城市之声︱声环境设计:在喧嚣城市中营造宁静空间(两则)

摘要: [一览众山小] 2017/08/29




如果声音不记得

一览众山小

可持续城市与交通

 

如果声音不记得

如果声音不记得 有种相望叫做寻找

如果声音不记得 有种辛苦叫做执着

如果声音不记得 有种期盼叫做等待

如果声音不记得 有种牵手叫做爱情

如果声音不记得 有种滋味叫做吻

如果声音不记得 有种突然叫做幸福

如果声音不记得 有种背影叫做惊喜


一览众山-可持续城市与交通

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编辑团队

原文/ Leda Marritz、Thomas Elmqvist   

翻译/ 宋琦光    文献/ 阮新荷    校验/ 众山小

编辑/ 众山小    排版/ 小菜

译者萌像与导读:交通对环境的一项不能忽视的负面影响就是噪音。随着交通流量不断加大,街头活动越来越多,城市整体环境变得越来越嘈杂。如何在喧闹嘈杂的城市环境背景中打造宁静的城市空间,对当下规划师、建筑师和设计师来说是一项不得不面对的挑战。今天我们就来介绍几篇在景观Landscape之外打造声环境的Soundscape的文章。介绍一些如何巧妙地结合景观、建筑、声音生态学、降噪等多个方面,创造性地设计打造令人愉悦的声环境。

 


一览众山小

可持续城市与交通



则一、城市声环境:在喧嚣城市中营造宁静空间


原文/ Leda Marritz   翻译/ 宋琦光


有些人认为,城市中的声音是能量和激情的源泉——忙忙碌碌的人们簇拥在人行道上,汽车、公交车呼啸而过。狗狗在叫,人们大声地交谈,音乐从窗口飘出,远处传来警笛的嘶鸣。这些噪音就像人行道和街灯等基础设施一样,是城市不可分割的一部分。但城市声环境并未被普遍接受,哪怕是那些喜欢城市声音的人有时也需要片刻清净。设计师们如何在嘈杂的城市中打造宁静的空间呢?

 

“声环境”既包括自然声音(动物发出的声音,以及树木、水流、天气形成的声音等),也包括人为制造的声音(乐曲、人类活动、机械运转造成的声音等)。不过,噪音不仅是城市生活的体现,它还会影响人类的幸福生活。

 

对大多数人而言,声音的痛阈值在115-140分贝。听力学家表示,未经防护的耳朵能承受的最高音量是135分贝。然而,随着越来越多的声音充斥着我们的环境,那些重要的声音必须提高分贝才能引起人们的注意。于是乎,音量在无休止地增加。举例来说吧,从二十世纪初开始,交通流量不断加大,街头活动越来越多,平均环境声强级随之提高。因此,在大部分北美城市,警笛的音量提高了40分贝,这才能让人们在杂乱的城市声音中听到警笛的声音。

 

声音的高低并非人们感到痛苦的唯一原因,其复杂性同样影响着我们的生活。如果某种声音过于复杂,人们往往会因其“杂乱”而感到烦躁(如喷气发动机、缝纫机发出的声音)。如果某种声音的复杂性过低,又无法引起人们的兴趣。在这两种极端情况之间有一个最佳效点,这样的声音能让绝大部分人感到愉悦。比如,人说话的声音就是一种复杂的声音,但它的复杂性恰到好处,所以听起来让人感觉舒服。

 

这对设计师、规划师和工程师来说意味着什么呢?我们的目标是打造出声音复杂性错综变化的区域。城市环境中不可能存在绝对的宁静,但大部分城市噪音都可以得到掩饰和弱化。事实证明,利用水和植被等自然声源掩饰城市噪音是最有效的方法,也最能满足市民的需求。

 

如果设计、建设妥当,绿墙最多可以降低40分贝的户外噪音。一片植被缓冲带,比如灌木树篱或由各种植物组成的绿墙,可以有效吸收声波或使声波转向。不同类型的树叶可以降低不同类型的噪音,因此,植被的选择至关重要。要充分考虑声音的强度、频率和方向,以及植被的位置、高度、广度和密度。

