校园声景观认识
——以华北水利水电大学龙子湖校区核心区域为例

2022-02-17 14:08范钦栋王森任健
科学技术与工程 2022年2期
关键词:声级漫步舒适度

范钦栋, 王森,*, 任健

(1.华北水利水电大学建筑学院, 郑州 450046; 2.云南农业大学动物与科学技术学院, 昆明 650201)

人类对环境信息的捕捉有85%是通过视觉完成的[1]。长久以来,在景观的设计和研究中,人们多数把注意力放在空间形态、布局以及色彩构成等视觉方面,其他知觉要么被无意识地忽略,要么因缺乏系统的设计手法而被迫放弃[2]。随着人们对景观认识的提高,作为人们获取信息的第二大载体的声音也逐渐融入景观设计。1960年加拿大著名音乐家和作曲家谢弗(Schafer)首次提出声景观(soundscape)的概念[3],指出声景观就是景观的听觉特征(auditory properties of a landscape),即在环境中,从审美角度和文化角度值得欣赏和聆听的声音。声景观研究探索了声音在人与环境之间的作用[4],结合了心理声学、环境声学、建筑和生物声学。在现实社会,听觉景观和视觉景观相互交融,声景观的音韵变化与景观中空间序列的组织具有异曲同工的作用和效果,两者的相互影响为人们创造更为舒适的空间环境体验。

声景观的理论和应用研究引起了中外学者的广泛关注,学者们针对声景观进行了大量研究。Yang等[5]研究了城市广场的声传播与声景观,建立了声景观的预测、描述、评估和设计体系;Matsinos等[6]研究了希腊沿海乡村地区的空间声景观的评价因素;Jiang等[7]利用在线虚拟现实应用程序,对街道设计场景进行了声景观评价;Yang[8]对欧洲14个城市开放公共场所进行了声级舒适度评价;Deng[9]、Karlo[10]基于群众观点对公园声景观进行了评价分析;哥伦比亚大学Luigi等[11]在土耳其和巴西以校园中噪声为研究对象进行了评价研究;Liu等[12]对伦敦142所学校围绕着噪声的种类和噪声对师生的干扰程度进行了研究。与国外相比,中国的声景观研究起步相对较晚,虽然也有部分有关公园、小区、广场等区域声景观评价的案例,但研究内容相对片面,尤其是基于地理信息系统(arc geographic information of system, GIS)的校园声景评价和应用研究相对很少,这也是校园声景观研究在现实中迟迟不能落地的重要原因之一。

高校作为社会的主要人才培养和输送基地,其教学环境和生活环境质量一直备受社会各界人士关注[13]。校园景观是校园活动区域中不可或缺的一部分,对学生的身心健康起到积极的影响作用,在提升校园环境时,应当将声景观结合视觉景观进行综合设计[14]。现以华北水利水电大学龙子湖校区为例,通过测量校园内影响声景观的客观要素并结合校园内学生对声景观的主观评价,构建校园核心区域声景观舒适度评价模型,在声景观评价模型基础上对声景观的构成、时间维度、空间维度、阈值进行分析,以得出声景观优化的途径;在优化途径的基础上利用GIS平台绘制出校园声景观理想状态下空间分布图;利用声景观漫步路线引导人们走出对传统校园声景观的了解,去挖掘和发现更多校园各区域的声景观优势,以期为以后校园声景观营造提供更多的理论依据和案例参考。

1 材料与方法

1.1 数据来源与预处理

1.1.1 研究区域选择

华北水利水电大学龙子湖校区位于河南省郑州市金水东路136号(34°47′17″N~34°46′35″N,113°46′29″E~113°47′54″E),前临郑开大道,后靠龙子湖南路,左侧毗邻河南中医药学,右侧相接郑州航空工业管理学院,总占地面积118 hm2。从校园整体来看,校园主干道为环形,把各个组团分割开来,环道位于校园中心,包围着教学区、图书馆和两个人工湖(图1)。

