宋拥民
宋拥民,男,1976年11月生于湖北。2003年,宋拥民毕业于同济大学建筑与城市规划学院建筑技术科学专业,获硕士学位;2006年,毕业于同济大学声学研究所声学专业,获博士学位。宋拥民现为国家注册环保工程师,中国演艺设备技术协会专家委员会委员,中国环保产业协会噪声与振动专业委员会常委兼副秘书长,上海市声学学会理事,《声学技术》编委。
2006年3月,宋拥民进入章奎生声学设计研究所从事厅堂音质及噪声与振动控制工程设计及研究工作。主持完成了80余项大型工程项目的声学设计,参与的声学工程项目达150余项,发表论文50余篇。代表性的建筑声学作品包括:上海大剧院大修工程;上海保利大剧院;上海戏剧学院实验剧场;长沙音乐厅;梅溪湖国际文化艺术中心(方案);敦煌大剧院;延安大剧院;世博中心;援老挝国际会议中心;国家会展中心(上海)等。
误打误撞声学门
从2000年开始跨入建筑声学的大门,至今已有20年的时间,宋拥民从一个风华正茂、意气风发的年轻书生,成长为了建筑声学领域一名知名的研究者、设计专家。
建筑声学是建筑学的一个分支。在国外,学者对建筑声学的研究较早,而在我国,直到上世纪五十年代才成立声学所,才有了建筑声学研究。
建筑声学属于建筑学的一门小众学科。“以前做建筑声学的主要来自‘八大院校’,大部分建筑学科班出身的也不会做建筑声学。”宋拥民博士说,很长时间以来,中国大学的建筑声学专业没有本科生,直到最近几年,安徽建筑大学才开始招收本科生。
所以,宋拥民读本科的时候,是读不到建筑声学专业的。更甚至,他的本科读的也不是建筑学,而是机车车辆工程。大学毕业后,他在武汉工作了两年,当了一名机车车辆工程师。
在谈到为什么要学习建筑学时,宋拥民一脸诚恳地说:“那个时候没有太多、太大的想法,就是想着要走出来,到上海来读研究生,深造一下。上海有复旦、交大、同济等名校,同济大学是工科学校,我原来学的工科,所以就考了同济。我运气比较好,一考就顺利考上了。”
由于本科阶段学的不是建筑学,宋拥民在硕士研究生阶段就不能读建筑历史、建筑理论、建筑设计,因为这些专业的本科生要学习5年,他是跨专业过来的,只能读建筑系的其他专业。“我们那个专业叫‘建筑技术科学’,包括声、光、热及建筑构造几个方向。之所以选择了声学,也是很有缘分,我开始对这个专业也不懂,选导师的时候,导师正好选了我。”
就这样,误打误撞,宋拥民和建筑声学结下了不解之缘。
学以致用报师恩
三年的刻苦学习,使宋拥民不仅掌握了全面的建筑声学理论知识,也使得他学习了大量建筑声学设计、建筑声学测量方面的技术。在导师的推荐下,他继续攻读博士学位。
攻读博士学位,最难的一件事情莫过于做博士毕业论文。宋拥民的博士论文题目是《教室室内最佳听闻环境的研究》,这个选题源于他日常学习中专业知识的灵活运用。
“我在上课的时候发现,很多教室尤其是大教室,如阶梯教室,坐在后面根本听不清楚老师在讲什么。”宋拥民说,“老师担心后面的学生听不清就要提高嗓门讲话,时间一长,嗓子就不好了,所以那时候我们很多老师都在喝胖大海水。”
老师嗓子发炎,声音沙哑,喝菊花水、胖大海水,这是我们每个人上学时经常见到的现象,直到现在,脑海中也能回忆起老师讲课时嗓子嘶哑的画面。但那个时候,包括老师们在内,都认为这是讲话太多的缘故,这是职业病,从来没有考虑到这其中教室声环境的因素。
2004年在做文献资料梳理的时候,宋拥民发现,欧美国家对学校的声环境建设很重视,但之前也不是这样。“那时候我看到一篇英国作者的文章,是关于教室研究进展的,英国之前很多老师也都有职业病,就是嗓子不好。”
教室声环境太重要了,如果有一个好的环境,一方面学生们能安静地学习,另一个方面老师们也能保证身体健康。想到这些,宋拥民做好教室声环境研究的决心更大了。
然而,这个选题虽然很好,教室声学研究很有意义,但要想把它做好,难度却非常大。在当时的建筑声学研究领域,对教室声环境的研究很少,更不用说实际的教室声学设计装饰了。
因为要做好这项研究,除了要有相关的理论支撑外,还要有一手的数据资料。但对于教室声学的理论研究,“是查不到国内文献的,国外文献虽然有一些结论,但因为语种、文化上的差异,国内外学生使用教室的特点不一样,例如美国的大学生,在教室里讨论的时候比较活跃,在自习或者听老师讲课的时候就比较安静”。
而要想获得国内教室声环境的一手数据资料,这也是一件非常困难的事情。但无论多大的困难,宋拥民一点儿也没有退缩。
为了获取大学教室的声环境数据,他以同济大学的教室为样本,对每间教室的声环境数据进行了实地测量。为了获取初中、高中学校教室的声环境数据,他请当老师的同学帮忙。通过测量,他全面掌握了有关教室噪声、振动的数据。
