維也納聲光技術(shù)——教室的聲學(xué)設(shè)計(jì)

文章來源：維也納聲學(xué)    時(shí)間：2024-09-24

一,、聲學(xué)設(shè)計(jì)依據(jù)

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

二,、教室的聲學(xué)設(shè)計(jì)指標(biāo)（摘自《民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范》）

為使室內(nèi)有足夠的聲級(jí)和短的混響時(shí)間（小型教室在0.6s以內(nèi)，500人的教室不超過1s）,，教室,、講堂的每座容積應(yīng)不超過3-3.5m3,。

注：1、表中混響時(shí)間值,，可允許有0.1s的變化幅度,；房間容積可允許有10%的變動(dòng)幅度。教室的允許噪聲可取NR-25標(biāo)準(zhǔn),，至多也不宜超過NR-30,。

教室噪聲控制

普通教室之間的隔墻應(yīng)具有45dB以上的隔聲量，電化教室之間的隔墻至少有50dB的隔聲量,，并要注意避免應(yīng)墻體內(nèi)嵌入配電箱,、接線箱等而使墻體隔聲性能大幅下降。

注：當(dāng)確有困難時(shí),，可允許普通教室之間樓板的撞擊聲隔聲單值評(píng)價(jià)量小于或等于85dB,但在樓板結(jié)構(gòu)上應(yīng)預(yù)留改善的可能條件,。

1.足夠的響度:在室內(nèi)的各個(gè)位置都能聽到適量的聲音

2.室內(nèi)聲場(chǎng)均勻，聲場(chǎng)不均勻度應(yīng)該在±4dB,。

3.合適的混響時(shí)間

4.室內(nèi)不應(yīng)到外界噪聲的干擾

三,、教室聲學(xué)設(shè)計(jì)內(nèi)容

教室的體型設(shè)計(jì)

對(duì)于中小型教室，矩形是最適宜的體型,。矩形教室不僅有利于課桌的安排及采光,，還能提供豐富的側(cè)向反射聲發(fā)射聲。

同時(shí)在講臺(tái)兩側(cè)和頂部設(shè)置反射面,，將聲音反射至教室后部,，可以提供后排座位的聲壓級(jí)，從而改善這些座位的語言可懂度,。但矩形教室一般都有平行墻面,，為了避免顫動(dòng)回聲和駐波等聲學(xué)缺陷現(xiàn)象，平行的墻面應(yīng)該盡量做得凹凸不平,，并布置反射擴(kuò)散體,，來增強(qiáng)反射聲并利于聲場(chǎng)均勻?；蛘邔⒁幻鎵Σ贾梦暡牧?，另一面墻不布置吸聲材料從而避免聲學(xué)缺陷。

當(dāng)教室面積較大,，座位超過350座時(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,，這也就是我們常見的階梯教室。扇形教室因?yàn)樽惠^多,，一般長度大于10m, 座位最好要升起,，做成階梯狀，避免學(xué)生對(duì)直達(dá)聲的吸收,，增加后部的直達(dá)聲功率。這也是被稱為階梯教室的原因,。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)與視覺環(huán)境都有利,。

后墻：扇形教室的后墻為凹面墻易造成聲聚焦等聲學(xué)缺陷,，所以在扇形教室的后墻需要布置強(qiáng)吸聲材料。如果設(shè)計(jì)允許最好可以將一些具有抗沖擊的聚砂吸聲板等吸聲材料做的不平整或者異形布置在后墻可以達(dá)到吸聲擴(kuò)散雙重作用從而更有效避免聲聚焦這種聲學(xué)缺陷,。而矩形教室的后墻同樣也需要做一定吸聲處理,，避免產(chǎn)生不利的反射聲。

