教室声学设计方案

教室声学设计方案

教室声学设计是教育环境中极为重要的一环，它直接影响到学生的学习效果和教师的教学质量。

一个良好的声学设计方案可以有效地改善教室的声学环境，提高学生的听课效果和专注力，同时也能提升教师的声音传播效果，使教学更加生动和有效。

首先，教室声学设计需要考虑的因素有很多，包括教室的大小、形状、材料、家具摆放等。

在设计教室声学方案时，需要充分考虑这些因素，以确保声学设计方案的有效性和可行性。

此外，还需要考虑到教室的功能需求，比如是否需要进行多媒体教学、音乐表演等，这些都会对声学设计方案产生影响。

教室常见声学缺陷

（一）混响时间过长

混响时间是教室声场环境最重要影响因素，适当的混响时间会让学生接收到的信息清晰准确，

过长的混响时间降低语言清晰度，影响学生对信息的接收和理解，导致学生注意力分散，学习效率降低。

目前大部分教室的墙面、天花板为刮大白表面，地面满铺瓷砖，这类壁面比较坚硬，声反射很强，其吸声系数一般仅为0.01-0.05。

窗帘为普通织物窗帘，吸声系数较小。大空间、强反射导致混响时间很长，一般在1.3s以上。

表1所示，不同国家给出的体积在200m³以下教室室内混响时间建议值：

教室作为语言交流场所，其听闻环境最直接的评价参量是语言清晰度。

结果表明：在高信噪比条件下，体积不超过200m³的教室中频混响时间控制在0.6s左右室内听闻效果最佳。

其次，声学设计方案需要考虑到不同频率的声音在教室内的传播情况。

一般来说，低频声音容易在教室内产生共鸣，而高频声音则容易产生反射。

因此，在声学设计方案中需要采取相应的措施，比如使用吸音材料来减少共鸣，使用声学板来减少反射等，以确保教室内的声学环境符合学习和教学的要求。

另外，教室声学设计方案还需要考虑到教室内的噪音控制。

在现代社会，噪音污染已经成为一个严重的问题，而教室作为学习和教学的场所，需要保持相对安静的环境。

因此，在声学设计方案中需要考虑到如何减少来自外部和内部的噪音，比如使用隔音材料、加装隔音窗等，以确保教室内的安静环境。

声学设计依据

设计及检测方式和技术标准：

a. GB/T 50121-2005《建筑隔声评价标准》

b. GB/ 50118-2010《民用建筑隔声设计规范》

c. GB /50352-2005《民用建筑设计通则》

d. GB/T 50356-2005《剧场、电影院和多用途厅堂建筑声学设计规范》

e. GB/T19889.5-2005《声学建筑和建筑构件隔声测量第 5 部分:外墙构件外墙空气声隔声的现场量》

f. GB/T19889.4-2005《声学建筑和建筑构件隔声测量第 4 部分:房间之间空气声隔声的现场测量》

这里所指的声学定义为：

• 噪音控制（隔声）

• 振动控制（隔振）

• 室内声场（建声）

教室声学设计方案

一、室内声场设计

为使教室内有足够的声级和合适的混响时间（小型教室在0.6s左右，500人的教室不超过1s），教室、讲堂的每座容积应不超过3-3.5m³。重点设计以下几个指标：

1、合适的混响时间

2、足够的响度，保证在室内各个位置都能听到适量的声音

3、室内声场均匀，声场不均匀度应在±4dB。

4、无明显声学缺陷。

（一）混响时间控制

教室是以语言类为主的声学空间，所以语言的清晰度就显得非常重要。

而语言的清晰度和混响时间的长短以及响度的大小相关联。在响度一定的情况下，混响时间短清晰度越高。

但混响时间过短声音又缺乏丰满度，所以一般来说我们将中小型的教室的中频混响时间控制0.6s左右。

各类教室空场500Hz-1000Hz的混响时间

在体积一定的情况下，混响时间的长短和室内的总吸声量成反比关系。所以我们需要加大室内总吸声量来达到降低混响时间的目的。

一般的教室可以采用木质穿孔吸声板、聚酯纤维吸音板以及穿孔石膏板等吸声材料。同时可以利用吸声窗帘、吸声装饰画、吸声挂件等材料提高吸声量。