“在数据收集过程中,我研究、使用了新的方法来获取数据,即采用虚拟声环境的方法,类似于现在经常讲的VR。我使用一间教室作为模板,通过数学的算法构造出不同的教室,把老师讲课的声音添加进去。然后再找很多学生戴上耳机听,耳机里投放出来的声音是在不同教室里的声音,让他们主观判断和选择最合适的教室声环境。”宋拥民这样解释收集数据的过程。
功夫不负有心人。经过坚持不懈的努力,2006年宋拥民如期完成了博士毕业论文,顺利通过了论文答辩,论文研究成果得到了答辩老师们的一致好评。而直到2019年,我国才起草了教室声学设计标准,这与宋拥民最早开始研究教室声学环境问题,已经过去了15年。
千锤百炼出精品
博士毕业后,宋拥民来到了章奎生声学设计研究所工作。章奎生老师是我国建筑声学设计较早的践行者,以他的名字命名的研究所在建筑声学领域更是如雷贯耳。研究所较高的平台基础和资源,为宋拥民今后的建筑声学设计之路奠定了良好的基础。
凭借着良好的建筑声学设计理论和勤奋好学的优秀品质,自2006年进入研究所以来,宋拥民前后主持了声学设计大型工程项目80余项,参与了声学工程项目150多项,多个项目获得国家级表彰。
上海大剧院
上海大剧院
上海大剧院
能把项目做好、做成精品,主要源于宋拥民对工程设计的精益求精。建筑声学设计质量的高低,最重要的一个指标就是音质效果。为了设计产生更好音效的厅堂,宋拥民一开始走了不少弯路,吃了不少苦头。
后来,宋拥民不断总结经验,对每一个项目都进行了音质模拟与现场测量。“我们在设计过程中先利用计算机建立厅堂模型,运用专业的音质预测软件对厅堂音质做预评估,项目竣工之后进行现场测试,最后对实测结果与预测结果进行对比、分析。经过这样连续的操作,我们大大提高了设计成功的机率。”宋拥民说。
通常对于自己设计完成的作品,他都要求进行现场测试。之所以要进行测试,他有几个目的。“第一个,我们想积累一些数据,遇到新的项目,只要规模和原先完成的项目差不多,这些数据就有很强的参考价值。第二个,这些数据、经验总结可以用来培养公司新进人员。第三个,有了这些数据,可以对业主有一个好的交代,让他清楚地知道声学设计之后的效果。”宋拥民解释道。
正是凭着这股子一丝不苟、严整求真、高度负责的精神,凡是宋拥民主持、参与的项目设计都非常精良。但实际上,建筑声学设计质量还会受到其他因素的影响,例如施工单位的施工水平、施工工艺、施工材料、工期等。宋拥民说,施工材料没有达到设计要求的情况,经常会出现,而且受工期的限制,施工单位就会强迫业主接受这些不达标的材料,声音质量就难以保证了。
他拿国外的实例做对比说:“国外的建筑声学项目没有关门日期,所以业主有很大的话语权,他要求做成什么样子,就必须做成什么样子,否则就要返工重做;如果合格的材料不能及时进场,他就慢慢等。这样一来,只要慢慢做,就很有可能做出好的作品来了。”
即便如此,宋拥民都会想办法去克服这些不良的影响因素,将这些因素的影响降到最低,保证做出来的每一件作品都能达到高质量的要求。
不畏艰难挑重任
经手了上百个声学设计项目,宋拥民历练出了“绝世武功”,所有的技术难题,在他手下都会轻松化解。然而,天津茱莉亚音乐学院的项目还是让他很挠头,这是他从事建筑声学设计以来遇到的少有的棘手项目。
宋拥民总结说,天津茱莉亚学院这个项目有四大难点,首先是项目选址条件不好。天津茱莉亚学院位于天津市滨海新区,学院正下方将有地铁穿行。滨海新区目前建成的只有一条轻轨,轻轨的地质条件和地铁的地质条件不一样,所以不能通过测定轻轨的振动数据来推测学院建筑的振动数据,二者之间没有可比性,只能依据经验数据了。“为了避免地铁振动的不利影响,整个学院的建筑就需要全‘浮起来’,即需要通过结构弹簧把音乐厅、演奏厅‘浮’主体结构与地基“断开”;因为整个学院占地较大,如果所有建筑都采用这种隔振方式,造价太大。因此学院里面的黑盒剧场、排练厅及教学用房就采用了 ‘盒中盒’构造,即外盒里套内盒,外盒的房子与地基连接,内盒才是实际的使用空间。因为内外盒从声学上是完全脱开的,因此,外盒的振动对内盒的影响基本可以忽略……”
如此一来,所有学院建筑的结构都是断开的,比如演奏厅和音乐厅这个主结构,它和外围的结构是完全断开的,但从声学装饰上是不能断开的,不能在建筑表观上出现一条大缝。因此,宋拥民说:“在施工、装饰中要考虑好联结的节点,做到表观上看不出来,但从声学原理上是断开的,这个难度很大。”
其次是噪声控制要求高。在国内,对噪声控制要求最高的建筑是自然声演出的音乐厅,噪声不能超过NR-20曲线,相当于25分贝。而天津茱莉亚学院要求噪声不能超过NR-15曲线,相当于不超过20分贝!
