能有失偏頗,文章的深度、廣度有待進一步拓展。
參考文獻:
[1] GB/T503562005.劇場、電影院和多用途廳堂建筑聲學設計規范.
[2] 劇場建筑聲學.中國吸音隔聲降噪網.
本文以天津數字廣播大廈聲學裝修工程為例,詳細論述了聲學裝修各種特殊工藝做法對空間隔聲、吸聲、混響等聲學指標的控制,對各工藝用房的聲學指標要求、聲學裝修施工技術要求和構造特點等進行了詳細的論述,并對聲學測試、測試后的調整進行了總結。
1. 工程背景 天津數字廣播大廈項目占地約17898平方米,總建筑面積約64720平方米。地上20層,裙樓4層,專業聲學裝修的房間總面積約為5000平米。
大廈需要進行聲學裝修的房間包括16套直播室和導播室,10套標準語言錄音室和控制室,18套簡易語言錄音室,一套200平米錄音棚和一套400平米錄音棚,一個1000平米多功能演播劇場和一個200平米多媒體演播廳,一個5.1環繞聲標準審聽室和一個立體聲審聽審看室。200和400平米錄音棚以及1000平米劇場的錄音控制室都具備5.1環繞聲節目錄音制作能力。
2. 聲學裝修設計 聲學裝修和普通的公共建筑精裝修有非常大的區別,聲學裝修不僅要滿足視覺藝術效果,更重要的是根據聲學的專業計算,通過特殊的裝修構造達到控制空間音質及滿足隔聲降噪等要求的目的,同時還要為未來幾年甚至幾十年的工藝設備安裝、布線做好預留預埋。因此,聲學裝修不僅裝飾外表面要符合設計要求,裝飾面后部的設計、構造以及用材等更要符合要求。
從廣播節目制作、播出的角度出發,建筑聲學設計需要達到隔聲降噪和實現理想的聲場兩個主要目的。
室內隔聲降噪主要是通過兩方面實現,一是利用雙墻結構阻隔空氣傳導聲波,二是利用彈性材料阻隔結構傳導聲波。
在聲學設計和工程施工中,常通過增大墻體表面質量、采用雙墻結構、雙龍骨結構等方式增加隔聲量。
建筑聲學設計的最終目的是要在一個封閉的空間內實現一個理想的擴散聲場,這個聲場不僅具有平滑的聲波衰減曲線,聲波的各頻率衰減特性相同,而且房間內各處混響時間一致。
要實現理想的擴散聲場,首先要解決聲場聲能集中、聲波衰減不均勻的鏡像反射問題。可以通過將反射表面處理成凹凸狀以對相位進行調整,也可將材料表面處理成既有反射區又有吸聲區以對振幅進行調整,通過這樣的處理,能夠達到改變聲波反射方向并實現擴散反射的效果。
在實現反射管理的過程中,要注意對混響的控制,大混響會破壞語言的清晰度。室內聲波反射是形成混響的重要基礎,混響信號是一個聲能逐步積累和逐步消散的過程,可以通過增加反射面來實現平滑的聲波衰減曲線。
要實現理想的擴散聲場,還必須要控制好室內吸聲。吸聲可同時控制噪聲、反射和混響,在小型錄音室,低頻吸聲材料還可以降低駐波頻率干擾。
對中高頻的控制主要是使用多孔材料。多孔材料內部有大量微小的、連通的孔洞,聲波可以沿著這些孔洞深入材料內部,引起孔洞中空氣分子的振動。由于空氣的粘滯阻力和空氣分子與孔洞壁的摩擦,聲能轉化為熱能而損耗掉。控制中高頻的多孔材料主要有巖棉、玻璃棉、礦渣棉、棉花及泡沫塑料等。
聲學裝修設計必須嚴格遵守國家、地方和廣電行業的相關規范、標準,廣播大廈聲學裝修工程依據的主要規范性文件包括《國家廣播電影電視總局令 第62號》廣播中心實施細則(2011年7月)、《廣播電視錄(播)音室、演播室聲學設計規范》(GY/T5086-2012)、《廣播電視中心聲學裝修工程施工及驗收規范》(GY/T5087-2012)等。
3. 聲學裝修施工 3.1. 聲學裝修材料及指標要求 聲學裝修所用的材料都有嚴格的指標要求。
1.聲學裝修所用巖棉和玻璃棉均為板狀。巖棉板密度為100 kg/m3,玻璃棉板的密度為32kg/m3。所有巖棉和玻璃棉均須外包玻璃絲布或無紡吸聲布,這層包覆材料需質密,能有效起到防止玻璃纖維外泄的作用。
2. 所有穿孔金屬板,穿孔規格為孔徑3mm,孔中距5mm,而且必須達到各使用空間要求的設計厚度,
3.穿孔FC板,涂料層不能堵塞孔洞,面層涂料應采用滾涂,嚴禁現場安裝到位后進行噴涂。
4.聲學房間使用的礦棉板,分為外飾面板和內側聲學構造用板,內側聲學構造用板不追求面板美觀。所有礦棉板均應符合以下聲學指標要求:
頻率(Hz)
125
250
500
1000
2000
4000
吸聲系數
0.49
0.42
0.50
0.60
0.69
0.63
5.浮筑地面中的隔震墊塊材質為玻璃棉,低頻截止頻率小于11Hz,單個墊塊承重大于50公斤,墊塊布置間距約300mm,需根據現場混凝土板的模板布置具體確定。
3.2. 施工技術要求 3.2.1. 隔聲要求 1.所有裝修房間在聲學裝修施工前,都要檢查磚墻或砌體圍護結構,橫豎縫必須滿灌砂漿,墻體兩面抹20mm厚水泥砂漿到頂。若檢查中發現有不足,必須待修補完畢再進行聲學裝修施工。
2.所有聲學裝修房間的所有預留孔洞在穿管之后,必須用膨脹水泥砂漿封堵嚴密。
3.所有進入房中房構造房間的線槽、橋架、水管、電管,在進入該空間前要進行軟連接處理,周圍用巖棉塞進后,再用膨脹水泥砂漿將穿墻孔洞封堵嚴密。
3.2.2. 綜合管線要求 地面、墻面、吊頂上地溝(或)管線較多,涉及到音視頻、擴聲系統、電氣、空調、消防專業系統的管線,若無特殊約定,應由聲學裝修施工單位負責協調各專業,保證各項安裝之間及與聲學裝修工程之間密切配合。
3.2.3. 房中房構造要求 房中房構造施工時,一定要嚴格按圖施工,型鋼框架房中房與建筑圍護墻體不應有任何剛性連接。
浮筑地面下必須采用專業玻璃棉減震墊塊。
3.3. 聲學裝修構造和施工 聲學裝修必須達到多種聲學技術指標要求。
聲學裝修關鍵在于施工質量,所有隔聲吸聲材料的選購、龍骨框架的材質、截面尺寸、間距布置固定、飾面材料的規格、材料和施工方法等,都必須嚴格按照設計要求辦理、安裝和施工。
不同的聲學房間有不同的聲學要求,要用不同的裝修做法實現,每一個房間的吊頂、隔聲墻、地面等都對應一種專門的做法。下面是幾種主要的聲學做法:
3.3.1. 天花吊頂聲學布置構造 吸聲吊頂做法:主要采用金屬板專用龍骨,填充50mm厚玻璃棉。在結構層和龍骨間設置一層空腔。面層為穿孔金屬板或者金屬格柵。此做法主要應用于錄音棚、語錄室和直播室等。
3.3.2. 隔聲墻做法 普通輕質隔聲墻做法:砌塊墻體滿做20mm厚水泥砂漿抹面后,100mm輕鋼龍骨架內填100mm厚巖棉板,封雙層12mm厚埃特板,兩層埃特板要錯縫布置。此做法主要用于直播室和簡易語錄室等。
相比普通輕質隔聲墻,房中房隔聲墻做法的100mm輕鋼龍骨架與外墻無剛性連接,且輕鋼龍骨架與20mm厚水泥砂漿面間留有空腔,空腔厚度根據房間聲學要求確定。此做法主要用錄音棚、5.1環繞聲錄音控制室、標準語錄室的播音室等。
3.3.3. 墻面吸聲做法 墻面吸聲做法:在隔聲基層或墻體基層與龍骨架間設置空腔,空腔厚度根據房間聲學要求確定,龍骨架與墻體固定牢固,龍骨架間滿填100mm厚巖棉+包裹無紡吸音布的100mm厚玻璃棉,礦棉吸音板與龍骨架固定。飾面為開孔率20%的穿孔金屬板。此做法主要用于錄音棚、5.1環繞聲錄音控制室、標準語錄室的播音室等。