华北水利水电大学龙子湖校区校园核心区域声景观客观评价数据由实地测量所得。在对华北水利水电大学校园核心区域进行现场调研的同时还分析了学生群体的生活和学习规律,在此基础上选取具有代表性的15个区域,基本覆盖了学生的所有活动范围(表1)。为反映区域整体特征,在每一个分布区域平均选取4个测点,共60个测点进行主客观评价(图1)。校园地图数据来自Google地图。

表1 15个代表性的观测区域Table 1 Fifteen representative observation areas

图1 研究区的区域位置与测点分布Fig.1 Regional location and survey point distribution of the study area

1.1.2 实地调查

根据2008年10月1日实施的GB 3096—2008《声环境质量标准》中的监测要求,选取2019年3月至2019年10月中无风或微风的晴天,使用DT—805系列噪音计从上午8:00至夜晚22:00每两个小时对15个区域的60个观测点的最小声级LAmin和最大声级LAmax分贝值以及等效声级LAeq按照相同的顺序进行观测和记录,同时记录声音主要来源。采用集思宝G120BD北斗手持GPS定位仪实测60个节点地理坐标,结合CGCS 2000(China Geodetic Coordinate System 2000)坐标系,将收集和整理的基础地理信息数据整合成基础数据库[15]。在GIS中统一数据信息的坐标系,把基础数据信息和测量的信息准确地叠加在一起。

1.1.3 问卷调查

华北水利水电大学校园核心区域声景观协调度和好感度主观评价数据以及声源种类的统计则由现场发放问卷调查所得。发放时间共计5周,发放问卷400份,去除无效问卷16份,回收有效问卷384份。384份问卷对象中包含在读本科生336份,在读研究生48份,其中男生占比60.8%,女生占比39.2。此次填写问卷的400人中包含多个学院,不同年级,不同专业的学生。经方差分析,不同年级、不同专业、不同学历背景的被调查对象对主次层级声要素、声景观协调度、好感度、印象评价结果无显著性差异(F<1.0,P>0.05)。

1.2 声景观结构研究

为了准确研究校园声景观声源结构,采用SD(semantic differential)语义差异法[16]对样点问卷调查统计的声源进行评价赋值,具体赋值如表2所示。

通过对问卷调查表的整理,将所有问卷中各声源的评价分值按照相同的声源进行叠加,最终将不同声源所得的评价分值进行比较,作为主观感受指标的分析依据。

表2 校园各声源丰富度形容词赋值Table 2 Evaluation of adjectives of richness of sound sources in campus

1.3 研究区空间维度构建方法

声景观空间维度分布图是对声景观的客观和主观描述的综合体、统一体,能直观明了地呈现出评价者对区域声景观的具体评价。

以协调度、好感度和舒适度为评价体系构建空间维度分析模型。首先,对60个测点每一份问卷调查结果进行协调度和好感度赋值,以表3作为赋值标准。

根据赋值结果,对每个观测点的景观协调度和好感度求平均值,计算公式为

(1)

(2)

式中:Xi和Hi为第i个评价者对该观测点协调度和好感度的评价分值;i=1,2,…,384[17];∑的求和范围为:-3×384~3×384;X和H为景观协调度和好感度的均值。

测评者对校园声景观的问卷评价结果是反应校园风景区声环境优劣的十分重要因素。在充分考虑主观、客观因素的前提下,提出声景观舒适度(S)评价标准,并依照这一标准对研究区域内的声环境进行评价分析。声景观舒适度计算公式:

S=0.5X+0.5H

(3)

空间维度中协调度、好感度、舒适度都是以声音的大小或高低作为评定因子,通过问卷调查给予相应评价。为了还原宁静优雅的校园声环境,在充分了解校园空间维度的同时,特引入了植物绿化对噪声衰减作用的原理[18-20],通过对各测点数据的整合,根据线声源的传播衰减计算公式为

