原创总工办清华同衡规划播报
导
读
3月29日，由清华同衡总工办组织的“同衡学术讲堂”活动在百人会议室举行。本期主题为“听觉与人类发展——国土空间规划中的声环境规划”。
图1袁昕院长主持讲座（刘俸源/摄）
主持人致辞：
同衡的各位同事，大家好。今天很高兴邀请到石慧斌老师来做讲座，石老师是我院建筑声学与室内设计研究所的负责人。建筑声学与室内设计研究所的规模虽然不大，但其技术实力不容小觑，从政府机关的办公室到人民大会堂的检阅大厅，再到音乐厅、影院等声学设计中都有他们的身影。
原来我们谈论声学，可能更多是基于建筑室内的声学环境，但是在城市规划的大尺度下，声学跟空间规划是什么样的关系，没有太多的理解。这是一个很新的话题。此次讲座，石老师将阐述声学研究跟城市规划之间能够建立什么样的关系；从声音的本质出发，探讨城市中人与声环境之间的关系。欢迎石老师开始此次讲座。
图2石慧斌所长做发言（刘俸源/摄）
以下为现场实录：
感谢袁昕院长，今天跟大家交流的题目是“听觉与人类发展——国土空间规划中的声环境规划”，重点是从听觉的角度来讲人居环境。
一
听觉与人类发展
声音始终回荡在我们赖以生存的星球，它让我们感受到自身的存在。随着生态演变，一些物种的消失，他们的声音也消失在历史的大幕之中。直到人类的出现，从信息交流到情感传递，声音一直伴随着人类时代的变迁。
听觉系统是人类进化过程中非常重要的因素，在人类文明发展过程中，人类通过发声和听觉系统的交流和信息传递，最终产生了语言。人类的语言比书面文字早了数万年，语言是人类进化过程中的产物，使人类从动物中剥离出来，形成了高级的智慧和思想，这是智慧型生物独有的特性。有了语言之后，人类能够交流使用工具的经验，传递有用的信息，推动群体社会发展和进步。
生物学的研究表明，人类胎儿在出生前的几个月，就有了一定的听觉感知与识别的能力，这时胎儿还不具备最起码的视觉功能。在他（她）出生以后，把所见和所闻联系起来，才能逐步完成视觉系统的发育。因此听觉系统的感知与识别，对人类而言先于视觉系统。儿童在三岁以前，还无法通过视觉文字获取信息，主要通过听觉和语言交流对万事万物形成基本的认知。
在现代社会，人类从小学到大学的学习过程也是通过听觉和语言实现的。尤其是对于微观世界、艺术、人文、历史等抽象的信息，只有通过语言系统和听觉才能传递，进而推动人类文明的发展，形成丰富的精神世界。
与视觉系统不同的是，听觉系统几乎是24小时不间断的工作，人类时刻处于声音的世界中，由于其时刻在工作，因此常常被忽略。
吴良镛先生在“人居环境科学”中也提到声环境和人们的生活、工作息息相关，并从宏观角度简明扼要地提出了人居声环境的发展方向。听觉与人类的发展之间关系密切，声环境对于人类的生理和心理健康有非常大的影响，因此作为城市规划者，我们今后应对人居声环境的规划问题予以重视。
二
声音的基本特点
01
声音的特点
物体振动产生声波，声波通过振动介质被人或其他动物的听觉器官所感知，这就是声音的传播。万事万物的运动都会形成声波，通过耳朵、大脑的处理形成信息。
声音可以在气体、固体、液体中传播，由于不同介质的分子构成不同，导致声音在其中的传播速度不同，其中固体中的传播速度最快。比如在地震中求救，用石头敲击钢筋比较容易被救援团队听见从而获救。
声音的另一个特点是频率，即单位时间内完成周期性变化的次数。人耳可听的频率范围是20Hz-2KHz，超过2KHz的声音是超声波，在医疗方面应用较多；低于20Hz的声音为次声波，很多生物在这个声音环境下是不能生存的，因此次声波常用于军事武器。
图3人耳听音范围
（图片来源：《建筑声学设计原理》）
由于声音看不见，摸不着，我们常说“眼见为实，耳听为虚”，反映了听觉信息与视觉信息的差异性。我们认为这里的“实”主要是指物质层面，反映的是事物的表象。而“虚”则是指精神层面，是事物的内在规律。视觉往往只能传递物质层面的信息，而听觉则能够传递精神层面的信息，因此听觉与视觉同等重要，相辅相成。
02
建筑声学
建筑声学中涵盖了关于建筑室内声环境的基本原理，由于时间有限，在此我们只介绍几个基本的概念。
一是混响时间，即声音达到稳态后停止声源，平均声能密度自原始值衰减至60分贝所需的时间。
二是质量定律，它是决定墙隔声量的基本定律，即墙的隔声量与其密度成正比。对于有隔声要求的封闭空间，需要采用有一定隔声量的建筑材料阻断声音的传播。例如在国防工程中，原子弹等军事武器的声音传播是很快的，因此需要低频隔声量很大的材料去隔声隔震，阻断次声波对我们的伤害。在生活中，需要根据不同生活空间的声环境需求选择墙体材料和厚度，阻隔交通噪声干扰以及打雷等自然环境声的干扰。
三是声聚焦，指弧形凹面对声波形成集中反射，使声能集中于某一区域的现象。
四是颤动回声，指同一个原始脉冲引起的一连串紧跟着的反射脉冲。例如在有平行面的空间内，声音会在平行面之间来回反射形成一连串回声。
03
心理声学
还有一些声学概念与心理和主观感受相关，例如声音的响度，声音的响度是人类对于声音大小的主观描述。心理声学还有一个概念是掩蔽效应，即一个声音的听阈因另一个声音的存在而上升的现象，例如在嘈杂环境中背景声对语言声的掩蔽。这一点在规划、建筑中应用最多，在机场、火车站、汽车站、饭店等空间容易造成这种现象。
04
声环境基本要求
目前我国针对声环境颁布了相应的标准规范，如《声环境质量标准》、《民用建筑隔声设计规范》、《老年人居住建筑设计规范》等。疗养院等康复疗养类建筑对于声环境的要求最高，昼间噪声限值为50dB，夜间噪声限值为40dB，只有满足这些要求才能保证很好的休息。
在居住、办公的环境中，要求昼间噪声低于55dB，夜间噪声低于45dB，否则生活质量和工作效率都会受到较大影响。在低噪声的办公区域工作，可以让我们的情绪稳定、精力集中不受干扰，同时保障身体健康。
在剧院、音乐厅中，为了表现更多的艺术细节，最新的噪声标准是满足NR15噪声评价曲线。室内标准的提高同时也意味着对于室外规划环境要求的提高，需要规划设计人员引起重视。
还有一类比较特殊的用地是工业生产区域，很多工厂长期处于高噪声的工作环境中，导致工人的听力受损。工业生产的外部声环境的要求为65dB–55dB。在85dB的声环境中工作时间不应超过8小时，88dB的声环境中工作时间不应超过4小时，91dB的声环境中工作时间不应超过2个小时，当声音大到一定程度时还会对生命造成威胁。最近茅台酒厂邀请我们去解决噪声问题，说明企业对于声环境越来越