3.3.4. 房中房-浮筑地面構造 房中房-浮筑地面做法主要包括房中房吊頂、房中房隔聲墻和浮筑地面三個部分。房中房結構要求吊頂、隔聲墻、地面都不能和外部有硬性連接。
房中房吊頂做法:以彈性吊鉤連接樓板與10#槽鋼,主龍骨、次龍骨內置100mm厚巖棉,并用雙層12mm厚埃特板錯縫拼接。
浮筑地面做法:在鋼筋混凝土樓板上以300mm間距布置專業玻璃棉隔震墊塊,對于地面承重大的部位墊塊布置間距相應減小,墊塊上以木纖維板錯縫滿鋪并用膠帶封縫,木纖維板上鋪60mm厚混凝土板,再上為50mm方木龍骨架,木龍骨架內敷設線槽,木龍骨架上為15mm厚細木工板襯板,最上為5mm厚塑料泡沫襯墊和12mm厚復合木地板。浮筑地面與墻體交界處為橡膠墊,與墻體距離約50mm(根據具體房間功能需求確定此距離)處設置10#槽鋼立柱,立柱間距不能大于1800mm。
房中房-浮筑地面做法應用于錄音棚、5.1錄音控制室以及標準語錄室的播音室等。
4. 聲學房間的功能布局 廣播大廈七-九層設置有16套直播室和導播室,用于天津廣播各種類型節目的直播播出。
大廈四層設有10套標準語言錄音室,具備高質量語言類節目的錄音、制作和后期合成能力,以及電話采錄、節目隨錄等功能,滿足語言類(包括訪談類)播出節目的音頻制作要求。
200㎡錄音棚位于大廈二層,具備大型文藝、音樂、廣播劇等藝術作品的前期錄音和后期制作能力,設計混響時間為0.4秒。5.1環繞聲制作室(即錄音控制室)配置5.1環繞聲監聽系統、立體聲近場監聽系統,具備立體聲音頻和5.1環繞聲音頻制作能力,設計混響時間為0.3秒。
400㎡錄音棚位于大廈一層,除面積稍大外功能與200㎡錄音棚基本相同,設計混響時間為0.7秒,同樣具備量立體聲音頻和5.1環繞聲音頻制作能力。
廣播大廈共設有18套簡易語言錄音室,采編播人員可以在此獨立完成語言錄音、電話采訪及音頻灌錄、編輯、合成等工作。
5. 聲學測試 通過對直播室、導播室、標準語錄室、簡易語錄室等房間的聲學測試,發現了一些問題,經過現場勘查并核對設計圖紙,找到了問題產生的原因。經過多輪測試、拆改,再測試、再拆改,最終,每一個房間的聲學指標都達到設計要求。
將三類典型房間的實測數據整理為混響時間頻率特性曲線圖后,可直觀地看到它們的頻率特性。
圖5.1:標錄、簡錄、直播室混響時間頻率特性曲線
關鍵詞:會議擴聲系統EASE電聲建聲
中圖分類號:TU112 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2015)12-0000-00
0 引言
隨著信息含量集成化不斷提高,多媒體技術不斷完善發展,多媒體技術在各行各業越來越受到青睞,遠程視頻對話、開會、報告、講座等各種遠程活動都離不開多媒體技術。山西省電力公司調度大樓較早的配置過多媒體設備,尤其是在多功能會議室中配備了較多的會議設備。隨著近幾年會議數量呈火箭式遞增,大大減少了公司出差費用的開銷,減少了人力物力,最主要的是為工作人員節約了大量不必要浪費的時間。但隨著設備老化的加劇,目前發現會議室擴聲系統構造存在不足之處,為了給參會者提供更為優質的會議服務,提升參會人員的會場感受度,提出對山西電力調度新大樓多功能會議室擴聲系統設計。
1 系統設計必要性
山西省電力調度大樓是山西電網運行的指揮中心,以電網規劃、建設、運行管理及電力調度、經營為主營業務。肩負著山西省三千多萬人民電力供應的基本使命,承擔著向京津唐、河北、江蘇、湖北山東等外送電力的重要任務,是全國電力輸送中心之一。為保障電網的穩定運行,各個部門每周都要組織開會對上周的工作進行總結,并對新一周的工作進行安排,尤其是生產部門,需要對全省電網的運行情況指標進行分析討論并作出準確的判斷,所以很多部門同各市公司開遠程會議是必不可少的工作。目前會議室設備使用年限十幾年,除了設備老化外,在日常的調試工作中發現會議室的擴聲系統存在諸多問題,常常出現聲音無故嘯叫,回音等癥狀,雖然采取過很多辦法解決,但是解決不了根本。
大樓初建期技術沒有今天成熟,所以對會議室擴聲系統的要求也沒有過多的需求,僅僅是停留在能聽到聲音即可。所以在規劃之初沒有考慮到這個問題,會議室一旦建好后由于層高,布線等原因就很難進行再次改造,所以在新大樓會議室設計之初就需要對多方面進行優化設計。
2 系統總體設計
擴聲系統的總體設計是按照各部門提供的具體需求,并結合長期在工作中沉淀的經驗進行設計。同時要滿足現有的國家標準、規范,即《廳堂擴聲系統設計規范》(GB 50371-2006)會議類擴聲系統聲學特性指標(一級),以及國家電網行政會議室標準規范。作為會議室擴聲系統設計,重點應側重于語言清晰度、傳聲增益、音樂重放質,以及可操作性和靈活的功能轉換等方面。此外,還要充分保證系統的兼容性、可靠性和可擴展性[1]。
在會議室中最終聽到的聲音主要來自于電聲和建聲混合的綜合表現。在設計前首先要了解土建圖紙,對所處空間聲場進行研究。把建聲和電聲作為有機整體進行綜合考慮,并且通過EASE軟件進行仿真設計,使得會場能夠聽到最佳的效果。
會場中聲學設計是綜合指標的效果,重點指標在于座位區的音質主要有足夠聲壓級,語言清晰、可懂度高,其次是豐滿度,會場各處要有合適的響度和均勻度,作為參會者不能聽到有回聲和聲音聚焦等聲學缺陷,同時沒有來自會議室內設備、外界環境噪聲的干擾。從最終應用的角度考慮,音箱的投射角度和聲壓分布均勻等參數也尤為重要,這些指標都是新調度大樓建設中擴聲系統應該考慮到的問題。會議室的擴聲系統設計不能像之前只是簡單的設備選型,重要的是要體現出兩種聲場的結合音效。
新落成的調度大樓會議室共計3層,結合以上設計思路及依據設計出如圖1所示的會議室擴聲系統圖,系統中為會場配置輔助音響8只、主擴可調陣列音柱2支、中置1臺、返送2臺和低頻揚聲器2臺。該擴聲系統設計方案主要把會場的聲學環境和入耳的聽覺特性作為主要決定各擴聲設備位置的關鍵因素,使會場各處有合適的響度和均勻度。此外系統設計還考慮到設備的品牌型號以及投射角度,使會議室的擴聲系統在各種場合使用下完全體現出專業性一面,以達到完美的視聽效果。此擴聲系統設計確保在現有建筑條件下,通過合理的場地布置、嚴謹靈活的系統設計和最合理的設備選配,確保每種場景的高質量擴聲,完美的表現多功能會議室專業視聽效果。
圖1 多功能會議室擴聲系統圖
3 軟件仿真
為保證新大樓多功能會議室擴聲系統設計準確性,這里通過EASE軟件對會場的聲學部分進行仿真。在對圖紙有了較為詳細的了解后,通過該軟件可進一步模擬出近乎真實場地的聲音效果。可以仿真出直達聲場、混響聲場、語言清晰度、早后期聲能比等重要聲學指標。
圖2和圖3是計算的揚聲器布置圖四視圖和直達聲場聲壓級覆蓋圖,通過EASE FOCUS軟件得到揚聲器詳細的安裝方式細節,通過將該細節導入到EASE軟件中,就可以更進一步進行設計。