(4)

式(4)中:ΔL噪声声压衰减值;r1、r2为植物绿化带前后的距离;k为植物绿化带吸声系数。进而达到对各测点进行理想化声级计算的目的。

1.4 声景观舒适度阈值研究

声景观舒适度阈值[17]是了解区域声景观的有效途径之一,能清楚地认识各区域声级相比整体声级的差距。在研究区的15个区域中建立阈值的分析模型,然后进行数据采集和声景观舒适度评价,评价结果分为很舒适、舒适、一般、烦恼和很烦恼5大类,根据测量和调研所得的景区声景观舒适度数据,应用模糊数学中隶属度函数[21],分别对评价结果进行赋值(表4)。利用逐级估计的方法计算出调查对象对校园核心区域声景观主观反应舒适度的隶属函数。

所有参与问卷调查的对象对校园核心区域声景观的主观反应不仅具有模糊性, 还具有随机性。这种模糊性和随机性是相互渗透的。各个声级下的舒适度(即模糊事件)概率公式为

(5)

表3 声景观评价结果赋值Table 3 The evaluation results assignment of soundscape

表4 声景观舒适度评价隶属度设定Table 4 Setting of subordinate degree of soundscape comfort evaluation

式(5)中:nij为区域i对应的第j个主观反应出现的频率,ui为第i个评价等级舒适度的隶属度;i= 1,2,…,15;j= 1,2,3,4,5;∑的求和范围为1×384~0×384。结合舒适度概率,利用舒适度阈值计算公式[式(6)],以获得校园核心区域声景观舒适度的阈值。

(6)

式(6)中:E为校园核心区域声景观舒适度阈值对应的声级;Li为第i个中心声级;Pi为中心声级Li的舒适概率。

1.5 声景观漫步构建方法

声景观漫步是一种对所处的声音环境进行特殊感知的实践方式,反映了环境对听者的作用,打开了注意力的内在空间。校园中声景观元素比较丰富,而且每个区域都有各自的声景观特色,怎样才能使人们对传统校园声景观有更深层次的认识,这就要发挥出每个区域特有的声景观优势,引导人们走在校园中更多的体验优质的声景观,而引导自然离不开声景观漫步路线的设计[22-23]。具体的方法如下。

(1)设定声景观漫步路线和采样点。需要获取的数据有校园内的交通布局、主要景点、人流规律、功能区分等信息,这是设定声景观漫步路线和采样点的主要依据[24-25]。在对校园声环境研究中,先确定声漫步路线和路径的可达性[26-27],再依据研究区的综合信息选取代表性强的区域作为测定样点,然后再在特定的时间内漫步走完选定的区域,所走过的一条或多条路线即为声景观漫步路线。

(2)设定主观评价指标。声景观漫步的主观评价内容一般分为整体声环境的评价和各类声音的评价两部分[28-29]。整体声环境的主观评价主要以整体协调度为主[30-31],各类声音的评价以各类声音的出现频率和声音的喜好度为主要内容[32],评价指标仍采用校园整体核心区域评价指标。

(3)设立声景观漫步的实施时间。通常选择在自然条件良好的白天进行声景观漫步调查,结合各区域的声景观特色,每个调研日进行多个时段和路线的实验[27,33],同时做好各路线行走时间的记录,以做后续分析。为了更加准确的表达各时段的评价结果,这里采用对校园整体核心区域各时间节点评价的方式进行评价。

2 结果与分析

2.1 声景观的层次分析

经调查研究,华北水利水电大学龙子湖校区校园核心区域按照声源体的类型,分为主层级声要素和次层级声要素(表5)。主层级声要素又分为生物声、人造声、物理声三大类[34]:①生物声,指除人类之外其他生物发出的声音,如虫鸣、鸟叫、蛙鸣、宠物叫声等,校园内绿色植被资源丰富,生物声也较为多样;②人造声,指由人类发出或创作出的各种声音,如交谈声、嬉闹声、机器轰鸣声、音乐等,龙子湖校区人口基数较大,人造声的比例也相对较高;③物理声,指由于物理过程所产生的自然声,如风声、雨声、水流声等,这里除了没有水流声,其他几种自然声在校园内比较常见。