 

用7.5米的阔叶林搭配15到30米的针叶林可以降低10个分贝的噪音。值得注意的是,为有效阻隔噪音,植被必须在地面形成落叶。而为了全年阻隔噪音,常绿树木是最佳选择。在“宁静区”铺设草坪和地面植被也很重要。这有点像给房间铺地毯,相比裸露的地面,草皮和其他低矮植被也可以有效消声。

 

树木和灌木丛不仅可以阻隔噪音,那窸窣作响的树叶,风中摇曳的树枝以及虫鸣鸟唱的声音还可以起到掩饰噪音的效果。至于植被消除噪音的效果,资料记载差异较大。不过,Huddurt在1990年的文章中写到,在某些情况下,经过一片30米的茂密植被带,噪音可以降低6个分贝。1970年Leonard和Parr、以及1973年Reethof发现,15米至30米宽的植被带可以降低6到8个分贝的噪音。1972年,Cook和Van Haverheke也表示,利用15米至30米的植被带可以降低5到10个分贝的噪音。

 

在景观中利用植被降低噪音固然重要,但识别噪音很大程度上受心理影响。人们看不见噪音的来源,烦扰感就会降低。换言之,不论植被带是宽是窄,在人与噪音间增加植被都会影响人文体验。设计师在实际操作时可以考虑不同尺度。针对社区等较小尺度,可以利用绿地、绿墙和水幕削减噪音。而城市等较大尺度,可以在整体规划时利用“嘈杂区”中点缀“宁静区”的方法降低噪音,也可以在城市的不同区域设计不同的声音景观。

 

当你在城市中漫步时,可以试着观察一下,植物和其他物理屏障是如何降低噪音的。城市绿化可以散热,净化空气。不过,如今我们知道,绿色空间还能阻隔噪音,创造更加愉悦的城市环境。敲黑板!城市设计师要明白,即使在最活跃喧闹的城市中也能营造一片和谐安静的空间。

 


则二、构造城市声环境


原文/ Thomas Elmqvist   翻译/ 宋琦光


对于如何打造“优质的城市环境”,城市规划师总能拿出不少锦囊妙计。不过,这些锦囊妙计的重点大多在于利用视觉审美解决交通、废物和能源等实际问题。城市环境中的声音多样性和声音生态学等问题仍然是规划及建筑设计的盲区。我们大都忽略了声音对于空间质量和良好生活环境的重要性。每每说到城市中的声音,我们总是在讨论如何利用立法治理噪音。

 

然而,我们应该通过更有创意的方法解决噪音问题,打造令人身心愉悦声环境。

 

Tim Beatley在《歌颂城市中的自然声音景观》(Celebrating the Natural Soundscapes of Cities)一文中(参考文献1,如需下载请后台留言索取)强调了打造城市声环境的重要性,认为城市应该拥有丰富的自然声音。Tim指出,许许多多久居城市的人无法识别普通的自然声音,我们已经与声音脱节了,失去了静心聆听世界的能力或欲望。他认为,应该把声音纳入城市规划与设计。

 

文中详细阐述了声音的性质,以及如何利用创造性的设计构造愉悦的声音环境。


一、什么是城市声环境?如何分析声环境?


声环境属于声音生态学的研究范畴,既包括自然声音(动物发出的声音,以及树木、水流、天气形成的声音等),也包括人为制造的声音(乐曲、人类活动、机械运转造成的声音等)。

 

生态学是研究生物体与其周围环境相互关系的科学。声音生态学是基于生活与社会研究声音的科学。——Shafer(1977) (参考文献2,如需下载请后台留言索取)

 

声音研究包罗广泛,如声学、心理声学、耳科学(耳朵的研究与治疗)、降噪、声音认知模式分析,以及语言与音乐的结构分析等。

 