圖2揚聲器布置圖四視圖
圖3 直達聲場聲壓級覆蓋圖
通過仿真計算得到了如下的結果:
(1)最大聲壓級。最大聲壓級滿足GB50371-2006多用途類擴聲系統聲學特性指標一級的要求,并有較大的動態余量。
(2)傳聲增益。本系統擴聲形式,話筒不受揚聲器影響,傳聲增益滿足標準要求。
(3)聲場不均勻度。擴聲系統直達聲場的最大聲壓級和聲場分布(不均勻度):
108.75-103.22=5.53dB
擴聲系統混響聲場的最大聲壓級和聲場分布(不均勻度):
112.26-110.83=1.43dB
(4)語言清晰度。RASTI的指數在0.57-0.77之間,能夠達到優良的聲音重放質量。
(5)輔音清晰損失度。從EASE仿真結果得出AL%為4.84%-7.65%,廳堂也達到了非常良好的語言清晰度。
最終仿真的數據表明,該系統符合GB50371-2006《廳堂擴聲學特性指標》標準中各項指標。
4 結語
本文主要對新大樓多功能會議室擴聲系統的前期設計研究進行了探討,同時采用仿真軟件對新大樓多功能會議室擴聲系統進行聲場模擬仿真實驗,其中各項指標均滿足國家GB50371-2006標準,為新大樓多功能會議室擴聲系統設計奠定了良好理論基礎。
參考文獻
【關鍵詞】價值工程,方案設計,教室,聲學特性
引言
價值工程在建設工程項目中的應用可擴展到工程項目全壽命周期的各個階段,包括項目建議書、勘察、設計、施工、運營、廢棄處理等各階段,其中在價值規劃階段即項目建議書、可行性研究、勘察、設計階段的價值工程分析尤能對項目的價值起到事半功倍的作用。本文將用價值工程分析大學階梯教室的聲學設計方案,從中選出最為合適的方案,從而以一定的投資達到較大的效益。
1 150人用階梯教室的相關說明及假定
本文以山西某大學教學主樓中的150人用階梯教室為例進行分析,該教室如圖1所示,開間和進深分別為14.4 m和10.8m,層高4.5 m。該教室相關說明及假定如下:
1) 教室地面和講臺均為水磨石,墻面為普通白灰抹面,窗戶總面積54.4 m2,安裝普通玻璃,設兩個普通硬木拼板門,上有亮子,門洞面積為7.2 m2;
2)教室設8級臺階,每層臺階高120 mm,寬900 mm;
3)采用德國ADA聲學設計公司開發的EASE軟件做聲學模擬,在距地面1.78 m(距講臺1.58 m)處以略提高的講話聲為聲源,其500 Hz和1kHz時前方1 m處的聲壓級(A)分別為60dB 和58 dB;在聽眾區選取50個測點教室;
4)教室處于大學校園內,周圍環境噪聲較低,采用普通磚墻砌筑即可滿足教室一、二級隔聲標準[1],且教室內無產生較高噪聲的特殊設備,所以背景噪聲采用40 dB;
2 模擬結果及其分析
在用軟件EASE對四種方案進行模擬后得出結果,如表1所示。教室背景噪聲采用40 dB[1];美國ANSI S12.60―2002標準規定教室信噪比(S/N)最小應為15dB[2],“教室聲學”研究表明教室信噪比(S/N)小于10 dB時,聽力正常的學生語言清晰度會嚴重降低,要使聽力上有缺陷的兒童聽清楚,需要至少15 dB的信噪比[3]免費論文。從表1可看出:從方案一到方案四整個聲場的聲壓級略有下降,方案一的最大聲壓級差為1.6 dB,聲場比較均勻,最小信噪比較大,為14.3 dB。
表1 四種方案的軟件模擬結果
語言可懂度是混響時間、聲壓級和信噪比等的綜合評價標準,相關資料表明如果混響時間為0.5 s,信噪比為+10 dB時,可懂度可達90%以上,如信噪比為0 dB,則可懂得僅有55%;如信噪比為+10 dB,而混響時間為1.5 s,可懂度為75%左右;如混響時間為1.5 s,信噪比為0 dB時教室,可懂度僅僅30%[3]。語言可懂度有許多評價指標,本文以輔音清晰度損失率(Alcons)為指標,損失越小,可懂度越好,根據軟件規定損失率為0%~7%時,優秀;7%~11%時良好;11%~15%為一般;15%~18%時較差;18%以上很差,不可接受。分析表1可知,方案四有四個測點輔音清晰度損失率最小,達優秀,四十六個測點輔音清晰度損失率在7%~11%之間,為良好,聲學環境相對最好;在四個方案中,方案一聲環境較差,良好率和一般率分別為18%和82%。
3各方案的價值工程分析
3.1價值工程[4]
價值工程是以提高產品或作業價值為目的,通過有組織的創造性工作,尋求以最低的壽命周期成本,可靠地實現使用者所需功能的一種管理技術。其計算方法可分為兩大類:功能成本法和功能指數法。現以功能指數法分析本文的四種方案,其表達式為:
VI = FI / CI ①
②
③
其中VI即為第i個評價對象的價值指數,FI為第i個評價對象的功能指數, Fi即各方案教室中50個測點功能得分的平均值; CI為第i個評價對象的成本指數; I , i均取1,2,3,4。
VI= 1此時評價對象的功能比重與成本比重大致平衡,合理匹配,可以認為實現該功能的現實成本合理;VI < 1此時評價對象的成本比重大于其功能比重,表明對于系統內其它對象而言,目前所占成本偏高,從而會導致該對象功能過剩,應降低成本;VI > 1此時評價對象的成本比重小于其功能比重,可能原因有三種,1),成本偏低導致功能偏低,應增加成本;2),目前功能超過應具有的水平教室,也即存在過剩功能,應降低功能水平;3),對象在技術、經濟等方面有某些特征,致使功能較高而所需成本較低,無需改進。
4實驗數據
在后續的具體施工過程中,建筑方根據實際情況和分析比較,選用了方案二,即礦棉裝飾吸音板吊頂教室,講臺上部設置鋁合金微穿孔聲學反射板,內置玻璃棉氈,用4418型建筑聲學分析儀(丹麥B&K公司),4224型標準聲源(丹麥B&K公司)進行了試驗,現列舉到場學生數不同時的混響時間實測值,見表4。
表4:教室混響時間實測值
從表4可看出,無論空場還是滿場,混響時間都能滿足使用要求,500 Hz時的混響時間均小于1 s,高頻與中頻混響時間基本保持一致,低頻混響時間比中頻段略有提高。通過比較表1和表4,也可看出,方案二的混響時間與實測時空場的混響時間基本吻合,說明對該教室進行軟件模擬分析方案聲品質的正確性和可行性。在使用中對不同年級、不同專業的師生進行了問卷調查,普遍反映該教室音質效果良好。
5結論
本文通過對具體教室的幾種聲學設計方案進行聲品質比較和經濟學的價值分析,從中選出最為合適的方案,取得良好效果。表明在方案設計階段價值分析的重要性和可行性,在既有條件下,可以以有限資本實現較大功能,達到較高價值。
參考文獻
[1]GBJ118-88.民用建筑隔聲設計規范[S].北京:中華人民共和國城鄉建設環境部,1988.
[2]ANSIS12.60―2002.Acoustical Perfomance Criteria, Design Requirements,and Guidelinesfor schools[S]. American Natinal Standards Institute, 2002.
