回音建筑　银川世纪钻塔有妙音

2013-9-4 19:23| 发布者: ccbuild| 查看: 466| 评论: 0

摘要: 去过银川市大团结广场的人一定会对矗立在那里的大型现代雕塑———世纪钻塔留下深刻的印象，单是它八面威武、气势非凡的外观就足以令人叹为观止。２００３年６月１６日，位于银川市东大门的大团结广场开工建 ...

去过银川市大团结广场的人一定会对矗立在那里的大型现代雕塑———世纪钻塔留下深刻的印象，单是它八面威武、气势非凡的外观就足以令人叹为观止。２００３年６月１６日，位于银川市东大门的大团结广场开工建设，由于是作为建设大银川的标志性工程之一，仅用了８０天就建成了，创造了宁夏建设史上的奇迹。期间在广场西北角矗立而起的世纪钻塔也成为银川市最大的城市雕塑，它与时代风帆、黄河喷泉、仿真榕树共同构成了广场的四大景观。世纪钻塔外观宏伟，造型别致，塔高３２米，宽４２．６米，由4根巨大的钢架结构对接组成，呈双层拱顶状，其中第一层拱顶的圆弧交接处托衬着一颗巨型钻石。它是“勤劳”“勇敢”“坚韧”“善良”的象征，也寓意着团结一心，奋发向上的理念。夏日的傍晚，大团结广场是人们休闲纳凉的好去处，而孩子们则喜欢围绕着钻塔追逐嬉戏。渐渐地，人们发现钻塔底下有一个奇妙的现象：塔底存在明显的声场，站在塔的正下方说话时，会出现清晰的回音现象，就像有一圈麦克风环绕四周；话音传入耳鼓磁性十足，余音袅袅。在塔的正下方声场最强，越向四周越弱，在距塔底正中心约５米开外，回音就不易察觉了。另外，由于塔底的地面采用了发散式铺设，由近及远，自小而大，站在塔底正当中向外看，会感到四周的地面明显高于中心，人仿佛是站在谷地，感觉也非常奇妙。解析回音现象钻塔的回音现象是设计者有意为之吗？钻塔是一个由4根钢架组接而成的开放空间，为什么会出现明显的回音现象呢？据钻塔的设计师银川市规划建筑设计院设计师李卫东介绍，钻塔设计之初并未考虑回音问题，但由于塔身呈双层拱顶状，所以存在回音现象也很正常。宁夏建筑专家、宁夏建筑设计研究院有限公司总建筑师李志辉老师从建筑声学的角度解释了回音现象。据李老师讲，当声波碰到一个与之垂直的平面障碍物时，它会被反射回来，使我们会再听到这个声音，这种反射回来的声音称为回声。在户外空旷的地方，回声比较模糊，因为声音的震动会向四处扩散开，能量会散失；而在一个密闭的空间里(如隧道)，反射的声音不会跑掉，所以回声很大。由于声波和光线一样，具有反射现象，在建筑领域，如何利用声波的这一特性便显得非常重要。建筑声学就是研究建筑和声音之间关系的学问。做建筑物设计时，应把回声的因素考虑进去。例如在设计音乐厅、剧院等场所时，经常会运用声音的反射原理。为了让所有在场的人都能听到、听得清舞台上的声音，必须充分考虑声音传播的清晰度和丰满度，一般要在舞台的台口处设置反射面，让声波通过反射传到每位观众耳朵中。但为了防止二次反射造成的回声所带来的音响缺陷，剧场的某些部位（如后墙）又要采用吸声材料。而对于体育馆等场所来说，常会在墙面、顶棚等处进行吸声处理。建筑上常用的反射材料有胶合板、石膏板、钢板等板材，吸声材料常用矿棉、多孔板、织物（如麻、丝、绒等）。同时，不同的构造也决定着不同的反射或吸声效果。建筑声学运用不好，会导致整个建筑设计的失败。据李老师讲，北京火车站中央大厅上方采用双曲薄壳设计，由于考虑不周，强烈的声音反射带来很大影响，干扰了正常使用。作为补救措施，后来在薄壳表面贴了很多吸声材料后才解决了这个问题。银川市湖滨体育馆建成之初，回音也很大，后来也做了吸声处理。青铜峡铝厂职工体育馆也是一个未充分考虑声音的反射从而给使用带来不便的例子。据说建成之初里面有人打篮球时，场馆顶部反射回来的拍球的“嘭嘭”声比实际发出的声音还要大。由于李老师没有亲自考察过钻塔，所以未对钻塔的回音现象做过多解释。李老师认为，回音现象一般出现在较封闭的场所，钻塔是一个开放的框架结构的建筑，声波的反射面小，从理论上讲回音是存在的，存在于框架曲面半径的汇聚点范围。四大回音建筑莺莺塔位于山西省永济市普救寺内，它既是我国古代的“四大回音建筑”之一，又与法国巴黎钟塔、意大利比萨斜塔、摩洛哥的香塔、匈牙利的音乐塔及缅甸的摇头塔等同称“世界八大奇塔”。莺莺塔为全砖构建，塔基和内外皆呈方形，外观为方形角密檐楼阁式，体形是多层空心。塔基呈正方形，全塔共13层，高36.76米。莺莺塔的声学效应非常奇妙，站在不同的位置，人们可以听到10多种不同的回音现象。其中主要一种听起来酷似蛙鸣之声。当人们站在塔前15米以内击石或拍手时，在敲击处能听到从塔底传来的清脆悦耳的“咯哇”“哈哇”之声，似乎有一只青蛙在塔底鸣叫。若连续鼓掌，则如群蛙争鸣；以砖石击地，则声如闷雷。当站在塔前15米以外的地方击石或鼓掌时，蛙声不再是从塔底传来，而是从塔的高层传出。若敲击点在塔面的中线位置上，则回音最为强烈。敲击点离中线愈远，声音愈小，到达以塔为中心的对角线附近时，蛙鸣消失。根据研究，莺莺塔的回音机制主要有两个方面。一是莺莺塔的建筑材料奇特。它全部用高质量的青砖砌成，制砖的泥土本身就有较高的反射能力，青砖表面光滑还涂有釉料，对声波具有良好的反射作用。二是建筑结构奇特。从总体上看，塔檐非常特殊，如果站在塔基下的半坡中仰望塔时，整个塔身几乎被隐没在檐的密集分布之中，并且每层檐都有一个向内弯曲的弧度，这样，入射到每层檐的声波不仅全部反射，而且还有一定的汇聚作用。另外由于各层檐距离较近，反射的声波就会叠加，形成声音脉冲。由此，人射到塔檐的声波几乎全反射后，经过叠加、汇聚，最后回音强度增强、频率发生变化，音调变长，闻之若蛙鸣之声。