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(gè)重要組成部分，越來越受到 建筑設(shè)計(jì)人員的重視。安徽理工大學(xué)北校區(qū)3號(hào)樓原為化工部化校老樓，并校后進(jìn)行了裝修 改造但聽課效果不良。通過對(duì)教室聲學(xué)問題進(jìn)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(shí)間，利用混響時(shí)間公式，用計(jì)算法對(duì)教室進(jìn)行建筑聲學(xué)設(shè)計(jì)，為 教室音質(zhì)設(shè)計(jì)提供了參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：教室；混響時(shí)間；聲學(xué)設(shè)計(jì)

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(duì)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(shí)間，足夠的 響度且聲場(chǎng)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(jì)就是與建筑設(shè)計(jì)及室內(nèi)設(shè)計(jì)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(shí)間，有時(shí)還要確定合理的擴(kuò)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(gè)學(xué)生耳中。關(guān)于教室的音質(zhì)設(shè)計(jì)方面前人已做 了一些工作：如文獻(xiàn)［1］中對(duì)大學(xué)150人階梯教室音質(zhì)進(jìn)行了研究，介紹了新建階 梯教室 音質(zhì)設(shè)計(jì)方法。文獻(xiàn)［2］對(duì)兩種不同類型教室的房間比例、混響時(shí)間等建聲參量分 別進(jìn)行 了實(shí)際測(cè)量和計(jì)算， 利用有限元模型模擬方法給出了部分聲場(chǎng)分析。 文獻(xiàn)［3］通 過高校 有關(guān)聲學(xué)的建筑工程案例,對(duì)高校的聲學(xué)建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討,針對(duì)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(xiàng)。本文對(duì)本校聽課效果差反映強(qiáng)烈的北區(qū)3號(hào)樓 教室進(jìn)行了混響時(shí)間實(shí)際測(cè)量和理論計(jì)算且進(jìn)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(shí)間。為保證語言清 晰度，教室的混響時(shí)間要求較短，而通常所說的混響時(shí)間的控制重點(diǎn)是指中頻(玣=500~1

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

在一般小型教室，主要是防止混響時(shí)間過長 ，特別是在聽眾沒有坐滿時(shí)；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(jí)［4］68 。首先測(cè)量房間長、寬、高尺寸并進(jìn)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(shí)間長短。

納學(xué)生108人,教室內(nèi)設(shè)有兩個(gè)走廊(見圖 1)，可見教室 的建筑比例不是最合理的，但一時(shí)也無法徹底改建。在師生中對(duì)教室聽課效果進(jìn)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(duì)教室的空?qǐng)?、滿場(chǎng)混響時(shí) 間進(jìn)行了測(cè)量（見表3）。

表3 聲學(xué)處理前混響時(shí)間實(shí)測(cè)值

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

然后對(duì)教室進(jìn)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(duì)混響時(shí)間進(jìn)行了理論計(jì)算（見表4） 。

圖2中， B為處理前空?qǐng)鰰r(shí)混響時(shí)間實(shí)測(cè)值； C為處理后空?qǐng)龌祉憰r(shí)間理論計(jì)算值；D為處理 前 滿場(chǎng)時(shí)混響時(shí)間實(shí)測(cè)值；E為處理后滿場(chǎng)時(shí)混響時(shí)間理論計(jì)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(chǎng)時(shí)的最佳混響時(shí)間(不高于0.6

s,以0.6 s為一個(gè)大致的標(biāo)準(zhǔn)線)?？梢娫诼晫W(xué)處理前混響時(shí)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(jìn)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(shí)驗(yàn)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(duì)于100座左右的教室，混響時(shí)間指標(biāo)非常重要，較為理想的滿場(chǎng) 設(shè)計(jì)值是中頻0.4～0.5 s，超過0.6 s清晰度會(huì)受到影響。本文通 過對(duì)本校教室采用了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和理論計(jì)算兩種方法，從室內(nèi)聲學(xué)設(shè)計(jì)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(jì)和后期聲學(xué)改造提供 了一些可行的理論方法，對(duì)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