康巴藝術中心作為青海省玉樹縣災后重建十大重點項目之一,為良好的完成災后重建,還家園于人民,在工作過程中我們必須尊重玉樹特殊的地紋、人文環境。在我們面對工作中的許多問題的時候,對于地域文化,地形地貌及當地人民生活方式的思考,能使我們更好的理清問題并得到答案。
本文通過對玉樹地區康巴文化的深度剖析,以康巴藝術中心A區演藝中心為例,闡述了本土化設計思想運用于建筑及室內設計的方法。
關鍵詞:地域文化,康巴,室內設計,劇院
中圖分類號:K901文獻標識碼: A
項目名稱:康巴藝術中心A區演藝中心
項目地址:青海省玉樹州結古鎮
建筑面積:8539.74平方米
設計時間:2013年4月
完工時間:2013年9月
一:項目概況:
康巴藝術中心屬玉樹災后恢復重建十大標志性工程之一,由崔愷院士主持設計。A區演藝中心作為其核心建筑物,建筑面積為8539.74平米,地上6層,地下一層,建筑高度為31.2米。功能為共享大廳、中型劇場、小型劇場、演出用房、輔助用房。
玉樹縣(玉樹藏族自治州)位于青海省南部青藏高原腹地的三江源頭,古為西羌之地,平均海拔在4200米以上。屬典型的高原高寒氣候。全年只有冷暖兩季之別,冷季長達7~8個月,不利于植被生長。2010年玉樹地震造成巨大破壞。康巴藝術中心作為災后重建十大重點項目之一,為良好的完成災后重建,還家園于人民,在工作過程中我們必須尊重玉樹特殊的地紋、人文環境。在我們面對工作中的許多問題的時候,對于地域文化,地形地貌及當地人民生活方式的思考,能使我們更好的理清問題并得到答案。
二:地域文化與地紋記憶
地域文化是指文化在一定的地域環境中與環境相融合,打上了地域的烙印的一種獨特的文化,具有獨特性。、環境特征、行為習慣以及建筑風格都是地域文化的重要組成部分。將地域文化與建筑設計及室內設計相結合的本土化設計思路,是本套設計的重點。
玉樹州地處高原,居民以藏族為主,絕大部分是康巴人,在時間長河中,形成了獨特的地域文化:
康巴地區有著獨特的宗教文化和民族傳統。康巴人對宗教的信仰,對現世的態度,對來世的追求與我們如此不同。康巴地區的建筑在建造方式、空間形態、材料色彩以及對光的控制等方面都有著濃郁的地方特色,吸引著世界各地的游客不畏高原,前往探訪。本設計注重從康巴地區建筑文化中汲取營養,從建造方式,色彩等方面,力圖從精神上還原本土建筑對信仰,對色彩,對自然的尊重。而不僅僅是典型藏式符號的點綴與重復。
環境特征
玉樹縣是長江、黃河、瀾滄江的發源地,境內河網密布,水資源豐富,素有"江河之源、名山之宗、牦牛之地、歌舞之鄉"、"唐蕃古道"和"中華水塔"的美譽。玉樹既是一個生態十分脆弱的地區,又是一個生態地位極端重要的地區。在設計中應著重體現水源這一對高原生態,居民生活至關重要的元素。
生活行為
玉樹縣結古鎮是素有名山之宗、江河之源、牦牛之地的玉樹州州政府所在地。藏語意為“貨物集散的地方”。玉樹又素有歌舞之鄉的美稱,馳名中外的玉樹藏族歌舞,其風格粗獷豪放、動律優美、含蓄雋永,是當地人民生活中不可缺少的分享和娛樂方式。在當地人民獨特的生活方式、生產物資中,提取必要的元素,為室內設計定下主題。
建筑形態
地域文化在建筑與室內設計中的表達,突出地表現于空間處理與裝飾手法兩個方面。一個地區的主要建筑形態,絕大部分體現于當地傳統民居及宗教建筑。
康巴人的住房一般為2至3層的樓房,平面呈方形;不少人家倚山建房,在村寨的群落建筑中,大都傍山而建,幢幢建筑鱗次櫛比,高低錯落,層次感十分強烈。一幢建筑內的房間大小、結構布局安排得十分合理,多數帶有一個大庭院,院門高大、結實。因當地半農半牧、牧業生產方式并存,而存在固定和活動建筑并存的態勢。在牧區,牧民為適應“逐水草而居”的特殊生產、生活方式。居住建筑則采用了與其相適應的,可隨時搭設和拆卸的活動帳篷建筑。夏天用白布或帆布制成帳房,而牦牛毛織成的則適合冬季擋風御寒。
康巴民居的空間形態構成體現了康巴地區人民的生活方式,而以塔爾寺為例的宗教建筑,則體現了漢藏藝術風格的結合。
塔爾寺的建筑特點在于漢藏建筑形式的結合,且結合得巧妙。西寧地處河湟谷地,是中原和藏區的交匯區域,故在塔爾寺的建筑中,出現了藏式寺院建筑中鮮見的歇山頂,且斗拱變得纖細繁復,裝飾性強,色彩濃烈。而地處藏區的塔爾寺,藏式風格又無處不在。傳統中式佛教建筑的大屋頂:自有一番神圣、莊嚴的氣勢,搭配藏式建筑的空間形態及立面構成:依自然地理、環境布局,不需要進行較大的人工削坡處理,節省人、物、財力,且符合藏式寺院的建筑風格。既不影響兩種建筑語言的各自表達,又充分顯現出兩種手法的優勢。我們在新建筑的設計中,將當地建筑的特點及裝飾元素進行歸納提取。
三:區位分析及設計條件
康巴藝術中心東臨玉樹縣主要交通干道勝利路,南側為德吉路,北側緊臨扎曲河,西臨唐蕃古道商業步行街。基地有以下幾個特點:1) 開放空間:濱河地段內開放空間以扎曲河濱水空間為主體,扎曲河南側重點建設街區內部步行商業街空間,建設多條垂直扎曲河的通水步行廊道,在步行通廊與濱水區交匯處以及步行通廊交匯處形成空間節點,形成區域活力空間節點。加強與格薩爾王廣場的活動與步行聯系;2) 界面:緊臨城市主要道路強調建筑界面的連續性,沿河區域注重打造特色鮮明的濱水建筑界面;3) 標志:以康巴藝術中心形成城市地標。
外側封閉內側開放的院落空間是藏式空間的基本特征,這個特征不僅體現在寺廟建筑中也體現在了傳統民居中。康巴藝術中心力圖通過再現院落空間的組合體現傳統藏式建筑的空間精神。
高低錯落的臺地是藏式建筑的另一個典型特征,這個特點來自于藏式建筑依山而建的特點。康巴藝術中心嘗試在建筑布局上體現臺地特征,形成豐富的空間層次。
四:設計成果
“無邊的草原上,同一大帳下,各族人民共歡歌”這句話準確的描述了我們對于康巴藝術中心的設計意圖。
色彩和歌舞是康巴藝術中心的主題,建筑主體外墻裝飾材料采用不同模數的混凝土空心砌塊磚通過鋼筋拉結自由疊砌,表現出與傳統石材壘砌墻面在構造方面的契合。通過涂抹白色、紅色等當地常見的外墻涂料,產生與藏式建筑傳統外墻材料相協調的質感。這些豐富的色彩元素不僅表現在建筑外窗戶的色調上,也體現在室內設計的元素上。在大劇院的設計中,本設計力圖將彩色經藩與藏族舞蹈的流動彩帶作為貫穿所有空間的線索,體現康巴舞蹈流動歡快的特征,并強調空間的延續性。五彩的經幡在藍天中起舞編織成彩色大帳,彩條延入舞臺化為幕布,弱化的臺口讓表演者和觀眾融在一起。局部跳躍色彩的座椅,模擬大草原上的駿馬、牛羊和夜晚的點點篝火,隱藏于夜晚的布幔里。深色的橡膠地面及咖啡色座椅,使彩色座椅顏色更為鮮明。
?色彩設計
藏區建筑色彩鮮明,質地豐富,色彩是康巴藝術中心的主題,室內設計對于色彩的表現是不可或缺的。康巴人善用色彩且取之有道,建筑白色的高墻由天然石灰從上至下傾倒而成;紅色的部分用當地的編麻草打捆,浸泡礦物燃料;綠色取自無邊的草原;黃色取自土地;藍色取自天空。
這幾種意向的堆疊,自然而然的形成高原藏區的整體形象。無論是三色哈達還是五彩的經幡,少女的衣飾或帳篷垂檐,無不充斥著這樣的彩色意向。這些色彩是對自然的尊重和崇拜。
室內設計將這幾種色彩從室外引入室內,色彩從側廳折板屋頂蔓延至劇場觀眾廳垂板,由幕布傾瀉到觀眾席,色彩的蔓延也時刻提醒著我們的所在區位,完成了從進入到欣賞再到離開的完整路徑。
