教室聲學設計方案

教室聲學設計方案

教室聲學設計是教育環(huán)境中極為重要的一環(huán)，它直接影響到學生的學習效果和教師的教學質量。

一個良好的聲學設計方案可以有效地改善教室的聲學環(huán)境，提高學生的聽課效果和專注力，同時也能提升教師的聲音傳播效果，使教學更加生動和有效。

首先，教室聲學設計需要考慮的因素有很多，包括教室的大小、形狀、材料、家具擺放等。

在設計教室聲學方案時，需要充分考慮這些因素，以確保聲學設計方案的有效性和可行性。

此外，還需要考慮到教室的功能需求，比如是否需要進行多媒體教學、音樂表演等，這些都會對聲學設計方案產生影響。

教室常見聲學缺陷

（一）混響時間過長

混響時間是教室聲場環(huán)境最重要影響因素，適當的混響時間會讓學生接收到的信息清晰準確，

過長的混響時間降低語言清晰度，影響學生對信息的接收和理解，導致學生注意力分散，學習效率降低。

目前大部分教室的墻面、天花板為刮大白表面，地面滿鋪瓷磚，這類壁面比較堅硬，聲反射很強，其吸聲系數一般僅為0.01-0.05。

窗簾為普通織物窗簾，吸聲系數較小。大空間、強反射導致混響時間很長，一般在1.3s以上。

表1所示，不同國家給出的體積在200m3以下教室室內混響時間建議值：

教室作為語言交流場所，其聽聞環(huán)境最直接的評價參量是語言清晰度。

結果表明：在高信噪比條件下，體積不超過200m3的教室中頻混響時間控制在0.6s左右室內聽聞效果最佳。

其次，聲學設計方案需要考慮到不同頻率的聲音在教室內的傳播情況。

一般來說，低頻聲音容易在教室內產生共鳴，而高頻聲音則容易產生反射。

因此，在聲學設計方案中需要采取相應的措施，比如使用吸音材料來減少共鳴，使用聲學板來減少反射等，以確保教室內的聲學環(huán)境符合學習和教學的要求。

另外，教室聲學設計方案還需要考慮到教室內的噪音控制。

在現代社會，噪音污染已經成為一個嚴重的問題，而教室作為學習和教學的場所，需要保持相對安靜的環(huán)境。

因此，在聲學設計方案中需要考慮到如何減少來自外部和內部的噪音，比如使用隔音材料、加裝隔音窗等，以確保教室內的安靜環(huán)境。

聲學設計依據

設計及檢測方式和技術標準：

a. GB/T 50121-2005《建筑隔聲評價標準》

b. GB/ 50118-2010《民用建筑隔聲設計規(guī)范》

c. GB /50352-2005《民用建筑設計通則》

d. GB/T 50356-2005《劇場、電影院和多用途廳堂建筑聲學設計規(guī)范》

e. GB/T19889.5-2005《聲學建筑和建筑構件隔聲測量第 5 部分:外墻構件外墻空氣聲隔聲的現場量》

f. GB/T19889.4-2005《聲學建筑和建筑構件隔聲測量第 4 部分:房間之間空氣聲隔聲的現場測量》

這里所指的聲學定義為：

? 噪音控制（隔聲）

? 振動控制（隔振）

? 室內聲場（建聲）

教室聲學設計方案

一、室內聲場設計

為使教室內有足夠的聲級和合適的混響時間（小型教室在0.6s左右，500人的教室不超過1s），教室、講堂的每座容積應不超過3-3.5m3。重點設計以下幾個指標：

1、合適的混響時間

2、足夠的響度，保證在室內各個位置都能聽到適量的聲音

3、室內聲場均勻，聲場不均勻度應在±4dB。

4、無明顯聲學缺陷。

（一）混響時間控制

教室是以語言類為主的聲學空間，所以語言的清晰度就顯得非常重要。

而語言的清晰度和混響時間的長短以及響度的大小相關聯。在響度一定的情況下，混響時間短清晰度越高。

但混響時間過短聲音又缺乏豐滿度，所以一般來說我們將中小型的教室的中頻混響時間控制0.6s左右。

各類教室空場500Hz-1000Hz的混響時間

在體積一定的情況下，混響時間的長短和室內的總吸聲量成反比關系。所以我們需要加大室內總吸聲量來達到降低混響時間的目的。

一般的教室可以采用木質穿孔吸聲板、聚酯纖維吸音板以及穿孔石膏板等吸聲材料。同時可以利用吸聲窗簾、吸聲裝飾畫、吸聲掛件等材料提高吸聲量。