对于阶梯教室可以在后端采用AGG聚砂吸声板、玻纤板或木丝板等强吸声材料，以避免声学缺陷。

（二）声场均匀度设计

1、教室声场均匀度问题主要是前后排声压级差异，要充分利用天花板、侧墙传递的早期反射声提高后排响度，通过扩散反射处理提高均匀度。

将讲台上方天花板和讲台两侧做倾斜处理，可以有效将教师的声音反射到教室中、后排，利用几何声学法，确定反射面的倾斜角度。

2、合理利用扩声设备也可以在很大程度上解决声场不均匀的问题，在教室中，可将音箱的指向瞄准学生区域，并且应避免将音箱安装在墙角区域。

3、当教室面积较大时，一般为了有较短的视距及良好的视角及直达声传达会采用扇形教室，这也就是我们常见的阶梯教室。

扇形教室因为座位较多，一般长度大于10m，座位最好要升起，做成阶梯状，避免前、中排学生对直达声的吸收，增加后部的直达声功率。

如图，起坡的方式是把地板做成阶梯状台阶，大坡度对改善声学与视觉环境都有利。

（三）声学缺陷处理

声学缺陷及解决方案：

1、回声：直达声与反射声时间相差超过50ms时为回声，如一墙面超过8.5m就可能产生回声。

消除回声的方法是将房间较窄的那面墙做吸音处理或将这面墙的表面做成起伏不平的(漫反射)的模式。

2、颤动回声：颤声是由于平行墙壁之间相互多次反射所引起的，它使声音的余音听起来有些颤抖。

解决的方法是首先平行墙壁的两面不要都是由强反射材料构成或墙壁的一面做成漫反射状，也可以将一面墙倾斜一定角度，改变平行传播路径。

3、共振（驻波）：在建声中，房间驻波是一直存在的，消除房间驻波的最简单方式就是房间不规则，即四面墙壁不要呈现严格的比例和平行，这个在学校教室比较难实现。

可以增加墙面挂饰或书架等不规则物品并将后黑板倾斜一定角度，改变反射特性，减少驻波的同时也有利于颤动回声的抑制。

二、教室隔音

噪音干扰是某些临近噪声源教室的突出问题，持续或突然出现的噪音干扰会影响教师的讲课节奏，影响学生的注意力。

学校附近的交通噪音、突然出现的鸣笛或机械振动、操场活动的噪音、走廊的脚步及谈话噪音以及相邻班级产生的噪音是教室遇到最常见的噪音来源。

根据《民用建筑隔声设计规范》，普通教室内的允许噪声级限值≤45dB，教室与教室间的计权隔声量≥40dB。

对于噪音控制，有两个方法，控制噪声源和切断传播途径。

（一）噪声源控制

1、走廊噪音：在走廊内铺设弹性地板，来降低脚步声产生的噪音；在走廊设置薄板共振吸声结构或聚酯纤维吸音板，配合矿棉板吸声天花板降低噪声。

2、风机等机械设备噪音：对产生较大噪音及振动的机械设备进行减振降噪处理，通过减震器解耦，减少振动的传播；通过声屏障或隔音房，减少噪音的空气传播。

（二）噪声传播途径控制

对于无法从噪声源处控制的噪音，只能通过增加教室本身的隔声量来切断传播途径控制噪音对教学的影响。

1、门窗隔音：门窗之所以隔声差，是因为它属于轻薄构件，它们的面密度一般比墙小很多。

同时，门窗四周的缝隙又是传声的重要途径。因此，提高门窗的隔声量关键时候门窗本身的材质及四周缝隙的处理。更换专业隔声门窗可以一劳永逸的解决问题。

根据质量定律，构件面密度增加一倍，隔声量增加6dB。隔声门的设计应该用不同材质的材料叠合，有益于共振频率的降低和隔声量的提高；

门缝处理要使门与框、门与地面有紧密的接触，不形成缝隙。

窗的隔音主要取决于玻璃的层数和厚度以及窗扇与框的密封程度。

玻璃层数越多、厚度越厚、玻璃之间的空腔越大隔声量越高，同时保温性能越好。

可以在玻璃缝隙四周用弹性材料衬垫，既可以减振，又能降低噪声的传递。

综上所述，教室声学设计方案是教育环境中极为重要的一环，它直接关系到学生的学习效果和教师的教学质量。

一个良好的声学设计方案可以有效地改善教室的声学环境，提高学生的听课效果和专注力，同时也能提升教师的声音传播效果，使教学更加生动和有效。

因此，在教室声学设计方案的实施中，需要全面考虑到教室的特点和功能需求，采取相应的措施来改善教室的声学环境，以确保教室内的学习和教学能够顺利进行。