?燈光設計
燈光設計作為劇場室內設計中的重要一環,擔負著烘托舞臺氣氛,營造各種光環境的重大責任。康巴藝術中心是為滿足演出大型歌舞劇、音樂會和綜合文藝節目等要求而設計的。因為要考慮到能兼顧不同的演出使用要求,因此與傳統的劇院比較要復雜很多。另外,它還需滿足電視轉播和電視節目制作的要求。同時,為配合劇場內的色彩表現,著重表達草原上團團篝火,天空點點星光的美滿意向,燈光設計尤為重要。
一:舞臺照明:
舞臺為鏡框式舞臺:寬16米,高9米。大劇場的舞臺照明燈具布置在觀眾廳上空,共設置2道面光燈橋,舞臺口外兩側各有一道耳光。由于大劇院層高及進深的限制,頂面弧形垂板的曲率及吊掛角度應在保證面光及耳光正常投射的范圍內進行調整。從而形成了雙曲面的反弧造型。
二:氣氛照明:
舞臺側墻使用了點狀光纖燈進行氣氛光的渲染。多個可控回路分別模擬了草原上支起帳篷,人們圍繞篝火偏偏起舞;夜空燦爛的星光,人們躺在草地上欣賞舞蹈;牧場里驕陽似火,太陽雨從天而降,的種種生活景象。
?建聲設計
建筑聲學設計是科學也是藝術,建筑聲學對于劇場設計的重要性不言而喻。
康巴藝術中心大劇場的主要演出類型為大型民族歌舞表演,主要使用電聲傳聲,為滿足1.4s左右混響時間的要求,劇場后區墻面須有強吸聲處理,同時,軟質座椅承擔了大量吸聲需求;側墻后部設置聲音擴散體,以減少聲聚焦。
1:吸聲
劇場后區采用輕鋼龍骨穿孔石膏板(穿孔率10%)制作200厚吸聲墻,內填50厚48kg/m³巖棉。使用大量軟質座椅,并在臺口內側,吊頂上方,聲橋內滿貼木絲板或玻纖吸聲板等吸聲材料。
2:聲音擴散體:
只在側墻后部采用三種不同曲率弧形墻面制作聲音擴散體,在墻面大量使用水泥砂漿/石膏拉毛制作墻面肌理,使聲音反射更為均勻柔和。
3:擴聲系統:
大劇場擴聲系統設計,包括主擴聲、舞臺擴聲及效果聲系統
觀眾廳主擴聲系統分左、中、右三個聲道,中央聲道揚聲器置于臺口上方,各聲道均勻覆蓋整個觀眾席,該擴聲方式空間感良好。主聲道由多只揚聲器組成,中高音部分采用具有良好指向性控制的揚聲器分層覆蓋,能夠更好地改善聲場的不均勻度,分區覆蓋,提供優良的語言清晰度。臺唇位置布置5只揚聲器使用,補充覆蓋前區,以改善前區觀眾的聽聞方位感。舞臺擴聲系統主要為在舞臺上的演員服務,由于演出型式多變,情況差別很大,需要滿足多方面的使用需求
4.EASE分析:
為驗證室內設計造型及材料使用是否對劇場聲音的擴散及反射產生有利影響,并為設備選擇提供依據,我們針對大劇場聲學環境制做了聲學模型。
首先我們根據大劇場建筑及室內設計條件,建立了詳細的聲學模型:
三維聲學模型:
聲學三維模型圖
第二:分析
根據GB50371-2006《廳堂擴聲系統設計規范》擴聲系統特性指標詳見下表:
GB50371-2006《廳堂擴聲系統設計規范》文藝演出類擴聲系統聲學特性指標一級
經過EASE4.1聲場聲學效果模擬及EASE 4.1聲場設計軟件的計算,大劇場各頻段聲壓級詳見以下圖標:
混響聲壓級(Total SPL)
500Hz總聲壓覆蓋圖
800Hz總聲壓覆蓋圖
1000Hz總聲壓覆蓋圖
2000Hz總聲壓覆蓋圖
4000Hz總聲壓覆蓋圖
8000Hz總聲壓覆蓋圖
頻率(Hz) 500 800 1000 2K 4K 8K
聲壓級(dB) Max 114.41 112.64 112.51 110.99 110.36 109.57
Min 110.77 108.29 108.78 107.58 106.29 104.14
Avg 111.99 110.12 110.46 109.32 108.47 107.09
結論:
從效果仿真分析中可以得出結論:結合建筑及室內設計造型,設備選型和匹配完全滿足對于最大聲壓級、聲場不均勻度的要求。
五.結語
“帳下歡歌”的設計體現了對本土文化,地紋特征,地域特色以及當地人民生活方式的尊重。那一片遼闊的凈土,那一種迷人的文化,那一條似鋼鐵意志鑄就的天路,總是讓我們肅然起敬。我們在設計過程中對地域文化,地形地貌及當地人民生活方式的思考,讓空間本身回歸自然,變成一種特色,本著對地域的尊重,對文化的探索,深入挖掘地域的記憶,并將其同新的設計語言及設計方法相結合,使這座建筑成為地域文化和現代技術完美結合的優秀案例。
關鍵詞:京劇演出專業劇場;音質設計
中圖分類號:TU112.4
文獻標識碼:A
文章編號:1008-0422(2011)01-0097-03
1、前言
中國的國粹――京劇是中國傳統戲劇的代表劇種,是東方戲劇藝術的代表,但是作為京劇演出的現代專業劇場非常少,而繼承中國傳統戲場特征的劇場幾乎沒有。所以京劇演出專業劇場的設計研究比較缺乏,本文嘗試從舞臺形式、觀眾廳體型等方面對京劇演出專業劇場的設計進行探索和研究。
2、舞臺形式
京劇是一種寫意的藝術形式,講究的是時空和空間的瞬間轉換,注重的是戲劇所表達的意境,通過演員的表演,觀眾發揮自己的想象,在腦海中浮現戲劇所表達的場景,而不是向觀眾展現一種現實主義的畫面。中國傳統戲場建筑,無論是庭院式,還是廳堂式,都是伸出式舞臺,觀眾圍繞舞臺三面觀看。
從西方建筑理論發展起來的現代劇場舞臺形式有伸出式舞臺和鏡框式舞臺兩種,伸出式舞臺又有盡端式和島式兩種。西方的鏡框式舞臺不但不能有助于京劇藝術特點的發揮,反而將京劇藝術的立體感轉變成一種很平面的表演。于此同時,京劇為了使演出適應西方鏡框式的舞臺,改變了京劇傳統的藝術特性,比如上下場、走臺、布景等等,已經慢慢失去了京劇寫意的藝術特性,逐漸歌劇化、西方化。
伸出式舞臺表現手法是立體形象為主的,觀眾三面或四面觀看,無論是戲劇的構圖和層次,還是演員的表演,都強調橫向和縱向的立體感。在這種三面圍觀的情況下,沒有固定的橫向和縱深的概念,因為觀眾是從不同的角度觀看演出,從不同的視向觀看,可以得到不同的畫面和感受。
伸出式舞臺為縮短視距提供了方便條件。據資料介紹,15m以內可以看清演員的細微表情,是比較理想的視距,最大不能超過22m。由于伸出式舞臺劇場的觀眾是三面或四面環繞的形式,所以對于同等容量的劇場來說,它的座位排數要比鏡框式舞臺少的多,因此可以保證視距盡可能地縮小。同時可以更有效地利用演員的直達聲。在伸出式舞臺的劇院中,舞臺和觀眾廳在一個空間中,這樣不會出現鏡框式舞臺聲學上的“耦合”現象。
但是同時西方伸出式舞臺也有不利的因素,西方伸出式舞臺和觀眾廳同屬一個空間,舞臺上方空間過大,不利于聲音的擴散。這也和中國傳統戲場的舞臺空間形式差別較大,因此并不適合中國京劇演出。
因此,專業京劇現代演出場所的舞臺形式不能完全照搬西方的舞臺形式,無論是鏡框式還是伸出式,都難以很好地表現京劇的藝術特點。京劇舞臺形式應該是繼承中國傳統戲場的三面觀看的伸出式舞臺,這樣既繼承了京劇傳統演出場所的觀演環境,也符合京劇的觀賞要求。
但舞臺形式必須與觀眾廳的形式相適應,傳統戲樓的觀眾廳形式因其規模較小已很難適應現代京劇演出的需要。京劇劇院觀眾廳的形式可以借鑒中等規模的現代劇場形式。對于這種觀眾廳不必設置太高的舞臺。對于舞臺高度,從演唱者發聲的指向特性來看,臺面高了,向下輻射的聲能得以充分利用。如圖中所示舞臺高度由1m增加至3m后,直達聲的受益范圍顯然擴大很多(如圖2)。因此中國傳統戲臺多設置較高的舞臺。但是在現代劇院中,有頂棚反射來加強后座聲音,觀眾又是坐著看戲而且有樓座安排,其臺面高度可以低得多,通常在0.8m~1.0m左右。
