合班樓教室聲學(xué)設(shè)計與分析

杜傳梅　馬芹永　尹　楠

（安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院，安徽 淮南 232001）

摘 要：聲環(huán)境作為建筑物理的一個重要組成部分，越來越受到 建筑設(shè)計人員的重視。安徽理工大學(xué)北校區(qū)3號樓原為化工部化校老樓，并校后進行了裝修 改造但聽課效果不良。通過對教室聲學(xué)問題進行了細(xì)致深入的研究，提出了根據(jù)建筑聲學(xué)理 論，確定房間容積和混響時間，利用混響時間公式，用計算法對教室進行建筑聲學(xué)設(shè)計，為 教室音質(zhì)設(shè)計提供了參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：教室；混響時間；聲學(xué)設(shè)計

Acoustics Design Analysis of Classroom with Combined Floor DU Chuan-mei,MA Qin-yong,YIN Nan

(School of Civil Engineering and Architecture,Anhui University

of Science and Technology,Huainan Anhui 232001,China)

Abstract:Acoustic environment design as an important part of arch itectural physics, is getting more and more attention of architecture designers. Building No. 3 in North Campus of Anhui University of Science and Technology wa s a old building of former Technical School of Chemical Industry. As a classroo m after its decoration the acoustic effect is poor. In the paper the classroom acoustics issues were studied in detail. On the basis of architectural acoustics theory, the classroom volume and reverberation time were determined, and by ca lculation method with reverberation time formula, architectural acoustics design of the classroom was performed, which provides reference to the classroom timbr e design.

Key words: classroom; reverberation time; acoustical design

教室與學(xué)校教學(xué)工作息息相關(guān)，對教室做有效聲學(xué)處理，使其具有良好的聲環(huán)境，將有利于 學(xué)生學(xué)習(xí)，方便教與學(xué)的相互交流。良好的教室聲環(huán)境要求教室有適當(dāng)?shù)幕祉憰r間，足夠的 響度且聲場分布要均勻，要求有較高的語言清晰度，無回聲、聲聚焦等聲學(xué)缺陷以及無明顯 噪聲干擾等等。教室的音質(zhì)設(shè)計就是與建筑設(shè)計及室內(nèi)設(shè)計配合，選擇良好的體型，確定合 理的反射面和吸聲材料布置方式，選擇適當(dāng)?shù)幕祉憰r間，有時還要確定合理的擴聲系統(tǒng)布置 ，以便使老師的聲音能夠清晰完美地傳到每個學(xué)生耳中。關(guān)于教室的音質(zhì)設(shè)計方面前人已做 了一些工作：如文獻［1］中對大學(xué)150人階梯教室音質(zhì)進行了研究，介紹了新建階 梯教室 音質(zhì)設(shè)計方法。文獻［2］對兩種不同類型教室的房間比例、混響時間等建聲參量分 別進行 了實際測量和計算， 利用有限元模型模擬方法給出了部分聲場分析。 文獻［3］通 過高校 有關(guān)聲學(xué)的建筑工程案例,對高校的聲學(xué)建筑設(shè)計進行了探討,針對其不同功能要求的聲學(xué)建 筑,圍繞聲學(xué)重要指標(biāo)提出了建議和注意事項。本文對本校聽課效果差反映強烈的北區(qū)3號樓 教室進行了混響時間實際測量和理論計算且進行了相應(yīng)的聲學(xué)分析。1 教室的聲 學(xué)要求

做為教學(xué)用房為獲得良好的清晰度，最重要的手段則是控制教室的混響時間。為保證語言清 晰度，教室的混響時間要求較短，而通常所說的混響時間的控制重點是指中頻(玣=500~1

000 Hz)的混響時間。文獻［4］126給出了不同體積房間及不同用途的 最佳混響時間（見表1）。表1 最佳混響時間與房間容積表

在一般小型教室，主要是防止混響時間過長 ，特別是在聽眾沒有坐滿時；大型教室或講堂還要適當(dāng)設(shè)置反射表面，以充分利用第一次反 射聲，保證室內(nèi)有足夠的聲壓級［4］68 。首先測量房間長、寬、高尺寸并進行比例 確定［4］74（見表2）。

根據(jù)選擇好的房間尺寸求其容積。容積的大小影響混響時間長短。

納學(xué)生108人,教室內(nèi)設(shè)有兩個走廊(見圖 1)，可見教室 的建筑比例不是最合理的，但一時也無法徹底改建。在師生中對教室聽課效果進行了調(diào)查： 多數(shù)師生反映教室聽課不清楚，教室后部聽課感到很吃力。首先對教室的空場、滿場混響時 間進行了測量（見表3）。

表3 聲學(xué)處理前混響時間實測值

頻率/Hz1252505001 0002 0004 000玹60(空場)/s1.952.562.322.852. 211.44玹60(滿場)/s[]1.39[]1.39[]1.13[]1.03 []0.83[]0.75[BG)F]

然后對教室進行聲學(xué)處理：主要在后墻設(shè)置礦棉吸聲板（17 mm）、側(cè)窗設(shè)置燈 芯絨窗簾（打折200%）根據(jù)模型利用公式［5］對混響時間進行了理論計算（見表4） 。

圖2中， B為處理前空場時混響時間實測值； C為處理后空場混響時間理論計算值；D為處理 前 滿場時混響時間實測值；E為處理后滿場時混響時間理論計算值；F是從表1得到容積為250

m3左右的廳室在500~1 000 Hz滿場時的最佳混響時間(不高于0.6

s,以0.6 s為一個大致的標(biāo)準(zhǔn)線)?？梢娫诼晫W(xué)處理前混響時間是 遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于0.6 s的，致使老師上課后面同學(xué)們根本聽不清楚；進行了相應(yīng)的聲學(xué)處理后 基本上滿足了教室聲學(xué)要求。通過模擬實驗教室上課師生反映良好。3 結(jié)束語

教室作為最重要的學(xué)校建筑之一，其室內(nèi)聽聞環(huán)境的好壞直接關(guān)系教學(xué)質(zhì)量的優(yōu)劣。近年來 ，世界衛(wèi)生組織以及英國、美國等許多歐美國家都已經(jīng)建立或著手建立相應(yīng)的教室室內(nèi)聲學(xué) 環(huán)境方面的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范。對于100座左右的教室，混響時間指標(biāo)非常重要，較為理想的滿場 設(shè)計值是中頻0.4～0.5 s，超過0.6 s清晰度會受到影響。本文通 過對本校教室采用了現(xiàn)場測量和理論計算兩種方法，從室內(nèi)聲學(xué)設(shè)計方面分析了在教室中存 在聲學(xué)問題的原因，從而從理論上找出了解決辦法。為教室的建筑設(shè)計和后期聲學(xué)改造提供 了一些可行的理論方法，對改善教學(xué)環(huán)境，提高教學(xué)質(zhì)量有一定的意義。

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(責(zé)任編輯：何學(xué)華)第4期