广州日报：探秘全国首个建筑科学国家重点实验室
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广州日报10月28日B4版讯 （记者陈维澈）听起来陌生的亚热带建筑科学国家重点实验室，但与其相关联的作品你一定不会陌生。“东方之冠”的上海世博会中国馆、广州西塔……
亚热带建筑科学国家重点实验室（以下简称实验室）作为首个建筑科学国家重点实验室是业内的先驱。近日记者探访了该实验室，并采访了学科带头人之一的实验室主任吴硕贤院士，了解其研究前沿及在日常生活中的应用。
技术革新之声音研究
作为我国首个建筑科学国家重点实验室，实验室的研究把舒适度、美感、安全性灌注到每一栋建筑中。
建设前知音乐厅堂音质
谈到音乐厅音质的重要性，吴硕贤举了一个鲜活例子——美国最重要的表演艺术中心林肯中心的音乐厅就曾因为音质欠佳而推倒重建。目前国际上在厅堂建筑设计中采用的技术：有计算机仿真技术、缩尺模型实验技术与可听化技术（即在观演建筑设计阶段即可逼真地聆听其建成后的音质效果）。
为保证厅堂建成后的音质，按照国际惯例，对于超过1500座的重要厅堂，均需进行声学缩尺模型实验。而实验室在声学缩尺模型实验与可听化技术都在国际上领先。相比于国际上别的建筑实验室，“我们能以实现在1:10及1:20缩尺中进行声学实验的成套技术，能较准确地预测声场参数。”吴硕贤说。该技术已成功应用在广州大剧院等观演建筑的音质设计中。
民族乐器首测“DNA”
我国的民族音乐和戏曲具有独特的文化特性，“但过去这些厅堂的音质设计均照搬西洋音乐厅、歌剧院的设计理念，缺乏根据民族音乐做独立自主的研究，不能将民族音乐和戏曲特性更好地展示。”吴硕贤说。
为了设计出符合中国民族音乐和戏曲音质的厅堂，根据不同民族乐器声能辐射特性不同，实验室首次对30多种中国传统民族乐器进行声功率测定，每种乐器邀请2位业内专家参与演奏录制，在消声室中对30余种重要民族乐器的声能辐射方向特性也展开系统的测试研究，首次在消声室中较系统地录制民族音乐干信号作为可听化的信号源并分别记录下来，研究声源指向性对可听化质量的影响。吴硕贤介绍，这是我国民族乐器发明八千年来，首次对其声功率级进行科学系统测定，有重要划时代意义，在民族音乐和戏曲厅堂建筑设计、传统乐器改良等方面均有指导参考作用。广州友谊剧院改造以及广东粤剧院等工程设计都应用这项技术。
音乐厅会议厅创新兼用
为了让建筑发挥更多功能，节约资源，实验室打破音乐厅和会议厅不可兼用的常规，通过理论计算分析，采用较长的混响时间来保证厅堂音乐演出时的丰满度，再通过合理设置现代扬声器系统，来实现其会议功能所需要的语言清晰度，达到音乐厅兼作会议厅目的。这理念已在广州白云国际会议中心岭南大会堂等厅堂音质设计中得到应用，“此项创新设计理念将可望节约数十亿元投资。”吴硕贤说。应用本项设计理念的广州白云国际会议中心更在首届世界建筑节上获得唯一的公共建筑类大奖。
噪声地图了解“声环境”
为了给城市规划、城市噪声控制和城市声环境治理等提供支持，目前，实验室正对噪声地图展开研究。他们选取了广州市中心城区及周边区域，通过声环境调研，环境噪声实测、噪声模拟软件和对交通噪声的预测来了解该区域噪声分布状况。
据吴硕贤介绍，实验室还对噪声地图数据在互联网环境中的存储和可视化进行研究，开发可供公众应用的噪声地图查询和发布系统，使公众可方便地利用噪声地图了解城市和周边的声环境。“这是全社会参与改善声环境的一种途径，也可以作为环保部门发布噪声数据和加强噪声管理的工具。”吴硕贤说。
设计亮点之美感
当前部分中国建筑存在错误的建设倾向：盲目崇拜及模仿境外，追求怪诞的造型，致使地域特色丧失、千城一面。针对我国目前城市建设存在的“文化特色缺失”问题，何镜堂院士提出建筑规划设计要体现整体观、可持续发展观、地域性、文化性、时代性，其中最引人瞩目的作品当属中国馆设计。中国馆以斗拱为架构、以斗冠为造型、以九宫格为屋顶，古典大气，极富中国韵味。这个作品就是出自实验室学术委员会主任何镜堂院士之团队。设计方案既体现了中国文化、中国特色，又能与时俱进、体现时代精神。其创意灵感来自中国元素：中国红、汉字、剪纸、鼎。最终，该方案最终在2007年的竞标方案中脱颖而出。
结构创新之安全
火灾、强风、强震等灾害性作用常导致建筑结构破坏甚至坍塌，引发社会经济和生命财产损失。在国内外，罕有系统考虑三个建筑物间干扰的研究，大部分研究均集中在两个建筑物间。实验室通过两万多种工况的测试试验，开展了在国际上规模空前的群体超高层建筑干扰效应的系统性研究，成果应用于天津高银117大楼、深圳京基大厦和广州西塔的抗风设计。这是3个首次使用国内风洞数据作为设计依据且高度在400米以上的超高层建筑。
在大型复杂建筑结构防震方面，实验室创新性提出基于时域显式格式的随机模拟方法，研究提出具有良好力学和抗震性能的钢管混凝土斜交网格体系及其节点对策，开展了基于整体性能指标和局部性能指标的大型复杂结构抗震设计方法研究。实验室在结构与安全领域的相关成果曾荣获国家科技进步二等奖和广东省科学技术奖，并成功应用于广州西塔、广东科学中心、中洲中心二期观光门架的抗震设计。