三大类主层级声要素中,随着各月份温度的变化,生物声和物理声二者的变化趋势相类似,都呈现出先平稳上升后平稳下降的抛物线变化形式;而人造声则在7、8月份较低,但整体比例仍高于其他两大类声要素(图2)。

由于学校生活作息规律,人流量稳定,因此除暑假(7—8月)两个月外各月份人造声声要素主观感受指标值累积变化不大。生物声和物理声二者声要素主观感受值各月份波动也只有小范围的变化,7、8月最高。

表5 声要素层级分类图Table 5 Classification chart of sound elements

图2 各月份声要素主观感受指标累积直方图Fig.2 Cumulative histogram of subjective perception index of acoustic elements in each month

2.1.1 主层级声要素早﹑中﹑晚对比分析

通过对调查问卷数据的统计和对校园内三大类声源种类的声要素分析,将华北水利水电大学龙子湖校区校园核心区域内15个调查区域的主层级声要素主观感受指标值进行累积(图3)。

图3 主层级声要素主观感受指标累积直方图Fig.3 Cumulative histogram of subjective feelings in-dex of main-class sound

从图3可知,早、中、晚主层级声要素的变化中生物声受生物生活习性的影响呈现出递减的趋势;人造声受人类生产生活的影响呈现出递增的趋势,且变化幅度较大;由于物理声受限于自然环境,可变因素较小,因此在早、中、晚声要素变化浮动也很小,同时物理声也是三大类主层级声要素所占比例最低的声种。

2.1.2 次层级声要素早﹑中﹑晚对比分析

对于次层级声要素主观感受指标值的累积,则能更详细地了解每一类声要素的分布情况(图4)。

早上(8:00—9:00)时段,校园内主要声种依次为鸟鸣声、机械声和交谈声,其中鸟鸣声最为丰富,约占该时段总声要素总量的32.4%,由于此三类声要素所占比重较高,几乎掩盖了其他声要素。

中午(11:00—13:00)时段,在该时间段内,鸟鸣声和交谈声是校园中令人感受最深的声要素,二者分别占总声要素总量的24.3%和24.2%;其次是音乐声和机器声,其他声要素所占的比例相对较小。其中音乐作为一种能够愉悦心情的声音还是受到大

多数人的喜爱,但也只是在适当的声级和单一的声音下才会被接纳[35],而对于交谈声来说,不同人群产生的不同声音混杂在一起往往会引起人们的反感。

夜晚(18:00—21:00)时段,夜晚时段校园内音乐声是最突出的,占总声要素总量的29.3%;其次是交谈声和机械声分别占总声要素总量的25.5%和15.7%,其余的占总量的比例相对较小,而且这些声种早、中、晚变化浮动很小;相对于早上和中午而言,声要素最大的变化是鸟鸣声明显减弱,蛙鸣声和音乐声明显增加,再有交谈声和中午一样相比早上增加许多,其他声要素变化与早上和中午相比较为接近。

根据以上对早、中、晚时段的分析来看,鸟鸣声、交谈声、机器声和音乐声是华北水利水电大学龙子湖校区校园核心区域内最主要的声要素。经分析这四种声要素并非全部为学生所喜爱的声种,经过主观测评,三个时间段中人们更喜欢鸟鸣声和一定声级下的音乐声,因此为提高良好的校园声景观效果,要引入更多的鸟鸣声,增加声景观的丰富度,做好机器声的降噪,从而达到优化声景观的目的。