為進一步研究適應京劇的舞臺形式,筆者分析了受西方影響的廣東會館、湖廣會館、德和園大戲樓的舞臺尺寸。(如表1)
根據前面的研究,在考慮繼承中國傳統京劇的舞臺形式特點和適應現代演出場所的需要,并參照劇場建筑舞臺的設計規范f如表2),本文提出適應京劇現代演出場所的舞臺尺寸參考值。(如表3)
3、觀眾廳設計
觀眾廳的體型設計,包括平面和剖面的形式,它關系到觀眾廳的音量、聲場分布、后排座位的音量、聲擴散的優劣、早期反射聲的分布和避免音質缺陷等方面,是京劇劇院設計首先要考慮的問題。
3.1 觀眾廳平面設計
直達聲的強度,直接影響聲音的質量。直達聲在劇院內傳播時,聲音強度將隨觀眾與舞臺距離的增加而衰減。此外,演員演唱或者樂器發聲時,其聲音都有一定的指向性,所以劇院的體型設計應該充分考慮聲學的擴散特點。
作為一個以自然聲演出為主的伸出式舞臺的劇院,觀眾廳的體型應該考慮充分利用直達聲,早期反射聲,使聲場分布均勻。在平面形式上,一方面要盡量壓縮觀眾廳的縱向深度,因為直達聲在室內傳播時隨距離的增加而衰減,所以為了保證直達聲的強度,觀眾觀看最大距離應小于24m;另一方面要考慮演員聲音的指向性。對偏離聲源主軸的觀眾,高頻部分聲音的明顯衰減,降低聲音的清晰度,同時也降低了京劇聲音的亮度和穿透力。京劇的聲音多集中于中高頻,依據聲音傳播的指向性特征進行分析,平面形式可以歸納為扇形平面和多邊形平面兩種基本形式(如圖3、圖4)。
這兩種平面形式都可以在保證視距的同時容納最多的觀眾。這兩種平面形式可以使觀眾處在演員和伴奏的聲音指向性的范圍內,最大限度地利用自然聲能。演員聲音有較強的指向性,頻率越高,這種指向性越強。京劇的聲音以中高頻為主,所以京劇聲音的指向性較強。同時,全部觀眾都在圍繞舞臺120°的角度范圍內,因此可以保證很好的視角。同時,這兩種平面形式也存在缺陷。因為觀眾廳兩側墻為開角,所以不能為池座提供早期側向反射聲。但是如果將兩側墻體設計成多個平行于中軸線的臺階狀就可以改善這種缺陷(如圖5)。
3.2 觀眾廳剖面設計
觀眾廳剖面設計主要包括觀眾與自然聲源的距離、側墻和后墻的聲學處理等等。自然聲演出的京劇劇院,京劇演員作為聲源在舞臺上的高度為1.6cm左右,舞臺一般高度在0.8m,總高度為2.4m。地面升起的坡度應該根據聲源高度和觀眾的距離,以及減少前排觀眾的聲吸收來確定。如果僅僅考慮增加直達聲強度,那么觀眾廳地面升起應該遠大于視線設計的要求,并且盡可能縮短聲源和最后排觀眾的距離。但是地面的升起也,必須考慮交通的方便、頂棚高度以及觀眾的感受。
同時在容納相同觀眾的條件下,設置相應的樓座,這可以縮短觀眾廳的縱向深度,縮短觀眾的最大視距同時為了可以減少聽眾對直達聲的吸收,觀眾廳樓座的坡度可以適當地加大,但是角度不能過大,梅蘭芳大劇院的樓座最后一排的角度為29.8°,整個樓座坡度太大,觀看舒適度比較差。由于京劇聲音以中高頻為主,根據聲音傳播的指向性特征,京劇高頻聲音能
量大部分在水平面以下,因此樓座坡度太大會影響觀看效果和音質質量。
4、最佳混響時間
京劇既有對自,也有大量的唱段。作為京劇演出的戲劇劇院,在自然聲演出的條件下,要保證聲音有足夠的響度和清晰度,因此要求劇院的混響時間不能過長,混響頻率特性曲線接直,同時保證高頻部分的混響時間不能過短,否則影響京劇聲音的亮度。混響時間也不能過短,否則會使聲音干澀不飽滿,影響聲音的響度。
每座容積是確定混響時間的一個重要參量。京劇演出要求混響時間不能太長,這種情況下,通常要求有較小的每座容積。鏡框式舞臺的劇院,每座容積一般經驗值為6.0-6.5m3/座。京劇傳統演出場所的每座容積都在10m3/座左右,在伸出舞臺的情況下,因為舞臺的空間和觀眾廳的空間是相通的,舞臺占有觀眾席的部分面積,而且舞臺被包含在觀眾廳的容積內,所以每座容積應該大于6m3/座,小于10m3/座,最佳值應該在9m3/座。
京劇劇院觀眾廳要考慮演唱和音樂的豐滿度,同時要求唱詞有足夠的清晰度。因此混響時間應該兼顧音樂豐滿和唱詞清晰,所以取中間值。參考京劇傳統演出場所的混響時間,中頻混響時間應該在1.0s左右,同時保證高頻的混響時間不能太短,應在1.0s左右因為京劇的聲音主要集中在中高頻,所以高頻混響時間太短影響京劇的音色。
一般情況下,音樂建筑的混響時間計算只考慮到4000Hz,但是根據筆者對京劇聲音頻譜測試結果,京劇的聲音在高頻4000Hz-8000Hz還有很強的聲能,所以京劇劇院的音質設計應當增加考慮6300Hz的混響時間,以保證京劇的音色。
5、早期反射聲
在體形設計的開始階段,應該用幾何聲學的原理,確定早期反射聲的反射面位置,傾角和尺寸。早期反射聲包括側向和垂直向兩部分。作為伸出式舞臺,舞臺附近的兩側墻體界面無法利用為反射面,所以獲得早期反射聲有兩種措施:
一是充分利用臺口頂部懸掛反射面來達到早期反射聲的合理分布和加強后排座位的聲級。觀眾廳頂部的反射面通常只覆蓋中、后區,為了增加前區的早期反射聲,使聲場分布更加均勻,還應該在臺口位置布置反射面。
二是把兩側座位局部升高,用矮墻分隔,矮墻即可以作為前、中區座位的側向早期聲反射面。
40年代開始,人們開始研究觀演建筑內的聲擴散,聲擴散可以提高聲音的豐滿度、空間感。充分的聲擴散可以使大廳內聲場分布均勻。
中國傳統戲樓是借助于建筑上繁瑣的構件,無處不在的裝飾和雕刻而獲得的,現代京劇劇院可以通過設置擴散結構而獲得。
6、建筑材料的選擇
用于京劇演出的劇院,由于要求自然聲演出,一般容積不會太大,應該在千人左右。而觀眾坐席本身的聲吸收占很大比重。但是為了控制混響時間,使其達到最好,仍然需要設計吸聲材料。特別是低頻的吸聲很重要,否則低頻的混響時間過長,影響聲音的清晰度。
在觀眾廳內,低頻吸聲材料最常用的是薄板共振結構。中國傳統戲場多采用木材裝修,將木板固定在龍骨上,和墻形成一定的空腔,是很好的低頻共振結構。
這樣不僅有很好的裝飾效果,而且控制低頻混響時間。
控制中頻的混響時間最理想的材料是穿孔吸聲結構,而且可以通過改變穿孔率,板后的空腔大小和填充多孔性材料來選擇所需要控制的頻率范圍,操作性強,選擇范圍大。
依據筆者對京劇聲音的測試結果,京劇的聲音大多集中于中高頻,最高值多在1000Hz-2000Hz的范圍,而聲音的高頻部分是最容易衰減的。在絕大多數情況下,高頻混響都小于設計值,這是因為座椅和觀眾本身吸收高頻聲音。所以為了保證京劇的聲音純正,保證其高頻部分的響度,在京劇劇院的聲學設計中,盡可能地減少高頻部分的吸收。
7、結語
京劇有其獨特的藝術形式和音質特點,演出場所盲目照搬西方劇院的形式,筆者認為是不合適的,其演出場所的設計應尊重京劇的藝術形式和音質特點,吸收中國傳統戲場的優點,同時又兼顧現代演出場所發展的需要。本文正是基于此,從舞臺形式,觀眾廳體形,混響時間等幾個方面初步研究了京劇演出專業劇場的音質設計方法,旨在拋磚引玉,求得同仁們的關注和更深入的研究與實踐。
參考文獻:
[1]基,觀演建筑設計手冊,北京:中國建筑工業出版社.
[2]項端祈,音樂建筑音樂?聲學?建筑,北京:中國建筑工業出版社.
