教室聲學(xué)設(shè)計(jì)方案

教室聲學(xué)設(shè)計(jì)是教育環(huán)境中極為重要的一環(huán)，它直接影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和教師的教學(xué)質(zhì)量。

一個(gè)良好的聲學(xué)設(shè)計(jì)方案可以有效地改善教室的聲學(xué)環(huán)境，提高學(xué)生的聽(tīng)課效果和專(zhuān)注力，同時(shí)也能提升教師的聲音傳播效果，使教學(xué)更加生動(dòng)和有效。

首先，教室聲學(xué)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)教室聲學(xué)方案時(shí)，需要充分考慮這些因素，以確保聲學(xué)設(shè)計(jì)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(jìn)行多媒體教學(xué)、音樂(lè)表演等，這些都會(huì)對(duì)聲學(xué)設(shè)計(jì)方案產(chǎn)生影響。

教室常見(jiàn)聲學(xué)缺陷

（一）混響時(shí)間過(guò)長(zhǎng)

混響時(shí)間是教室聲場(chǎng)環(huán)境最重要影響因素，適當(dāng)?shù)幕祉憰r(shí)間會(huì)讓學(xué)生接收到的信息清晰準(zhǔn)確，

過(guò)長(zhǎng)的混響時(shí)間降低語(yǔ)言清晰度，影響學(xué)生對(duì)信息的接收和理解，導(dǎo)致學(xué)生注意力分散，學(xué)習(xí)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(lèi)壁面比較堅(jiān)硬，聲反射很強(qiáng)，其吸聲系數(shù)一般僅為0.01-0.05。

窗簾為普通織物窗簾，吸聲系數(shù)較小。大空間、強(qiáng)反射導(dǎo)致混響時(shí)間很長(zhǎng)，一般在1.3s以上。

表1所示，不同國(guó)家給出的體積在200m3以下教室室內(nèi)混響時(shí)間建議值：

教室作為語(yǔ)言交流場(chǎng)所，其聽(tīng)聞環(huán)境最直接的評(píng)價(jià)參量是語(yǔ)言清晰度。

結(jié)果表明：在高信噪比條件下，體積不超過(guò)200m3的教室中頻混響時(shí)間控制在0.6s左右室內(nèi)聽(tīng)聞效果最佳。

其次，聲學(xué)設(shè)計(jì)方案需要考慮到不同頻率的聲音在教室內(nèi)的傳播情況。

一般來(lái)說(shuō)，低頻聲音容易在教室內(nèi)產(chǎn)生共鳴，而高頻聲音則容易產(chǎn)生反射。

因此，在聲學(xué)設(shè)計(jì)方案中需要采取相應(yīng)的措施，比如使用吸音材料來(lái)減少共鳴，使用聲學(xué)板來(lái)減少反射等，以確保教室內(nèi)的聲學(xué)環(huán)境符合學(xué)習(xí)和教學(xué)的要求。

另外，教室聲學(xué)設(shè)計(jì)方案還需要考慮到教室內(nèi)的噪音控制。

在現(xiàn)代社會(huì)，噪音污染已經(jīng)成為一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題，而教室作為學(xué)習(xí)和教學(xué)的場(chǎng)所，需要保持相對(duì)安靜的環(huán)境。

因此，在聲學(xué)設(shè)計(jì)方案中需要考慮到如何減少來(lái)自外部和內(nèi)部的噪音，比如使用隔音材料、加裝隔音窗等，以確保教室內(nèi)的安靜環(huán)境。

聲學(xué)設(shè)計(jì)依據(jù)

設(shè)計(jì)及檢測(cè)方式和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：

a. GB/T 50121-2005《建筑隔聲評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》

b. GB/ 50118-2010《民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范》

c. GB /50352-2005《民用建筑設(shè)計(jì)通則》

d. GB/T 50356-2005《劇場(chǎng)、電影院和多用途廳堂建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)規(guī)范》

e. GB/T19889.5-2005《聲學(xué)建筑和建筑構(gòu)件隔聲測(cè)量第 5 部分:外墻構(gòu)件外墻空氣聲隔聲的現(xiàn)場(chǎng)量》

f. GB/T19889.4-2005《聲學(xué)建筑和建筑構(gòu)件隔聲測(cè)量第 4 部分:房間之間空氣聲隔聲的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量》