2.1.3 研究区声级时间变化

根据华北水利水电大学龙子湖校区校园核心区域所处的地理位置和特有性质,声景观变化与周边环境和校园资源的利用密切相关,不同时间内声景观的大小和组成有很大不同。校园内主要活动的人群就是学生和老师也包括部分其他工作人员,他们对校园声景观变化有很大的影响。经测量,各斑块声级处于35~60 dB,局部能达到70 dB之多。经过实际测量和对比,华北水利水电大学龙子湖校区校园核心区域周六、周日白天的声级变化与周一至周五白天的声级有略微的差别,夜晚的变化几乎一样。为直观的呈现出校园各区域随时间的变化规律,现将3—10月所测的数据进行编号处理,利用相关软件统一整合成基础数据库,对15个区域客观评价数据按照测量结果取算术平均值,建成同一时间节点不同区域的客观声级评价曲线图(图5)。

图4 次层级声要素主观感受指标累积直方图Fig.4 Cumulative histogram of subjective feelings index of sub-class sound

图5 华北水利水电大学龙子湖校区校园3—10月声级时间分布Fig.5 Time distribution of sound level in Longzihu campus of North China University of water resources and hydropower from March to October

从整体的时间维度上看,所选取的华北水利水电大学龙子湖校区校园核心区域的声景观舒适度均值呈现出先平稳下降后波动上升的趋势,刚好与核心区域各个时间点声级均值呈相对的变化走势(图6)。从图6可知,舒适度大于0的时间段虽然占一天中活动时间半数之多,但大多数时间段都处于临界点,分值较低。为营建出更加和谐的校园生活环境,声景观的规划就显得尤为重要。经研究,校园中各区域客观存在的声音种类和强度往往与其周边的环境和使用功能有着密切的联系[36],因此,可以通过改善代表整个校园环境的15个区域声环境的方式,根据各个区域的优势和特点,做好人员分流、绿化降噪、科学引导和添置设备等,来实现高质量校园声景观效果的目的。

从一天中主客观二者的评价对比中可以看出,早上之所以声景观舒适度高不仅仅是因为声级低,还有很大一部分原因是因为占声种比例最高的鸟鸣声的存在;中午随着交谈声和音乐声的增加声景观舒适度大打了折扣,虽然中午鸟鸣声依然很丰富,但是在交谈声、机械声和音乐声的增长下部分鸟鸣声却被“淹没”了;夜晚声景观舒适度低是因为交谈声和音乐声达到了一天中的顶峰,而且鸟鸣声也降到了一天中的最低值。因此,要加强对校园的管理,对部分区域做好交通管制,规范商业活动,对学生的日常生活做好引导,根据一天中各个时间段主客观分析结果的规律,有针对性地创造出声音的优质画面。

图6 研究区域声级和声景观舒适度均值时间分布Fig.6 Time distribution of average comfort degree of regional sound level and sound landscape

2.2 研究区空间维度分析

2.2.1 研究区声级的现状与理想状态分布

声压值的大小与周围的环境有着紧密的联系,实际测量中,在植被较少或没有植被的道路和广场区域声压值普遍较高,而在部分有植被的区域声压值明显较低,这里虽存在测点距离噪声源远近的问题,但这种差异也只占噪声衰减中很小一部分(图7),更多的是植被的“功劳”。研究表明,声波射向草地和绿化植物后,一部分声能在低频范围内变为植被枝叶的固有振动频率,另一部分由于草皮的反射和吸声引起的声衰减[37],再者,就是由于草木形成的垂直温度梯度引起的声衍射,从而使噪音减弱(图8)。基于对绿色植被营建的构想,结合绿化带对噪声衰减效果的模拟分析[38-39],可计算得出各测点噪声衰减后的声压值,进而达到对师生活动区域中各测点进行理想化声级计算的目的。所得计算结果作为理想声级分析要素,以此来构建健康、适用、高效、和谐、舒适的校园生活环境。

