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學校聲學設計
時間:2024-09-12來源:本站瀏覽:1055

雖然學校的聲學環境對孩子的學習、健康、心理都有影響,也應該得到重視,但是在國內,絕大多數學校的聲學環境都是達不到國家標準的。

事實上造成這一現狀最大的原因并不是學校建設成本上或者其他方面客觀的原因,主要還是校方建設人員以及國內學校空間設計師在這方面意識的缺乏,如果在學校建設初期就考慮到聲學環境或者即使建設完成后后期做聲學設計的改造,都不會花費大量的成本。

另外一個原因是《中小學設計規范》和《民用建筑隔聲設計規范》中關于噪聲這一項并不是強制性要求,更沒有有效的監管手段,所以大部分學校建筑沒有達到相關標準。


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  教室聲環境差引發的直接問題

  • 30%的學生如坐在窗邊和坐在后排的學生聽不清,語言清晰度非常差?

  • 學生因為聽不清索性就不聽講了,開始出現厭學情緒?

  • 學生無法集中注意力,老師講的東西一知半解導致成績下滑?

  • 老師為了讓每個人都聽清楚或掩蓋學生在下面的講話聲而刻意提高音量?

  • 老師長期提高講課音量造成身體不適如咽喉疾病?

  • 學生想學習但是坐在后面聽不清又無法換座位導致師生或同學關系緊張?

  • 學生交了同樣的學費但是卻得不到應有的教學條件,教育不公平?

  • 長期處于惡劣的教室聲環境中,老師和學生的身心健康水平下降?

根據《中小學校設計規范》(GB 50099-2011)9.4.1,9.4.2中規定隔聲應控制在45-50dB之間

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《民用建筑隔聲設計規范》(GB 50118-2010)也明確指出學校噪聲聲級規范

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混響時間(Reverberation Time),表示聲音混響程度的參量,聲源停止發聲后,聲壓級減少60分貝所需要的時間,單位為秒。用T60或RT表示。

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V:空間的容積,單位為立方米

S:空間表面積的總和,單位為平方米

ā:空間表面的平均吸聲系數,為百分率。


01   影響混響時間的因素

房間的混響時間長短是由它的吸聲量和體積大小所決定的,體積大且吸聲量小的房間,混響時間長,吸聲強且體積小的房間,混響時間就要短。所以已經建設好的教室要達到較好的混響時間,便需要對室內環境進行必要的改造,比如合理選用有效的吸聲材料以及合理布置吸聲材料,以達到良好的吸聲效果,降低混響時間。


混響時間長短帶來的影響

混響時間過短,聲音發干,枯燥無味,不親切自然,削弱聲壓級;

混響時間過長,會使聲音含混不清,接收者無法清晰地獲取信息;

混響時間合適時聲音圓潤動聽,方便雙方在舒適的聲環境中溝通和交流。


混響時間是影響室內語言清晰度很重要的一個因素。如前文所說,我國的《中小學設計規范》中對此標準建議的是0.8s,與國外發達國家標準還是有不少差距的,而且具體的環境中標準還是需要實地進行語言清晰度測試,控制混響時間使語言清晰度達到最佳為準。

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02   背景噪聲

教室內出現的背景噪聲包括室外傳入的和室內產生的。室外傳入的噪聲跟學校所處位置周邊的環境、教室門、窗、墻的隔音性和建筑設計周邊的隔音設計相關。這些需要在學校選址和初始規劃設計中就有意識的重視噪聲這一問題,進行必要的隔聲、隔振設計。室內產生的噪聲則是跟教學無關的、學生老師不需要的聲音,像桌椅挪動、教室內設備(電扇、投影儀、空調等)、學生做小動作等產生的聲音。另外還有教室內的聲音和外部傳入的聲音形成的共振導致的嗡嗡的低頻噪音。這些背景噪聲都需要在學校設計初始階段或者建成以后進行噪音測量,盡可能降低背景噪音,提高聲學環境。


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03   信噪比

信噪比用來比較所需信號強度與背景噪聲強度的數據,在教室環境中提高信噪比可以通過提高信號聲量和降低背景噪音來達到。采用電聲設備提高教師講課聲音級或者運用其他其他語音增強技術來提高教師講課的聲音,這種方式,既能提高信噪比,提高室內語言清晰度,又能避免老師擔心學生聽不清而一直提高聲音造成的聲帶疲憊聲帶損傷等問題,保護了老師的健康。同樣的,也可以在教室內采用反射吊頂,將教師的聲音更多的反射到教室后部,讓后排座位的同學 獲得同等的語言可懂度,更好的聽清老師講課。

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04   語言清晰度(可懂度)


語言清晰度和可懂度是語言經過傳輸,受到各種失真(處理)和干擾后,能夠聽清或聽懂的程度。目前,經常使用的清晰度的評價方法叫做STI。這種測量方法的特征是計算自聲源連續發出聲音的直達聲,經過各種各樣的反射,以及噪聲的干擾程度,并用0~1的數值表示聽取的難易程度。

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04   設計方向

針對外部噪音影響,可以對教室的門窗和墻體做隔音處理,避免不同區域相互干擾。


如:窗戶可調整為雙層玻璃,門可以選用隔音門或原門體覆蓋隔音氈并在縫隙處做密閉處理,墻體可覆蓋隔音氈。

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針對課室內部聲學設計不合理的影響,可以對教室的天花做吸音吊頂處理,布置吸聲材料可以控制混響時間,以確保講話的清晰度,同時這些吸聲材料應該在空間中分散布置以獲得均勻的聲場,使不同區域的學?都能聽清老師講課的內容。

如:教室天花懸掛吸音模塊/吸音模盒。

吸聲材料(NRC 最少值為 0.70)的安裝面積應接近地板面積。安裝位置不僅限于天花板。室內的平均吸聲系數應大于 0.50,混響時間控制在 0.5-0.7 秒。


在天花板中部和距離教師位置最近的壁面安裝反射板,以提供有益的早期一階反射聲。根據光線追蹤分析結果所得,22-50 毫秒的延時是最為合適的。


后墻做吸聲處理,安裝吸聲材料,以減少回聲等聲學缺陷。


若需提高教師的聲音響度(有些教師的聲音比較柔和),可在后墻安裝聲擴散產品。

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