论文部分内容阅读
在英国的曼彻斯特市中心,矗立着一座标志性的建筑物,据说是整个欧洲最高的住宅式楼宇,它就是高171米的比瑟姆塔。然而,盛名之下,比瑟姆塔却始终承受着种种抱怨和指责,其中最主要是人们对它的“大嗓门”颇为不爽。
在比瑟姆塔尚未正式开放,随着楼顶14米高的玻璃和钢铁的叶状结构的完工,附近居民就已经苦不堪言。在多风的日子里,“叶片”周围的空气以250到260赫兹的频率振动,传出阵阵尖叫,吵得人不得安宁。
2006年,一部很受英国人欢迎的肥皂剧《加冕街》在离比瑟姆塔还有数千米的地方拍摄,但剧组人员还是感受到了那种令人痛苦万分的“魔力”。 比瑟姆塔时而呼啸时而尖叫,这些噪音掺杂进了整个电视剧的音轨中,技术人员不得不添加他们自己的背景音乐来掩盖比瑟姆塔的“额外馈赠”。
其实,在一般情况下,建筑物发出的噪声很小,而且大多淹没在城市的喧嚣中,很难引起人们的注意。像比瑟姆塔这种情况,毕竟还是少数。
20世纪90年代初,纽约警方不断接到居民投诉,说他们不时被一种尖锐的口哨声所困扰。夜深人静时,这种声音令他们头皮发麻。纽约市环保局人员参与警方调查时,走访了百余户市民,证实投诉属实。遗憾的是,他们很久未找到噪声源。在一次例行巡逻中,周围突然回荡起尖锐的口哨声,他们立即寻声前进,直到被引上曼哈顿区一幢竣工不久的大楼拱顶,被那里的凄厉叫声震得头像炸开般疼痛,才断定大楼拱顶是恼人噪声的发源地。
建筑物为什么会尖叫或者呼啸呢?
想象一下吹一个空啤酒瓶时的情形,就能很容易地理解建筑制造噪音的原理。吹气的时候,瓶口的边缘扰乱了空气的流动,并在瓶颈处制造出一个小的气体漩涡。这个漩涡的振荡频率同瓶颈的大小和气流速度有关。当更猛烈地把气吹过瓶颈时,漩涡的振荡频率增加,最终同瓶腔的自然共振频率相匹配。瓶颈的漩涡充当了瓶中空气的活塞,于是瓶子就发出了声音。而现在很多建筑上修建的气窗、格栅、栏杆或其他具有规则间隔的外部结构就相当于瓶颈。格栅制造的气体漩涡更是各种噪音的来源——甚至在没有共鸣腔的情况下也是如此。
以前,维也纳的研究人员偶然遇到了这个现象。当时他们在检测维也纳一家医院新大楼在刮风天气中的结构稳定性。这个检测包括两座13层的塔楼,塔楼外部设有供维修工人使用的金属格栅走道。风洞测试显示没有结构上的问题,但是研究人员还是发现了令人不快的结果。当风速达到55千米每小时,就出现了2000到2500赫兹的非常响亮的声音。他们进一步测试发现,风的速度和方向是关键。风要以与筛网平面成0~15度角进入才能制造出噪音——而这正是在长笛上吹出声响所需要的角度。
当研究人员从风洞中拆掉走道格栅,噪音就消失了。因此最后的解决方法是将格栅上筛孔的大小从40毫米减小到31毫米,并把格栅上金属的部分从1.5毫米增加到1.8毫米。这样做的结果是,风速必须要达到130千米每小时才能制造出噪音。
人们进行过综合研究的噪音建筑还包括位于荷兰角的博览会展馆。这个展馆的设计包括了一个长长的、具有倾斜角度的后墙。后墙同通常的风向大致在一直线上,而且是用格栅制成的,每个格栅由长9厘米、宽4厘米的小格构成。当风速达到72千米每小时,格栅就会发出震耳欲聋的嚎叫,就好像有人在耳朵里吹哨。荷兰的研究人员通过风洞试验证实,格栅就是“罪魁祸首”。
幸运的是,大部分格栅不会制造引人注意的噪音。不过,格栅并不是唯一的问题。哪怕一个单一的突出物,比如烟囱,都能发出嘈杂的声音。只要风速合适,背风处的漩涡就能共同制造出一种强有力的单一声调。因此,我们解决这类问题时,须找到漩涡的来源和共振腔的位置,打破二者之间的固有联系。风洞试验揭示,最简单的做法是改变风速和风向,以避免漩涡形成,避免产生任何形式的共振。
建筑物吵人的原因,不全在于大楼造得多、造得高,也不全在于大楼经常暴露在强风中。有时,建筑物所在的环境,为节约用电而安装的遮阳篷气窗、金属件,甚至建筑物地下或旁边的水文地质特征,都可能成为建筑物“吵吵闹闹”的由头。现在,人们还没找到绝对有效的办法,来避免大楼产生的噪音。因为对一幢大楼有效的办法,对另一幢大楼可能是麻烦。要彻底根除建筑物引发的噪音,还需要我们动更多的脑筋。
