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学校声学环境不达标,如何改善教室听音效果?

创作时间:
2025-01-22 03:56:38
作者:
@小白创作中心

学校声学环境不达标,如何改善教室听音效果?

学校声学设计是影响学生学习效果和师生健康的重要因素。然而,国内大多数学校的声学环境都达不到国家标准。本文将深入探讨学校声学设计的重要性、存在的问题以及具体的解决方案。

虽然学校的声学环境对孩子的学习、健康、心理都有影响,也应该得到重视,但是在国内,绝大多数学校的声学环境都是达不到国家标准的。

事实上造成这一现状最大的原因并不是学校建设成本上或者其他方面客观的原因,主要还是校方建设人员以及国内学校空间设计师在这方面意识的缺乏,如果在学校建设初期就考虑到声学环境或者即使建设完成后后期做声学设计的改造,都不会花费大量的成本。

另外一个原因是《中小学设计规范》和《民用建筑隔声设计规范》中关于噪声这一项并不是强制性要求,更没有有效的监管手段,所以大部分学校建筑没有达到相关标准。

教室声环境差引发的直接问题

  • 30%的学生如坐在窗边和坐在后排的学生听不清,语言清晰度非常差?
  • 学生因为听不清索性就不听讲了,开始出现厌学情绪?
  • 学生无法集中注意力,老师讲的东西一知半解导致成绩下滑?
  • 老师为了让每个人都听清楚或掩盖学生在下面的讲话声而刻意提高音量?
  • 老师长期提高讲课音量造成身体不适如咽喉疾病?
  • 学生想学习但是坐在后面听不清又无法换座位导致师生或同学关系紧张?
  • 学生交了同样的学费但是却得不到应有的教学条件,教育不公平?
  • 长期处于恶劣的教室声环境中,老师和学生的身心健康水平下降?

根据《中小学校设计规范》(GB 50099-2011)9.4.1,9.4.2中规定隔声应控制在45-50dB之间
《民用建筑隔声设计规范》(GB 50118-2010)也明确指出学校噪声声级规范

声学设计关键概念

混响时间(Reverberation Time)

混响时间是表示声音混响程度的参量,指声源停止发声后,声压级减少60分贝所需要的时间,单位为秒。用T60或RT表示。

V:空间的容积,单位为立方米
S:空间表面积的总和,单位为平方米
ā:空间表面的平均吸声系数,为百分率。

01 影响混响时间的因素

房间的混响时间长短是由它的吸声量和体积大小所决定的,体积大且吸声量小的房间,混响时间长,吸声强且体积小的房间,混响时间就要短。所以已经建设好的教室要达到较好的混响时间,便需要对室内环境进行必要的改造,比如合理选用有效的吸声材料以及合理布置吸声材料,以达到良好的吸声效果,降低混响时间。

混响时间长短带来的影响

混响时间过短,声音发干,枯燥无味,不亲切自然,削弱声压级;

混响时间过长,会使声音含混不清,接收者无法清晰地获取信息;

混响时间合适时声音圆润动听,方便双方在舒适的声环境中沟通和交流。

混响时间是影响室内语言清晰度很重要的一个因素。如前文所说,我国的《中小学设计规范》中对此标准建议的是0.8s,与国外发达国家标准还是有不少差距的,而且具体的环境中标准还是需要实地进行语言清晰度测试,控制混响时间使语言清晰度达到最佳为准。

02 背景噪声

教室内出现的背景噪声包括室外传入的和室内产生的。室外传入的噪声跟学校所处位置周边的环境、教室门、窗、墙的隔音性和建筑设计周边的隔音设计相关。这些需要在学校选址和初始规划设计中就有意识的重视噪声这一问题,进行必要的隔声、隔振设计。室内产生的噪声则是跟教学无关的、学生老师不需要的声音,像桌椅挪动、教室内设备(电扇、投影仪、空调等)、学生做小动作等产生的声音。另外还有教室内的声音和外部传入的声音形成的共振导致的嗡嗡的低频噪音。这些背景噪声都需要在学校设计初始阶段或者建成以后进行噪音测量,尽可能降低背景噪音,提高声学环境。

03 信噪比

信噪比用来比较所需信号强度与背景噪声强度的数据,在教室环境中提高信噪比可以通过提高信号声量和降低背景噪音来达到。采用电声设备提高教师讲课声音级或者运用其他其他语音增强技术来提高教师讲课的声音,这种方式,既能提高信噪比,提高室内语言清晰度,又能避免老师担心学生听不清而一直提高声音造成的声带疲惫声带损伤等问题,保护了老师的健康。同样的,也可以在教室内采用反射吊顶,将教师的声音更多的反射到教室后部,让后排座位的同学 获得同等的语言可懂度,更好的听清老师讲课。

04 语言清晰度(可懂度)

语言清晰度和可懂度是语言经过传输,受到各种失真(处理)和干扰后,能够听清或听懂的程度。目前,经常使用的清晰度的评价方法叫做STI。这种测量方法的特征是计算自声源连续发出声音的直达声,经过各种各样的反射,以及噪声的干扰程度,并用0~1的数值表示听取的难易程度。

04 设计方向

针对外部噪音影响,可以对教室的门窗和墙体做隔音处理,避免不同区域相互干扰。

如:窗户可调整为双层玻璃,门可以选用隔音门或原门体覆盖隔音毡并在缝隙处做密闭处理,墙体可覆盖隔音毡。

针对课室内部声学设计不合理的影响,可以对教室的天花做吸音吊顶处理,布置吸声材料可以控制混响时间,以确保讲话的清晰度,同时这些吸声材料应该在空间中分散布置以获得均匀的声场,使不同区域的学⽣都能听清老师讲课的内容。

如:教室天花悬挂吸音模块/吸音模盒。

吸声材料(NRC 最少值为 0.70)的安装面积应接近地板面积。安装位置不仅限于天花板。室内的平均吸声系数应大于 0.50,混响时间控制在 0.5-0.7 秒。

在天花板中部和距离教师位置最近的壁面安装反射板,以提供有益的早期一阶反射声。根据光线追踪分析结果所得,22-50 毫秒的延时是最为合适的。

后墙做吸声处理,安装吸声材料,以减少回声等声学缺陷。

若需提高教师的声音响度(有些教师的声音比较柔和),可在后墙安装声扩散产品。



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