兼顧各方面設計要求,利用全網絡化架構和工業控制的方式進行系統構建,該會議系統采用目前先進的數字音、視頻矩陣及網絡傳輸系統、高亮度和高清晰度大屏幕顯示系統、數字音頻處理系統以及多媒體數字集中控制系統。會議室的音、視頻系統都通過集中控制系統進行總控和分控或現場固定及移動控制,滿足會議使用要求從而保證方便管理、提高效率減少不必要的浪費及提供高質量的會議服務。
二、系統設計
會議中心有功能各異的會議室,其中一層設置1個大會議室、1個宴會廳和1個電影廳,二層設置一個大圓桌會議室、二個中會議室和一個小圓桌會議室(如表1)。
根據以上需求分析及《廳堂擴聲系統設計規范》GB50371-2006的技術要求,本設計方案按整個系統的結構及控制模式等使用要求,分為既各自獨立又相互關聯的一個網絡集成管理構架。
以下主要闡述大會議室的多媒體會議系統:
在大會議室內設置音頻擴聲系統、多媒體顯示系統、數字會議系統(含會議發言、視頻跟蹤攝像、表決、6+1同聲傳譯、會議管理)、集中控制系統、電子桌牌顯示系統、主席臺燈光系統、無線接入及綜合布線系統、LED顯示屏和升降布標桿。大會議室的音、視頻信號送至二層的二間中型會議室,使三個會議室能連在一起開同一個會。
會議用聲光控制室、傳譯室設置在大會議室的夾層。
1、音頻擴聲系統
音頻擴聲系統滿足《廳堂擴聲系統設計規范))GB50371-2006中的會議類擴聲系統二級聲學特性指標。系統采用先進的線性列陣技術,使其有寬廣的水平涵蓋面,而在垂直涵蓋方面又控制在很小的范圍內。這樣能大大減少不必要的反射。并在臺唇設置下拉聲像的揚聲器,使聲、像統一。
2、多媒體顯示系統
在主席臺臺口設置100”光學正投屏(約2m*1.6m),掛墻安裝;由于房間較長,故在兩個側墻上安裝可改變觀看角度的42”等離子顯示屏;在主席臺上設置8塊液晶升降屏,用于顯示計算機信號、視頻信號等。
3、數字會議系統(含會議發言、視頻跟蹤攝像、表決、6+1同聲傳譯、會議管理等)
系統采用具有多功能、高音質、數據傳輸保密可靠等優點的基于網絡線傳輸的全數字會議系統,對會議的全過程實行全面的控制。其數字化的性能加上操作簡便的控制軟件,可以滿足現代會議的一切管理需求。且系統具有發言機話筒靈敏度高、指向性強,內置揚聲器掩蔽聲少,極高的清晰度,高低音均衡、聲源穩定和系統聲反饋抑制好的特點。能從根本上消除一般會議系統的缺陷,如背景噪聲、干擾、失真、串音等問題。
(1)發言部分
大會議室的數字會議系統由1臺主席機,16臺代表機(其中1臺使用加長桿話筒,供站立發言時使用圾中央控制器組成。系統采用全數字主席機及代表機,話筒具有較強的單方向性響應,有效的拾取發言音,抑制周圍的干擾聲;內置一個單方向性的揚聲器,具有清晰度高,音質、聲源定位性好等優點。
(2)計算機控制視頻跟蹤攝像、實時傳送及顯示系統
在大會議室內安裝一套與數字會議系統聯動的視頻跟蹤攝像、實時傳送及顯示系統,設置3臺受控的通訊級的PTZ球形攝像機。它可將發言者的實時圖像送到桌面上的液晶升降屏和多媒體大屏幕上顯示,而且錄像設備可將會議聲音及圖像作為原始資料同時記錄下來。
(3)會議表決
設置200席位(含主席臺)的無線表決系統,在會議之前會議控制人員根據會議要求制作表決議題內容并存儲在控制電腦上備用,當會議主持人員宣布對某一議題進行表決時,控制人員就將該表決議題內容顯示在大屏幕和液晶升降屏上,供參會人員觀看并按鍵進行表決。此表決系統可以按順序進行議題的批量表決,也可以對臨時議題進行快速表決。
表決管理軟件設計成標準的Windows圖形用戶介面,用鼠標和鍵盤能方便地進行操作。表決管理系統獨立于會議之外,可以在任何時候創建和維護數據用于下一步的會議。投票結果可以在大屏幕和液晶升降屏上顯示。
(4)6+1同聲傳譯系統
LRN6+1無線同聲傳譯系統,采用先進的數字紅外(2-6MHZ)技術。接收機按200人(含主席臺)設置。代表可通過通道選擇開關選擇要聽的語種。
在傳譯間設置彩色監視器,用于顯示發言者的圖像及會議的相關信息,以便于同聲翻譯時使用。
(5)會議管理
會議系統軟件全部的用戶界面和顯示頁面都有高質量的畫面設計,而且界面非常友好、易操作,任何一個使用者使用前都不需要經過任何的培訓,并且可以選擇不同的語種使用(包括簡體中文),方便地進行操作、控制。
軟件支持多種屏幕語言、登錄程序、選擇代表信息、麥克風、投票及翻譯系統、房間/大廳選擇、概要的/模擬的圖表、內部信息通信、系統管理、聲音流、議程管理、信息顯示處理等。
4、集中控制系統
系統通過程序界面的編寫可以對大屏幕、DVD機等設備進行開/關機、信號之間的切換操作進行控制。可對燈光、窗簾及升降布標桿進行非常直觀的操作控制。
5、桌牌顯示系統
在主席臺上設置電子桌牌顯示系統,雖然各種會議的參會人員不同,但系統可通過計算機方便地將發言者的姓名及相關信息實時顯示在桌牌上。
6、主席臺燈光系統
在大會議室主席臺上設置會議專用的三基色天排燈、頂光燈、側光燈和面光燈,滿足會議攝像的要求。
7、無線接人及綜合布線系統
在大會議室設置計算機網絡的無線接入功能,保證每一個座位均能無線上網。
除以上部分本身的布線外,在大會議室內的主席臺上設置計算機網絡信息插座、有線電視插座;在觀眾席的第一排設置計算機網絡信息插座;大會議室的音、視頻信號送至二層的二間小會議室。
8、LED顯示屏
在主席臺臺口上方設置固定式?3.75雙基色LED顯示屏( 10.1m*0.612m)用于電子會標顯示。
9、升降布標桿
在主席臺天幕處設置升降布標桿(長12m,可掛400kg重物),用于懸掛零時布標用(如圖1)。
三、系統主要特點
1、采用各個會議室設備固定安裝,集中控制管理的方式。
2、采用全數字交互式AV系統設備。
3、圖像顯示設備采用4:3和16:9圖像比例可調的產品,并滿足真正的高清分辨率。
4、會議發言及音頻系統具備實時自動監測和自動調整功能。
5、系統具備事前趨勢分析報告、預啟動、實時自動監測調整和事后日志功能。
6、采用全數字網絡信號傳輸、控制、管理。
7、采用固定和應急等會議模式,降低誤操作率。
8、設計中提前充分考慮到今后系統在軟件和硬件方面的升級更新、擴展問題。
四、結束語
由于本項目是在原有建筑的基礎上進行改擴建,并且智能化設計單位進場時裝修設計已完成。故對多媒體會議系統的設計帶來諸多的困難,如無法設置背投間、且正投屏的屏幕尺寸偏小;會議室頂面能承受的荷重有限,給揚聲器、投影機、布標桿等設備的選擇和安裝帶來困難。建議在今后類似項目建設中,智能化設計及實施單位應盡早入場,與土建及裝修單位積極配合,才能使整個項目的各方面都更協調、更完善。
參考文獻
北京南站地處北京市南二環右安門東濱河路以南,南三環西路以北,馬家堡東路以西,崇文區西南角與豐臺區右安門地域的交界處。前身為永定門火車站,擔負著普速鐵路的客貨運輸,站舍多為五十年代的臨時建筑,破舊不堪,亟待改造。在未來北京鐵路樞紐客運系統“四主兩輔”的規劃格局中,北京南站作為主要客站之一,將承擔規劃中的京滬方向始發終到列車、京津間城際列車和市郊旅客列車及少量通過列車作業。新建北京南站將擁有24條到發線,13座客運站臺,最高聚集人數10500人,建筑面積超過30萬平方米,建成后將是國內規模較大的鐵路客運站之一。
集成與整合的設計理念
作為現代大型交通樞紐站,北京南站不僅僅以“城市大門”的形象出現在街區中,它是由鐵路、市郊、地鐵等軌道交通與公交、小汽車等城市交通體系綜合而成的一個高效、有機、和諧的系統,與整個城區的交通規劃融為一體。