对声环境的分析和筹划大多集中在北美地区,瑞典也有所涉猎。美国的纽约声音生态学协会(New York Society for Acoustic Ecology)非常活跃,开展了许多与城市声环境有关的项目,并举办讲座和音乐会,促进人们就城市中的声音进行对话交流。“Soundseeker.org”网站的“纽约声音地图”(The New York Soundmap)板块鼓励民众上传自己的声音,上传后,在线地图会进行同步标记。今年早些时候,瑞典哥德堡开展了一项名为“Sonorus”(意为声音洪亮)的全新研究计划。查尔姆斯理工大学应用声学系也参与其中,负责培训“城市声音规划师”,扭转城市日益恶化的声环境。“其实早在规划的起步阶段就已经决定了城市中的声音景观。”查尔姆斯理工大学教授Wolfgang Kropp说。

 

城市声音研究日益成为世界各地明确的研究领域,人们用不同方法、不同模式以及不同的标准化方法表达研究结果。声环境究代表了一个新兴且活跃的研究领域,它将与声音及环境有关的独立领域统一起来。尽管到目前为止,相关研究多集中于噪音污染,但众多科学家和规划师赞成将环境声学确立为一个研究项目,利用创新设计揭示城市声环境的积极作用。

 

这尚需大量的创新和尝试,探索如何利用设计、建筑以及不同材料、不同植被打造全新的声环境。这种探索不止于降噪,也不止于自然声音,而是创造一种能体现城市特色的综合性声环境。


二、什么是噪音?


噪音即“不被需要的声音”。声音生态学家Schafer(1977年)提出了噪音的三种类型:1)不被需要的声音;2)不悦耳的声音(即无规则的振动);3)干扰信号系统的高分贝声音。噪音会引发人的情绪反应,通常表现为“挫折感”。然而,也有些人认为噪音是“未被察觉的声音”,它可以进行重新设计或融入周围环境,变得更易为人接受。

 

噪音会影响人类生活的诸多方面。大多数人的声音痛阈值在115-140分贝。对于未经特殊听力训练的人来说,极限是125分贝。而经过专门训练的人,极限在135分贝到140分贝之间。但听力学家表示,未经防护的耳朵能承受的最高音量是135分贝。持续暴露在中度或重度噪音环境中会导致暂时性听阈位移,也就是当刺激消除时出现听力知觉丧失的情况(Schaffer 1977)。从二十世纪初开始,交通流量不断加大,街头活动越来越多,平均环境声强级随之提高。于是,在大部分北美城市,警笛的音量提高了40分贝,这才能让人们在杂乱的城市声音中听到警笛的声音(近期研究显示,有些鸟类的鸟鸣声也同样受到影响)。


图一、曼哈顿中城第53街第5大道,一个“安静的”周六下午 Photo: David Maddox


图二、孟买市中心十字路口的车流  Photo: David Maddox


这是个非常复杂的问题。在喧嚣的环境中,人们几乎注意不到警笛声。但在安静的社区里,突然响起同样音量的警笛声可能会引起人们短暂或长期失聪。除此之外,次声频也是个问题,即20赫兹及以下的声音。这种频率的声音如果过于强烈,会引起头晕、恶心等症状。次声频只通过振动被人感知,而且由于通过地面和建筑材料传播,难以消除。至今我们仍然不清楚长期暴露在次声频中会对人造成怎样的生理及心理影响。

 

如今,许多城市通过立法减少噪音产生的负面影响。虽然仍有很多城市(如亚洲的一些大城市)非常嘈杂,但还是有很多行之有效的方法可以尝试。


三、如何分析什么是积极、愉悦的声环境?


为超越降噪阶段,且创造性地设计城市声环境,我们需要某种概念及理论框架。2002年Ipsen建立了“复杂性理论”(Theory of Complexity),用以研究声音的复杂性,或者说声音的多样性。(见下图)


图三、信息复杂性与人类好奇心关系图 Credit: After Ipsen (2002)