噪声控制标准一提高,就要在设计、施工各个细节上下功夫降噪。“为此业主特意在学院旁边建了一个样板中心,同时在现场建造了教室样板房,以检验各个施工节点的质量,对样板房进行现场测试,测试通过了再大规模地进行施工。”宋拥民说。
除此之外,装饰材料的选择也让宋拥民大费周章。如果噪声控制在NR-20以内,空调风机使用盘管之类的材料就行了,但要控制在NR-15以内的话,就要使用更低噪声的设备,如热辐射板和冷梁才行。低噪声设备的要求导致很多设备只能进口。
“这样以来,造价就提高了很多。”宋拥民不无遗憾地说。
再次是技术难题多。天津茱莉亚学院的声学设计难题一个接一个,但让宋拥民印象最深刻的,还是玻璃幕墙透声的那个。“几个样板房的玻璃幕墙都做完了,但隔声测试发现楼板隔声性能差,不满足设计要求。”
这可难坏了宋拥民!虽然这只是样板房,但幕墙龙骨及玻璃全做好了,关键是幕墙系统都订完货了,龙骨也全是进口的,改方案肯定不行。没有办法,只能现场找问题。
连续好几天,宋拥民及其团队都泡在工地上,想尽一切办法寻找问题的根源。最后,终于找到了问题所在,是龙骨的原因。“问题虽然找到了,但施工单位不接受更换龙骨或者包覆龙骨的方案,因为当初为了视觉效果,建筑师特别要求选用了这款进口的纤细的龙骨。”宋拥民苦笑道。最终通过业主、声学团队、施工团队等多方面的努力,终于找到了既满足视觉要求又满足隔声要求的稳妥方案。
最后是和外方设计师沟通难。宋拥民曾经说过,一个好的建筑作品,往往是业主、建筑设计师、建筑声学设计师共同配合的结果。天津茱莉亚学院是由外籍建筑设计师主导设计的,而外方设计比较强势,很难听进中方的观点,沟通起来非常不顺畅。
宋拥民无奈地说:“关于噪声控制标准,我们第一轮跟他探讨的时候,他强调我们必须要按照他的标准来。即便是业主去纽约考察纽约茱莉亚学院的现场后,再和他谈,也没有谈成。”
为了将在天津茱莉亚建成为世界上最好的音乐学院,建筑设计方精益求精,一直在改方案,同时,由于设备或产品的进口问题,导致设计及施工单位的工作都受到影响。
但宋拥民还是很乐观地说:“这是我遇到的第一个比较特殊的项目,现在我们团队两周会去一次现场,进行巡查,查进度、查问题,这样的好处就是在现场直接看到问题,相信通过所有人的努力,天津茱莉亚学院一定会成为世界上最顶级的音乐学府。
舞台艺术杵磨针
“演出的声音有两种,一种是自然声,一种是电声。为什么世界上会有三大男高音,人家靠的是通过腹腔、丹田之气把声音传送出来,这是自然声。现在很多歌星只能叫歌手而不是歌唱家,因为他们更多靠的是电声。”宋拥民说。
为什么要靠电声呢?一种可能是因为演唱者的功力不够,但更有可能是厅堂的音质效果不好。“从建声技术本身来讲,好的音乐厅、歌剧院本身是不需要扩声系统的,用自然声演出即可。”宋拥民举例说,“以前有外国乐团来国内演出,他们看到了扩声音箱,第一件事就是把音箱拆下来。你装了音箱,他们唱得再好,观众都以为是从音箱出来的声音。”
但要把声音更好地传递出去,仍然需要机械、光、电的配合。宋拥民补充说:“灯光和机械是营造气氛实现视觉效果的,有了氛围的衬托,听音的效果就会更好,这就是为什么在家里听音碟和在音乐厅听音乐会会不同。”
长沙音乐厅
长沙音乐厅
长沙音乐厅
他进一步举例道:“北京欢乐谷有一个剧叫《金面王朝》,它里面使用了舞台的推拉升降转、、洪水倾泻这种宏伟的场景,如果没有灯光、实景等的配合,光靠声音的话,观众就不能沉浸其中,演出效果就会打折扣。”