這里所指的聲學(xué)定義為：

? 噪音控制（隔聲）

? 振動(dòng)控制（隔振）

? 室內(nèi)聲場(chǎng)（建聲）

教室聲學(xué)設(shè)計(jì)方案

一、室內(nèi)聲場(chǎng)設(shè)計(jì)

為使教室內(nèi)有足夠的聲級(jí)和合適的混響時(shí)間（小型教室在0.6s左右，500人的教室不超過(guò)1s），教室、講堂的每座容積應(yīng)不超過(guò)3-3.5m3。重點(diǎn)設(shè)計(jì)以下幾個(gè)指標(biāo)：

1、合適的混響時(shí)間

2、足夠的響度，保證在室內(nèi)各個(gè)位置都能聽(tīng)到適量的聲音

3、室內(nèi)聲場(chǎng)均勻，聲場(chǎng)不均勻度應(yīng)在±4dB。

4、無(wú)明顯聲學(xué)缺陷。

（一）混響時(shí)間控制

教室是以語(yǔ)言類(lèi)為主的聲學(xué)空間，所以語(yǔ)言的清晰度就顯得非常重要。

而語(yǔ)言的清晰度和混響時(shí)間的長(zhǎng)短以及響度的大小相關(guān)聯(lián)。在響度一定的情況下，混響時(shí)間短清晰度越高。

但混響時(shí)間過(guò)短聲音又缺乏豐滿度，所以一般來(lái)說(shuō)我們將中小型的教室的中頻混響時(shí)間控制0.6s左右。

各類(lèi)教室空?qǐng)?00Hz-1000Hz的混響時(shí)間

在體積一定的情況下，混響時(shí)間的長(zhǎng)短和室內(nèi)的總吸聲量成反比關(guān)系。所以我們需要加大室內(nèi)總吸聲量來(lái)達(dá)到降低混響時(shí)間的目的。

一般的教室可以采用木質(zhì)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(shí)可以利用吸聲窗簾、吸聲裝飾畫(huà)、吸聲掛件等材料提高吸聲量。

對(duì)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(qiáng)吸聲材料，以避免聲學(xué)缺陷。

（二）聲場(chǎng)均勻度設(shè)計(jì)

1、教室聲場(chǎng)均勻度問(wèn)題主要是前后排聲壓級(jí)差異，要充分利用天花板、側(cè)墻傳遞的早期反射聲提高后排響度，通過(guò)擴(kuò)散反射處理提高均勻度。

將講臺(tái)上方天花板和講臺(tái)兩側(cè)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(xué)法，確定反射面的傾斜角度。

2、合理利用擴(kuò)聲設(shè)備也可以在很大程度上解決聲場(chǎng)不均勻的問(wèn)題，在教室中，可將音箱的指向瞄準(zhǔn)學(xué)生區(qū)域，并且應(yīng)避免將音箱安裝在墻角區(qū)域。

3、當(dāng)教室面積較大時(shí)，一般為了有較短的視距及良好的視角及直達(dá)聲傳達(dá)會(huì)采用扇形教室，這也就是我們常見(jiàn)的階梯教室。

扇形教室因?yàn)樽惠^多，一般長(zhǎng)度大于10m，座位最好要升起，做成階梯狀，避免前、中排學(xué)生對(duì)直達(dá)聲的吸收，增加后部的直達(dá)聲功率。