在此图中,心理状态与复杂性的关系并非线性,而是一条驼峰状曲线。如果信息的复杂性过低,则无法引起人类的兴趣。相反,如果信息的复杂性过高,非常“杂乱”,则会引起人类的烦躁感。在两种极端情况之间,有一个中间值,可以激发人类最大的积极性。这种关系适用于所有信息形式,包括声音认知。但是,这也存在很大的个体差异。同等的信息复杂程度或许对某些人具有吸引力,对另外一些人则毫无吸引力。个体越熟悉某种情况,其接收到的信息复杂性越低。个体的适应力会影响其对声音信息的反应。

 

每个城市都有自己独特的声音环境(自然声音、信号音和噪音综合而成的环境)。请听以下斯德哥尔摩和纽约的声音,了解这两座城市的声音环境。



视频一、斯德哥尔摩与纽约的双城弥音


图四、曼哈顿东区(第51街)楼宇间带瀑布和绿墙的小公园  Photo: David Maddox


四、如何推进?


通过上述理论我们知道,无论什么样的环境,总有某种复杂性可以对我们产生吸引力。对于那些渴望高信息复杂性的人来说,城市声音是令人愉悦的。但与此同时,城市规划师也要尊重那些不喜欢高复杂性信息的人。

 

解决方法无外乎按不同的声音复杂程度设立不同区域。绝对的宁静是不可能的,但大部分城市噪音都可以进行掩饰和弱化。事实证明,在城市规划中利用水和植被等自然声源掩饰噪音是一种很有效的手段,可以让人感到愉悦。如果建设得当,绿墙可以降低最多40分贝的户外噪音。

 

早前的公园设计比较拙劣,基本是在房地产开发留下的下脚料上进行建设(Shafer 1977)。如今人们对声环境的认识越来越深入,公园和开放空间应该成为城市声环境规划的重要组成部分。

 

纽约城市大学地理学家、同时效力于纽约声音生态学协会的Amanda Huron说:

 

“我认为有一个办法特别管用,那就是用水声遮盖车流等特定声音。在曼哈顿中城第53街有一片特别容易被人忽略的地方。那是一座很小的公园,坐落在两栋大型建筑之间。你走进去,别有一番天地。它简直是一片绿洲。公园尽头有一面墙,一面瀑布墙。水沿墙壁流下,落在石头上,周围还有很多树。简直太棒了。我认为公园之所以如此受欢迎,最重要的原因在于水流的声音掩盖了大部分城市噪音。而且我想,植被在提升视觉环境的同时,或许也可以改善声音环境。我很想知道植被是如何吸收声音的。多肉植物会不会因其更厚的叶片而吸收更多的声音。”——源自Pontén (2012) (参考文献3,如需下载请后台留言索取)


图五、曼哈顿中城(第53街处)的小型公园  Photo: David Maddox


图六、公园一角 Photo: David Maddox


能用的方法有很多。针对社区等较小尺度,可以尝试创新设计和材料,采用绿地、绿墙和水幕等生态手法。而针对地区或城市等较大尺度,可以打造混合性城市声环境,如“双重声环境”,做区划时在“嘈杂区”中点缀“宁静区”,或在城市不同区域设计不同的声音景观。

 

纽约声音生态学协会联合创始人、“纽约声音地图”参与者Andrea Willams说:

 

“我想,建筑师和城市规划师着手建设声音步道是件很有趣的事。以聆听环境为基础的步道也许能启迪富有创意的建筑设计,让人们与声音环境产生互动。”——源自 Pontén (2012)


五、结语


城市规划应该有针对新建筑的明确区划要求,让声环境设计成为可能。但是,也要赋予人们选择声环境的机会。用普通视觉审美的方式给人们强加一种一般化的听觉审美是不明智的,因为相较于视觉对象,声音的感知更具有主观性。

 

声音生态学并非城市研究的一个有趣的新方向。我们认为,通过创造性地融合景观建筑、生态学、声学、心理学和创新设计,声环境设计将对未来的城市规划(建设可持续的舒适城市)产生举足轻重的影响。


参考资料

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我们为本文提供的免费下载资料有:

1、《歌颂城市中的自然声音景观》


2、《声环境生态学是什么?一门新兴的学科的导言与综述》


3、《城市发展中的声学设计:纽约市音景和声学生态学的研究分析》


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