因此,剧院的设计需要统筹考虑声、光、电及机械的作用,让机械、光、电更好地为声音效果、视觉效果服务。灯光是做效果用的,站在声音的角度,要控制机械、灯光的噪音。“如果灯光发出的噪音很大,那么观众就不能很好地欣赏节目了。同样,如果舞台机械噪音很大,轰轰轰得响,那么也会影响观众对声音的享受。”
噪音、振动控制是舞台建筑声学设计的重点,但舞台视觉美学也是重要的一个方面。如果舞台设计没有美感,也会影响观众对声音的接收。如何将舞台设计的美感与噪音、振动控制更好地结合起来,宋拥民做了大量的研究,取得一些经验。
“例如音响,如果声源是藏在吊顶里面的,那么就要确保声音只能从音响开口出来,不能有二次反馈的声音,做不好就会很糟糕。”宋拥民说,“还有灯光,现在大多也都暗藏在吊顶里面,较少采用明挂的。灯光的噪音要尽量地降低,所以,我们会做一个外隔声内吸声的光桥,使灯光噪声在光桥里就通过吸声而降低,这样,灯光噪声再传下来的话,噪音就更低了。”
凭借着建筑声学专业的深厚知识储备,以及多年建筑声学设计的丰富经验,宋拥民成为中国演艺设备技术协会专家委员会委员,被评为“2019年度中国演艺设备行业中青年优秀专家”。
笔耕不辍著华文
除了在实践中大量地主持、参与建筑声学设计工程,宋拥民还在建筑声学领域潜心研究,笔耕不辍,十余年来发表论文50余篇。
在宋拥民发表的大量学术论文中,有接近三分之二的内容是对建筑声学设计工程的总结,例如《敦煌大剧院的建声设计》、《嘉定保利大剧院观众厅音质设计》、《七个演艺建筑工程的声学设计与音质效果》等。这些文章介绍了工程项目的基本情况,分析了工程设计的重点、难点,探讨了音质设计的技术措施,检测了工程项目的实际音效,总结了设计经验。
敦煌大剧院
敦煌大剧院
敦煌大剧院
保利剧院
保利剧院
保利剧院
这些文章具有非常强的实际指导价值。宋拥民说:“我已经养成了一个习惯,凡是做过的项目,都会以文字的形式进行总结,这样做,我自己收获很多。我觉得,这些文章对同行从业者也有一定的参考价值,更重要的是,对我们团队新进人员也有很好的指导价值。”
此外,宋拥民还深入研究建筑声学理论,先后发表了《微穿孔空间吸声体的实验研究》、《教室室内最佳混响时间的研究》、《语言清晰度试验中数据有效性检验方法的研究》、《关联度分析在东方音乐厅音质评价中的应用》、《单座容积超大型厅堂顶部材料吸声效率的研究》等一系列论文。这些文章在建筑声学材料、建筑声学设计方法、建筑音质评价等方面进行了深入研究,得出了很多有价值的发现,提出了一系列新颖的观点,具有较强的理论创新性。
虽然建筑声学设计工作繁重,但宋拥民仍时刻关注声学领域的研究进展和学术活动,积极参与并与声学专家进行交流,因此,凡是声学领域的重要学术会议,他基本不缺席,而且都要撰文在会议上做演讲。现在,在中国知网的网站上,都能查到他发表及在学术会议上演讲的论文。
除了发表论文,宋拥民还参与编写了《上海市绿色建筑设计应用指南》,该书对上海市的绿色建筑规划和设计工作实践进行了总结和归纳,对现行相关标准、规范、规定进行了分析和解读。在此之前,2009年宋拥民还受邀编写了上海市工程建设规范《轻型木结构建筑技术规程》。这两本书在行业内具有重要的影响。
作为一名建筑声学设计师,宋拥民默默无闻、兢兢业业,成果丰硕。他及他的声学团队是中国建筑声学工程设计的中坚力量、佼佼者,他的行动、他的作品将激励后学者奋勇前行,更好地推动中国建筑声学工程的开展!
世博中心
世博中心
援老挝国会
援老挝国会
援老挝国会