根据现行的国家标准《GB 3096—2008》《声环境质量标准》声环境功能区的环境噪声限值规定,文体教育区域噪声标准值不高于55 dB。从图9可以看出,客观声级空间分布图中虽然校园核心区域有大部分(阴影部分)达到了标准,但临界于55 dB的区域却占了相当大的面积,整体声景观舒适度仍然很低。相比之下,图10中理想声级空间分布图中低于临界点55 dB以下的区域(阴影部分)明显增多,几乎覆盖了整个校园的核心区域,而且低声级区域也增加了许多。可见,以绿色植被对噪音吸收为出发点的噪声控制能极大提升校园总体舒适度。

图7 无绿化带测试示意图Fig.7 Schematic diagram of no green belt test

图8 有绿化带测试示意图Fig.8 Schematic diagram of green belt test

图9 校园核心区域客观声级分布图Fig.9 Objective sound level distribution map of campus core area

图10 校园核心区域理想声级分布图Fig.10 Ideal sound level distribution map of campus core area

2.2.2 研究区声景观现状与理想评价空间分布

通过对60个观测点的测试,借助ArcGis软件,可绘制出校园核心区域现状声景观协调度空间分布图[图11(a)]。从图11(a)可知,以田径场、北门入校景观区、篮球场和南门入校景观区几大区域总体环境评价较低。主要原因是这些区域中人流量较大,而且缺少降噪措施。从图11(a)可以看出,校园核心区域声景观协调度空间分布呈现校园南部、北部和西部偏低,中部偏高的片状分布趋势,而在声景观协调度较高的中部区域中,则多以林地、绿化、广场、水景等为主。

在绘制的校园核心区域声景观好感度空间分布图[图11(b)]中可以看出,以图书馆广场、希望林地、大小龙湾湖景区为主的三个点是好感度较高的三个区域,以田径场、文体活动中心广场、篮球场为主的三个区域因人流量较大,好感度相对较低。南门入校景观区和北门入校景观区作为进出校园的要道,因此这两个区域声景观好感度最低。

从声景观舒适度计算结果可知,校园核心区域声景观舒适度呈现由中间向四周递减的趋势[图11(c)],声景观舒适度较高的区域都在水环路以内,水环路以外的大部分区域噪音较大,使得舒适度偏低。

在对所有区域的等效声级LAeq与协调度、好感度、舒适度进行分析时可以得出客观评价等效声级均值与各主观评价均值之间的相互关系(表6)。由表6可以看出,等效声级LAeq与协调度有较大的负相关性,与好感度和舒适度有极大的负相关性。这说明,对校园声景观声级大小的控制,在很大程度上可以影响学生对校园声景观的主观评价。

表6 等效声级LAeq与协调度、好感度、舒适度的 相关关系(Pearson)Table 6 The correlation between the equivalent sound level Laeq and the degree of coordination, liking and comfort

在对校园整体核心区域声景观优化中,利用等效声级LAeq与协调度、好感度、舒适度的相关性系数,可模拟出协调度、好感度、舒适度主观评价数据的理想化区域声景观空间分布(图12),模拟图中,协调度、好感度和舒适度较高的区域几乎覆盖了整个校园,面积上比现状区域多了近一倍。

2.3 研究区域声景观舒适度阈值分析

通过利用SD语义差异法对校园15个区域的测试,将测得各区域的主观数据导入舒适度概率公式,所得各测点对应的舒适概率如表7所示。

图11 研究区声景观现状评价空间分布图Fig.11 Spatial distribution map of acoustic landscape status evaluation in the study area

图12 研究区声景观理想化评价空间分布图Fig.12 Spatial distribution map of acoustic landscape idealization evaluation in the study area

表7 校园各区域测试点声舒适度主观反应统计及舒适概率计算表Table 7 Each measuring point acoustic comfort subjective response statistics and comfortable probability calculation in each area of campus scenic spot