如圖，起坡的方式是把地板做成階梯狀臺(tái)階，大坡度對(duì)改善聲學(xué)與視覺(jué)環(huán)境都有利。

（三）聲學(xué)缺陷處理

聲學(xué)缺陷及解決方案：

1、回聲：直達(dá)聲與反射聲時(shí)間相差超過(guò)50ms時(shí)為回聲，如一墻面超過(guò)8.5m就可能產(chǎn)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?qū)⑦@面墻的表面做成起伏不平的(漫反射)的模式。

2、顫動(dòng)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(tīng)起來(lái)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(qiáng)反射材料構(gòu)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(jiǎn)單方式就是房間不規(guī)則，即四面墻壁不要呈現(xiàn)嚴(yán)格的比例和平行，這個(gè)在學(xué)校教室比較難實(shí)現(xiàn)。

可以增加墻面掛飾或書(shū)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(shí)也有利于顫動(dòng)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(wèn)題，持續(xù)或突然出現(xiàn)的噪音干擾會(huì)影響教師的講課節(jié)奏，影響學(xué)生的注意力。

學(xué)校附近的交通噪音、突然出現(xiàn)的鳴笛或機(jī)械振動(dòng)、操場(chǎng)活動(dòng)的噪音、走廊的腳步及談話噪音以及相鄰班級(jí)產(chǎn)生的噪音是教室遇到最常見(jiàn)的噪音來(lái)源。

根據(jù)《民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范》，普通教室內(nèi)的允許噪聲級(jí)限值≤45dB，教室與教室間的計(jì)權(quán)隔聲量≥40dB。

對(duì)于噪音控制，有兩個(gè)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(nèi)鋪設(shè)彈性地板，來(lái)降低腳步聲產(chǎn)生的噪音；在走廊設(shè)置薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)或聚酯纖維吸音板，配合礦棉板吸聲天花板降低噪聲。

2、風(fēng)機(jī)等機(jī)械設(shè)備噪音：對(duì)產(chǎn)生較大噪音及振動(dòng)的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行減振降噪處理，通過(guò)減震器解耦，減少振動(dòng)的傳播；通過(guò)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(duì)于無(wú)法從噪聲源處控制的噪音，只能通過(guò)增加教室本身的隔聲量來(lái)切斷傳播途徑控制噪音對(duì)教學(xué)的影響。

1、門(mén)窗隔音：門(mén)窗之所以隔聲差，是因?yàn)樗鼘儆谳p薄構(gòu)件，它們的面密度一般比墻小很多。

同時(shí)，門(mén)窗四周的縫隙又是傳聲的重要途徑。因此，提高門(mén)窗的隔聲量關(guān)鍵時(shí)候門(mén)窗本身的材質(zhì)及四周縫隙的處理。更換專(zhuān)業(yè)隔聲門(mén)窗可以一勞永逸的解決問(wèn)題。

根據(jù)質(zhì)量定律，構(gòu)件面密度增加一倍，隔聲量增加6dB。隔聲門(mén)的設(shè)計(jì)應(yīng)該用不同材質(zhì)的材料疊合，有益于共振頻率的降低和隔聲量的提高；

門(mén)縫處理要使門(mén)與框、門(mén)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(shù)和厚度以及窗扇與框的密封程度。

玻璃層數(shù)越多、厚度越厚、玻璃之間的空腔越大隔聲量越高，同時(shí)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(xué)設(shè)計(jì)方案是教育環(huán)境中極為重要的一環(huán)，它直接關(guān)系到學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和教師的教學(xué)質(zhì)量。

一個(gè)良好的聲學(xué)設(shè)計(jì)方案可以有效地改善教室的聲學(xué)環(huán)境，提高學(xué)生的聽(tīng)課效果和專(zhuān)注力，同時(shí)也能提升教師的聲音傳播效果，使教學(xué)更加生動(dòng)和有效。

因此，在教室聲學(xué)設(shè)計(jì)方案的實(shí)施中，需要全面考慮到教室的特點(diǎn)和功能需求，采取相應(yīng)的措施來(lái)改善教室的聲學(xué)環(huán)境，以確保教室內(nèi)的學(xué)習(xí)和教學(xué)能夠順利進(jìn)行。