北京南站的建筑形態與城市規劃緊密結合,為了順應北京市方格網的城市格局,站房采用橢圓形的建筑形態,以消除鐵路站場斜向布置與北京市南北向城市格局的矛盾,使車站對于城市各個方向均具有良好的視覺景觀。同時,沒有明顯方向性的橢圓,對于調整內部車流的方向是行之有效的。環繞高架站房的行車道可以從城市的任意方向進出車站。
在有限的城市空間里,車站從規劃上將城市交通、廣場、景觀納入站房建筑進站車流引入高架環形車道,出站車流引入地下汽車庫,公交車落客平臺貼臨站房設置:北京南站的地下換乘空間,為城市提供了3萬多平方米的“非付費”區域,成為城市廣場在車站內部的延續;同時在車站內部沿高架內環外側設置景觀綠化。內外部交通的設計使車站與城市路網緊密地聯系在一起,在車站的四個方向上,都有道路和匝道通向城市道路,同時地下一層的換乘空間也為南北廣場提供了便捷的聯系,從而形成在各方向上都面向城市的開放的車站。
功能空間與流線
1.外部空間布局
北京南站地處北京南城城市建成區,如何減少占用城市土地,節約社會資源是南站外部空間設計的關鍵。體量巨大的橢圓形站房高架在鐵路車場正上方,周邊為高架環行車道所環繞。南北兩側鄰接基本站臺處設置了簡單輕巧的進站廳,擔負著聯系地上與地下空間的交通功能。環繞高架站房的行車道通過不同方向上的匝道與南北廣場相連。為滿足功能的需求,充分開發利用站前廣場的地下空間。北廣場為主要廣場,采用三層立體布局地面層為人行景觀廣場和公交落客站,地下夾層為公交車上客站,地下一層為出站廣場。南廣場為輔助廣場,地面層為公交落客站,地下為旅客出站廣場。
2.內部空間布局
北京南站堅持以人為本的設計理念,緊湊合理的功能布局,盡量減小旅客在站內的走行距離,為各種旅客提供便利的換乘條件。北京南站平面分為高架、地面、地下三個主要層次。
高架層為鐵路旅客進站層,站房為高大的橢圓形建筑,中央為獨立的候車室,東西兩側是進站大廳,在旅客流線上設置了四組售票用房和餐飲等服務設施。
地面層為鐵路站臺層,也是公交車旅客進站層,簡單的南北進站廳,除布置了貴賓候車等重要空間外,主要起到聯系上下各層面的交通功能。
地下一層跨越整個車場的地下部分形成車站的交通換乘空間。兩側為國鐵出站廳及快速進站廳。兩個地鐵站的共用付費區布置在這個大廳的中央部位,四組樓扶梯分別通往位于地下二層的4號線站臺,位于地下三層的14號站臺。4號線與14號線之間設有樓梯,可以直接臺對臺換乘。最大限度地方便地鐵客流的換乘。出租車載客層和小汽車的地下停車庫仍然布置在東西兩側夾層內,有專用通道與交通換乘空間相連。交通換乘空間南北兩側直接與南北廣場地下空間相連。
3.客流組織模式
車站的客流活動中心為高架進站廳和地下一層換乘大廳,各種交通設施緊密圍繞著客流中心布置。小汽車和出租車客流為上進下出的組織方式,進站小汽車和出租車的落客區位于高架平臺進站大廳兩側,出站小汽車、出租車的載客區位于地下一層兩翼的專用停車場,公交車站緊鄰站房南北兩側分別布置在南北廣場的地面層和地下層地面層為落客區,地下層為載客區,地鐵4號線南北走向穿過站區,車站位于站房中心地下二層;地鐵14號線東西走向穿過站區,車站位于站房中心地下三層。市郊鐵路利用鐵路普速車場做遠期引入的預留條件。來自公交、小汽車和出租車的旅客由高架候車廳進站,來自地鐵的旅客由地下換乘大廳進站。所有的旅客由地下出站。位于地下一層的換乘大廳為各種旅客提供了快速換乘的場所。在這里,地鐵乘客和鐵路旅客可以方便地雙向換乘,鐵路出站旅客也可以直接進入東西兩側的小汽車、出租車載客區和南北兩側的公交載客區。
形象設計的文化溯源
受地域文化和周邊建設條件的影響,車站造型設計的整體構思起源于橢圓形態的保留和天壇概念的引伸。天壇采用三重檐的圓形平面的建筑形式,是古代建筑的最高型制。把圓形平面的三重檐運用到橢圓的平面上,最高的屋檐變形成弧形屋蓋,與高架進站廳功能對應。車站兩翼的雨篷,恰好可以通過兩重屋檐的變化形成。采用輕巧的懸垂梁結構,實現建筑師追求的原始的重量感。此外,天壇的某些建筑符號被抽象地利用到車站建筑中來,北廣場進站廳兩側的辦公建筑,其表面及入口處理就充分地采用了天壇窗欞的肌理。通過以上這些手段,實現南站的特有的地域文化內涵。
探索與創新
北京南站的建設正趕上鐵路跨越式發展的時代,車站設計概念在不斷探索更新,大部分的規范標準正在修編中。設計標準和原則沒有可遵循的固定準則,也少有同類建成的項目可參照。因此在設計中進行了開拓性的探索和創新。
環繞高架站房的橋梁被引伸為建筑的組成部分,為了和建筑緊密結合,對橋的設計標準進行專題研究,結合本工程項目的實際情況,因地制宜,多處突破公路專業和橋梁專業現行的城市道路規范,制定了切實可行的設計標準。
北京南站結合車站運營的特點,對功能格局進行獨到的分析。傳統車站對旅客的服務和疏導以強制管理為主,但南站作為高速、城際客運站,建筑設計體現出現代車站的高速便捷及以人為本的服務意識。根據客流的性質,突破《鐵路旅客站房設計規范》的規定,增大進出站大廳等流動空間的面積,減小候車空間面積,增加快速進站廳和綠色通道,加強站房的通過性。進站口的安檢設施移至候車廳門口,使城市旅客能自由進出車站售票和換乘空間內,在保證運輸安全的同時,增加車站建筑的親和力。
北京南站超高、超大的空間設計和交通建筑的特殊性質,以及車站建筑、地鐵、公路橋的一體化設計,產生一系列設計難題。為解決這些難題,引進科學的設計方法:如采用消防性能化設計,補充防火規范不適合的地方,對于車流交通、客流組織、消防疏散等國內尚無量化標準的內容,引入計算機模型技術,通過對真實場景的模擬,來輔助完成設計方案的確定:設計標準的采用和服務等級的評價。
北京南站的創新還在于注重細節設計。在進行屋面、幕墻系統的設計時,重點研究了清潔維護的方案,對人工、機械等方法進行多方案比較,并根據不同部位的設置條件采用了適宜的方法;在鋼結構雨蓬的防火設計上結合消防性能化設計,分析火災場景,在火勢作用的高度內,涂刷防火漆;火勢作用不到的高度,不涂防火漆。按照實際需要進行防火保護,控制造價。
鑒于南站復雜的功能和空間布局,以及旅客對語音擴聲系統的依賴,進行建筑聲學專題研究:通過對同類建筑的調研并參考國外標準,制定聲學設計標準。建立計算機模型,對空間混響效果和弧形屋面下可能產生的聚焦等聲學缺陷進行模擬分析,最終通過控制建筑室內表面的體形、裝修的構造和材料、機電設備等噪聲源的降噪設計,創造良好的聲學環境。
針對站臺,大廳、候車區域等使用性質的空間,分別進行深入的光學研究。通過調整屋面、雨蓬采光帶方案及幕墻采光遮陽設計,創建舒適的光環境,在滿足空間照度的同時,滿足旅客的心理需求。同時在屋面設計中推廣采用太陽能發電技術,利用新型的薄膜光電池特性,與中央采光帶結合設置。在鐵路項目的節能環保方面起到示范作用。
北京南站先進的設計方法還體現在專業的集成上,減少配合接口,優化設計程序。如幕墻、屋面、天花、遮陽等各系統,由專業的設計公司進行設計配合,使設計施工更加系統化、專業化,為創造一流工程提供保證。
聯合體設計組:鐵道第三勘查設計院集團公司英國秦瑞 法瑞建筑設計公司
主要設計人員:鐵道第三勘查設計院集團公司:
工程主持人:周鐵征、王睦
項目負責人:杜爽
建筑總工程師:盧瑛
設計人:王莉、王謙、馬輝、趙世磊、張嘉璐、王文輝,楊添、柳寶永陳松等