通过利用舒适度阈值公式结合表7,计算得到华北水利水电大学校园核心区域声景观舒适度阈值E=49.93 dB。由表7可知,南门入校花园、建筑学院绿地停车场、田径场、北门入校区、家属区门前三角景、篮球场、二区食堂广场、一报广场和香樟大道声级监测值均超过舒适度阈值,只有图书馆南广场、华水希望林、情人岛、图书馆北广场、小龙湾湖和文体活动中心广场声级监测值在舒适度阈值以下;其中,北门入校区的声级最高,希望林的声级最低。原因在于北门毗邻环绕龙子湖核心商业区的龙子湖路,同时也是校园饮食购物、教职工居住区和学生食宿的聚集点,而希望林则远离师生活动区,所以声级最低。

据上文分析,交谈声和机械声是校园核心区域内最主要的噪声声要素,营造良好的校园声景观,交谈声和机械声是重点优化的对象,同时二者的缓冲区也是声景观规划与设计时着重考虑控制的区域。

2.4 声景观漫步路线的规划设计

声景观漫步作为串联起校园声景观景点的重要方法,也是建立学生和校园景观动态联系的重要途径。声景观漫步能精确的创造新的灵感、刺激和新能量,它不只是提高一般意义上对音响环境的感知,也创造了聆听者与“地方”之间动态的关系。根据校园中声景观的日常节奏规律,结合研究区各测点声级的时间变化、各测点的声环境主观评价和各测点8个时间节点的舒适度值,可以得出三个时间段的三条声景观漫步路线。

(1)图13(a)为8:00—10:00声景观漫步路线。此时间段中的校园特别幽静,同时部分区域又有好评率较高的鸟鸣声的存在,整体声景观舒适度普遍较高,也是一天中声景观漫步区域最多的时段。

(2)图13(b)为13:00—16:00声景观漫步路线。此时间段中交谈声和机械声的大量增加,区域①、③、⑦、⑨整体声景观舒适度有所下降,使得作为声景观漫步的体验区域缩小了许多。

(3)图13(c)为20:00—22:00声景观漫步路线。此时间段处于夜晚,虽然整体声景观舒适度有些许的回升,但因为夜晚的原因,区域③、⑨、⑩不具备体验条件,使得声景观漫步体验区域不是很充分。

在特定的时间里,参与者只要在预定的路线上进行漫步,则可以体验不一样的校园声景观。在不同的时间段和不同声景观的区域内,声景观漫步者结合自身的喜好和对声景观的认识,避开舒适度较低的区域和时段,择时选域就可以体验最为舒适的校园声景观。

图13 校园核心区域声景观漫步路线图Fig.13 Route map of sound scenery walking in the core area of campus

3 讨论

通过对多感官下校园声环境的评价,得出营造良好的校园生活环境是通过增加自然声﹑减少噪声以及声景观的维护三种途径来实现的。通过这三方面优化的构想,实现了理想化校园声景观模型的构建,而分析过程中,声景观的各种评价都是以体验者的作用对象来进行研究的,而忽略了体验者自身的心理和生理变化的研究。相关成果表明,在校大学生在先后试听城市噪声和不同的森林声音后,均出现心率上升、呼吸频率和皮肤电导率下降的变化,以鸟鸣声为主的森林声音能引起人积极的心理变化,使人体更趋于愉悦的状态[40],同时从生理方面来说,变化丰富的鸟鸣声则更有利于人体趋于平静的状态。介于此项研究成果,假如当学生在预定的时间和路线上进行漫步,来体验优质的校园声景观时,这种体验能否让学生身心变得轻松,心情变得愉悦,能否减轻学生学习带来的心理压力,这一系列的问题可能还需要更进一步的挖掘和探索。