编辑/梁宇清
在比瑟姆塔尚未正式开放,随着楼顶14米高的玻璃和钢铁的叶状结构的完工,附近居民就已经苦不堪言。在多风的日子里,“叶片”周围的空气以250到260赫兹的频率振动,传出阵阵尖叫,吵得人不得安宁。
2006年,一部很受英国人欢迎的肥皂剧《加冕街》在离比瑟姆塔还有数千米的地方拍摄,但剧组人员还是感受到了那种令人痛苦万分的“魔力”。 比瑟姆塔时而呼啸时而尖叫,这些噪音掺杂进了整个电视剧的音轨中,技术人员不得不添加他们自己的背景音乐来掩盖比瑟姆塔的“额外馈赠”。
其实,在一般情况下,建筑物发出的噪声很小,而且大多淹没在城市的喧嚣中,很难引起人们的注意。像比瑟姆塔这种情况,毕竟还是少数。
20世纪90年代初,纽约警方不断接到居民投诉,说他们不时被一种尖锐的口哨声所困扰。夜深人静时,这种声音令他们头皮发麻。纽约市环保局人员参与警方调查时,走访了百余户市民,证实投诉属实。遗憾的是,他们很久未找到噪声源。在一次例行巡逻中,周围突然回荡起尖锐的口哨声,他们立即寻声前进,直到被引上曼哈顿区一幢竣工不久的大楼拱顶,被那里的凄厉叫声震得头像炸开般疼痛,才断定大楼拱顶是恼人噪声的发源地。
建筑物为什么会尖叫或者呼啸呢?
想象一下吹一个空啤酒瓶时的情形,就能很容易地理解建筑制造噪音的原理。吹气的时候,瓶口的边缘扰乱了空气的流动,并在瓶颈处制造出一个小的气体漩涡。这个漩涡的振荡频率同瓶颈的大小和气流速度有关。当更猛烈地把气吹过瓶颈时,漩涡的振荡频率增加,最终同瓶腔的自然共振频率相匹配。瓶颈的漩涡充当了瓶中空气的活塞,于是瓶子就发出了声音。而现在很多建筑上修建的气窗、格栅、栏杆或其他具有规则间隔的外部结构就相当于瓶颈。格栅制造的气体漩涡更是各种噪音的来源——甚至在没有共鸣腔的情况下也是如此。
以前,维也纳的研究人员偶然遇到了这个现象。当时他们在检测维也纳一家医院新大楼在刮风天气中的结构稳定性。这个检测包括两座13层的塔楼,塔楼外部设有供维修工人使用的金属格栅走道。风洞测试显示没有结构上的问题,但是研究人员还是发现了令人不快的结果。当风速达到55千米每小时,就出现了2000到2500赫兹的非常响亮的声音。他们进一步测试发现,风的速度和方向是关键。风要以与筛网平面成0~15度角进入才能制造出噪音——而这正是在长笛上吹出声响所需要的角度。
当研究人员从风洞中拆掉走道格栅,噪音就消失了。因此最后的解决方法是将格栅上筛孔的大小从40毫米减小到31毫米,并把格栅上金属的部分从1.5毫米增加到1.8毫米。这样做的结果是,风速必须要达到130千米每小时才能制造出噪音。
人们进行过综合研究的噪音建筑还包括位于荷兰角的博览会展馆。这个展馆的设计包括了一个长长的、具有倾斜角度的后墙。后墙同通常的风向大致在一直线上,而且是用格栅制成的,每个格栅由长9厘米、宽4厘米的小格构成。当风速达到72千米每小时,格栅就会发出震耳欲聋的嚎叫,就好像有人在耳朵里吹哨。荷兰的研究人员通过风洞试验证实,格栅就是“罪魁祸首”。
幸运的是,大部分格栅不会制造引人注意的噪音。不过,格栅并不是唯一的问题。哪怕一个单一的突出物,比如烟囱,都能发出嘈杂的声音。只要风速合适,背风处的漩涡就能共同制造出一种强有力的单一声调。因此,我们解决这类问题时,须找到漩涡的来源和共振腔的位置,打破二者之间的固有联系。风洞试验揭示,最简单的做法是改变风速和风向,以避免漩涡形成,避免产生任何形式的共振。
建筑物吵人的原因,不全在于大楼造得多、造得高,也不全在于大楼经常暴露在强风中。有时,建筑物所在的环境,为节约用电而安装的遮阳篷气窗、金属件,甚至建筑物地下或旁边的水文地质特征,都可能成为建筑物“吵吵闹闹”的由头。现在,人们还没找到绝对有效的办法,来避免大楼产生的噪音。因为对一幢大楼有效的办法,对另一幢大楼可能是麻烦。要彻底根除建筑物引发的噪音,还需要我们动更多的脑筋。
编辑/梁宇清