为了解决机场噪音扰民问题,荷兰人从克拉尼图形中得到了灵感

发布时间:01-1816:44

荷兰首都阿姆斯特丹的史基浦机场是世界上最繁忙的机场之一,年平均旅客吞吐量超过6300万人次,飞机起降48万架次,差不多每分钟就有一个航班降落或者离开。

史基浦机场所处的哈莱默梅尔市曾经是一片巨大的湖床,地势较低,因此史基浦也是世界上海拔最低的机场之一,海拔只有-3米。

1916年荷兰军方选择在哈莱默梅尔建造该机场,看中的是这里宽阔平坦的地势,适合飞机起降。四年后,军用机场转为民用。机场的建造者们没有想到,几十年以后,哈莱默梅尔发展成为了荷兰人口最稠密的地区之一,机场的噪音成为了当地居民最头痛的问题。

机场共有6条跑道,因为地势平坦,飞机起飞和降落的隆隆声毫无阻挡地在地表传播,还因为声波的叠加而被放大。2003年,机场最长的跑道(长3.8公里)开通后,噪声使住在28公里以外的居民都感觉不堪其扰。

机场的6条跑道

由发动机轰鸣声引起的地面噪音频率低,波长长,降噪十分困难,即使在机场周围设置隔声屏障,作用也非常有限。

收到居民的抱怨后,机场方面努力尝试了多种降噪手段,可惜都以失败告终。2008年,机场委托荷兰应用科学研究组织对该区域的噪音水平进行了研究,研究发现,每到秋天,当机场周围的农田被犁过之后,噪音的水平会降低。

这个发现让大家兴奋,如何才能把这种降噪效果长期保持下来呢?

机场雇佣了一个名为“H+N+S景观设计”的公司,协同艺术家保罗·德科特一起来攻克难题。

2013年,保罗·德科特与H+N+S公司围绕机场跑道建造了一个面积36公顷,名为Buitenschot的景观公园。

公园里,一系列凸起的山脊形篱笆和凹陷的沟渠围绕一片钻石形状的田野展开。山脊篱笆共有150个,高度2-3米,两个山脊之间间隔11米左右,与噪声的波长大致相同。沟渠与山脊完全对称,如同波峰和波谷。

山脊和沟渠改变了地表低频噪声传播的方向,将声音分散出去。一个看似简单的设计和布局,却将噪音成功地减低了一半。

保罗说,他的设计灵感来自18世纪德国物理学家和音乐家恩斯特·克拉德尼。

克拉德尼被称为“声学之父”,是第一个证明声音是以波的形式传播的人。他最著名的实验是克拉尼板:将一块圆形或者方形的金属板中心固定,上面撒层盐或者沙子,用小提琴的琴弓在金属板边缘轻轻拉动,声音引起的振动会导致小颗粒排列成奇妙的几何图案。这些图案被称为克拉尼图形。

根据克拉尼图形随声音频率的变化而变化的特性,克拉德尼还研究出了一个公式,用来预测不同频率的声音在克拉尼板上会产生什么样的图案。

下面这条视频演示了克拉尼板如何操作。

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保罗说,“在我眼里,这些平行的山脊就像是物化了的声波,如果一个人能让声音以山脊的形式可见,那么声音的减弱也可以是可见的。”

为了增强公园的实用性,保罗在降噪功能与美学之间尽力寻找平衡,设计的复杂程度也因此提升。

公园里设有自行车道和人行道,人们可以通过不同路径穿过公园。园内还设置了一些与声音有关的景点,让人们以不同形式感知声波。

为了进一步降低噪音,史基浦机场希望能够收购附近的农田,建造更多的山脊和沟渠。世界其他地方的一些机场也开始实施与史基浦类似的降噪手段。

随着大型机场的不断兴起,噪音问题越来越引人关注,史基浦机场的经验无疑值得借鉴和推广。

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