在对声环境的研究中,声景观的各种评价都是依托学生来完成的,很少有学生以外评价人员的参与。研究证明,文化背景[41]、对环境的熟悉程度[42]以及生活环境[41,43]都会导致评价者对于视觉审美产生不同的认识;Yu等[44]的研究也证明,对于声景观的评价会受到评价人的个体特点、社会背景、行为以及心理要素等因素的影响。基于此,应该考虑不同特点的受众人群是否会对同一个声景观和视觉景观组合的画面给出相同的美学评价,再者,这三种声景观优化的构想是否适用于公园、居住区等一些受益人群较大的区域。为了验证这三种构想的有效性和适用性,还需更多的数据支撑。这样,才能更加准确地指导和优化特定场所的整体声景观的设计。

声景观概念的提出和发展,不仅给声学研究带来了全新的角度,也给景观设计研究注入了新的活力。在景观设计过程中,引入声景观的理念,把景观中固有的听觉要素加以明确的认知和有效的表现,可以带来对设计内容的充实和对设计表达方法的提升,也大大拓宽了景观专业的研究范围,丰富了学科内容[45]。

4 结论

通过对华北水利水电大学龙子湖校区校园核心区域的声景观进行调查和研究,对获得的主客观数据分析对比,研究总结了校园声景观的优化策略,主要结论如下。

(1)声景观主客观评价结果总结。校园核心区域内每天最主要的声要素为鸟鸣声、交谈声、机器声和音乐声,其中鸟鸣声和一定声级下的音乐声为受欢迎的声种。说明只要丰富鸟鸣声和控制好音乐声就可以提高声景观的舒适感。校园核心区域声级与声景观协调度、好感度和舒适度呈负相关性,且舒适度均值一日之内呈现出先平稳下降后波动上升的趋势,与各个时间点声级均值呈相对的变化走势,因此根据区域和时间段有针对性的降低声级可有利于提高声景观的舒适度。利用主客观评价数据可得出校园核心区域理想化声景观舒适度分布图,为声景观优化提供了有力的构想蓝图。校园核心区域声景观舒适度阈值为49.93 dB,此计算结果可为以后校园声环境规划设计与整体修缮提供参考。

(2)声景观的营建。结合区域的功能、特征和定位选定声景观的构成要素,使合理的声景观分区与多样的功能分区相协调,凸显各区域的特色,例如通过种植鸟儿喜居的乔﹑灌木来增加可提升校园声环境的鸟鸣声。结合现代高科技的声、光、电乃至虚拟技术营造出声景观空间的趣味性,借助现代化的技术手段既可以丰富校园声环境,也可以掩盖和削弱校园环境中的不和谐噪音。在人流量较大的区域按照一定的标准种植乔木、灌木和草坪,利用乔、灌、草高低起伏的枝叶对声音的吸收,可以减少声音的交叉传播。利用声景观漫步路线串联起校园声景观评价较高的景点,挖掘校园声环境新的灵感、刺激和能量,让更多的人重新认识身边的声环境。

综上,在进行声景观分区规划设计时,不仅要加强对声景观的优化,还要在设计方法上做更多的尝试和创新,运用不同组织方式和设计手法,融入触觉、嗅觉等感官要素,将各类声音景观要素巧妙的编织进环境空间里,努力营造出富有声韵节奏美感的景观叙事空间,以此来塑造新时代发展背景下的校园文化新形象。在声景观整体规划设计时应尽量保留和营造丰富的自然声景观体系,更多地创造人与自然接触的机会,有针对性地增加景观区域中受欢迎的声音[40]。需要指出的是,虽然本文研究中进行了大量主客观数据调查以及统计分析,获取了具有统计学意义的研究结论,但是由于每个校园的地理位置、空间布局、办学规模都各不相同,因此所造成的师生在游览过程中对声环境的感受也不尽相同,所体现出的视听交互作用的差异性还需要进一步分析,研究结论对不同区域的高校校园是否具有普遍意义还有待进一步证实。再者,声景观体验是复杂的心理认知过程,影响这一过程的因素有很多,所以后续研究中需要引入更多的评价指标并综合考虑其他因素的影响,以更加深入地揭示声景观的优化途径,以期获得更好的校园声景观规划方案。

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