吊頂：由于頂棚可以把聲音反射給聽眾而不受到遮擋,，因此,，頂棚靠近講臺(tái)的部分應(yīng)盡量不設(shè)置吸聲材料，以便均勻的把早期反射聲分布到各個(gè)方向,。頂棚后部由于易于使反射聲延時(shí)太長,，因此一般要做吸聲處理。對(duì)于教室而言,，不難通過幾何聲學(xué)的方法,，由聲線幾何法確定出吊頂反射面的高度和傾斜角度，把老師聲音反射至中,、后學(xué)生區(qū),，使得各個(gè)學(xué)生均能得到照顧，并且使反射聲控制在直達(dá)聲以后的50ms之內(nèi),。

圖示： 維也納聲學(xué) 隔聲處理

側(cè)墻：,，為了視覺及通風(fēng)的需要，教室內(nèi)普遍開窗多,，占側(cè)墻面積的2/3之多,，玻璃的吸聲系數(shù)很小，且隔音能力差,，容易造成室內(nèi)混響時(shí)間偏長,，且整個(gè)建筑的隔聲能力下降。窗簾等離開玻璃,、墻面一定距離,，對(duì)中、高頻也有一定的吸聲作用。

混響時(shí)間的控制

教室是以語言類為主的聲學(xué)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(shí)間的長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)間過短聲音有缺乏豐滿度，所以一般來說我們將中小型的教室的中頻混響時(shí)間控制1.0s左右,。

在體積一定的情況下,，混響時(shí)間的長短和室內(nèi)的總吸聲量成反比關(guān)系。所以我們需要加大室內(nèi)總吸聲量來達(dá)到降低混響時(shí)間的目的,。對(duì)于教室而言,，不同于一般廳堂空間，不會(huì)存在于滿座率的情況,，因?yàn)橥ǔ碚f教室這種空間在使用時(shí)幾乎都是滿場(chǎng)的,。這時(shí)候我們就需要考慮人的吸聲量，在教室空間當(dāng)中,，人體的吸聲量占了很大一部分的比例,，從而減少吸聲材料使用，節(jié)約了成本,。

一般的教室裝修可以采用木質(zhì)穿孔吸聲板,、聚酯纖維以及穿孔石膏板等吸聲材料。對(duì)于階梯教室可以在后墻采用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。同時(shí)由于階梯教室的使用條件與一般的矩形教室使用條件不同,，階梯教室存在滿座率的問題,。所以要在階梯教室中需要加大吸聲量。常用于教室吸聲降噪的材料有：聚砂吸聲板,、AGG無縫吸聲板,、AGG透聲涂層、強(qiáng)化玻纖吸聲板,，復(fù)合吸聲軟包等,；常用于隔聲的材料為石膏板、硅鈣板,、阻尼復(fù)合隔聲板,，通過合理的構(gòu)造進(jìn)行隔聲。

噪聲控制

普通教室之間我們可以采用面密度250Kg/㎡墻板,，隔聲量在45dB以上,，能滿足我們的設(shè)計(jì)隔聲要求,。

普通教室與產(chǎn)生噪聲的教室之間墻板可以采用以下墻體

隔聲量在50dB以上，也能達(dá)到我們的設(shè)計(jì)隔聲要求

窗戶可以使用單層8mm厚度的玻璃或者雙層4+4mm中空玻璃,，平均隔聲量分別在26.4分貝和28.5分貝,，均能達(dá)到要求。在安裝時(shí)候,，一定要要在窗框和窗扇之間進(jìn)行密封處理,，避免隔聲效果大打折扣。

如若有教室臨近交通干線,，可以使用雙層4+8mm中空玻璃,，平均的隔聲量在32.8分貝。

聲學(xué)建議

教室室內(nèi)如有空調(diào)送風(fēng)口等設(shè)置,，應(yīng)在風(fēng)管內(nèi)做消聲處理。即在剛質(zhì)風(fēng)管做內(nèi)保溫（風(fēng)管內(nèi)貼滿48Kx50mm厚吸聲棉板（外包140g/m2玻纖布）如果風(fēng)管較短,，應(yīng)采用消音風(fēng)管加消聲器的措施,。如果空調(diào)安裝教室內(nèi)，則需要做好減振消聲的措施,。