對于階梯教室可以在后端采用AGG聚砂吸聲板、玻纖板或木絲板等強吸聲材料，以避免聲學缺陷。

（二）聲場均勻度設計

1、教室聲場均勻度問題主要是前后排聲壓級差異，要充分利用天花板、側墻傳遞的早期反射聲提高后排響度，通過擴散反射處理提高均勻度。

將講臺上方天花板和講臺兩側做傾斜處理，可以有效將教師的聲音反射到教室中、后排，利用幾何聲學法，確定反射面的傾斜角度。

2、合理利用擴聲設備也可以在很大程度上解決聲場不均勻的問題，在教室中，可將音箱的指向瞄準學生區(qū)域，并且應避免將音箱安裝在墻角區(qū)域。

3、當教室面積較大時，一般為了有較短的視距及良好的視角及直達聲傳達會采用扇形教室，這也就是我們常見的階梯教室。

扇形教室因為座位較多，一般長度大于10m，座位最好要升起，做成階梯狀，避免前、中排學生對直達聲的吸收，增加后部的直達聲功率。

如圖，起坡的方式是把地板做成階梯狀臺階，大坡度對改善聲學與視覺環(huán)境都有利。

（三）聲學缺陷處理

聲學缺陷及解決方案：

1、回聲：直達聲與反射聲時間相差超過50ms時為回聲，如一墻面超過8.5m就可能產生回聲。

消除回聲的方法是將房間較窄的那面墻做吸音處理或將這面墻的表面做成起伏不平的(漫反射)的模式。

2、顫動回聲：顫聲是由于平行墻壁之間相互多次反射所引起的，它使聲音的余音聽起來有些顫抖。

解決的方法是首先平行墻壁的兩面不要都是由強反射材料構成或墻壁的一面做成漫反射狀，也可以將一面墻傾斜一定角度，改變平行傳播路徑。

3、共振（駐波）：在建聲中，房間駐波是一直存在的，消除房間駐波的最簡單方式就是房間不規(guī)則，即四面墻壁不要呈現嚴格的比例和平行，這個在學校教室比較難實現。

可以增加墻面掛飾或書架等不規(guī)則物品并將后黑板傾斜一定角度，改變反射特性，減少駐波的同時也有利于顫動回聲的抑制。

二、教室隔音

噪音干擾是某些臨近噪聲源教室的突出問題，持續(xù)或突然出現的噪音干擾會影響教師的講課節(jié)奏，影響學生的注意力。

學校附近的交通噪音、突然出現的鳴笛或機械振動、操場活動的噪音、走廊的腳步及談話噪音以及相鄰班級產生的噪音是教室遇到最常見的噪音來源。

根據《民用建筑隔聲設計規(guī)范》，普通教室內的允許噪聲級限值≤45dB，教室與教室間的計權隔聲量≥40dB。

對于噪音控制，有兩個方法，控制噪聲源和切斷傳播途徑。

（一）噪聲源控制

1、走廊噪音：在走廊內鋪設彈性地板，來降低腳步聲產生的噪音；在走廊設置薄板共振吸聲結構或聚酯纖維吸音板，配合礦棉板吸聲天花板降低噪聲。

2、風機等機械設備噪音：對產生較大噪音及振動的機械設備進行減振降噪處理，通過減震器解耦，減少振動的傳播；通過聲屏障或隔音房，減少噪音的空氣傳播。

（二）噪聲傳播途徑控制

對于無法從噪聲源處控制的噪音，只能通過增加教室本身的隔聲量來切斷傳播途徑控制噪音對教學的影響。

1、門窗隔音：門窗之所以隔聲差，是因為它屬于輕薄構件，它們的面密度一般比墻小很多。

同時，門窗四周的縫隙又是傳聲的重要途徑。因此，提高門窗的隔聲量關鍵時候門窗本身的材質及四周縫隙的處理。更換專業(yè)隔聲門窗可以一勞永逸的解決問題。

根據質量定律，構件面密度增加一倍，隔聲量增加6dB。隔聲門的設計應該用不同材質的材料疊合，有益于共振頻率的降低和隔聲量的提高；

門縫處理要使門與框、門與地面有緊密的接觸，不形成縫隙。

窗的隔音主要取決于玻璃的層數和厚度以及窗扇與框的密封程度。

玻璃層數越多、厚度越厚、玻璃之間的空腔越大隔聲量越高，同時保溫性能越好。

可以在玻璃縫隙四周用彈性材料襯墊，既可以減振，又能降低噪聲的傳遞。

綜上所述，教室聲學設計方案是教育環(huán)境中極為重要的一環(huán)，它直接關系到學生的學習效果和教師的教學質量。

一個良好的聲學設計方案可以有效地改善教室的聲學環(huán)境，提高學生的聽課效果和專注力，同時也能提升教師的聲音傳播效果，使教學更加生動和有效。

因此，在教室聲學設計方案的實施中，需要全面考慮到教室的特點和功能需求，采取相應的措施來改善教室的聲學環(huán)境，以確保教室內的學習和教學能夠順利進行。