教室的声学设计

                               维也纳声学 郎宇福

一、声学设计依据

       《民用建筑隔声设计规范》（GB 50118-2010）

二、教室的声学设计指标（摘自《民用建筑隔声设计规范》）

为使室内有足够的声级和短的混响时间（小型教室在0.6s以内，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。

 各类教室空场500Hz-1000Hz的混响时间

注：1、表中混响时间值，可允许有0.1s的变化幅度；房间容积可允许有10%的变动幅度。教室的允许噪声可取NR-25标准，至多也不宜超过NR-30。

教室噪声控制

    普通教室之间的隔墙应具有45dB以上的隔声量，电化教室之间的隔墙至少有50dB的隔声量，并要注意避免应墙体内嵌入配电箱、接线箱等而使墙体隔声性能大幅下降。

                各种教学用房室内允许噪声级

                 各种教学辅助用房室内允许噪声级

              教学用房隔墙、楼板的空气声隔声标准

       教学用房与相邻房间之间的空气声隔声标准

              外墙、外窗和门的空气声隔声标准

               教学用房楼板撞击声隔声标准 

注：当确有困难时，可允许普通教室之间楼板的撞击声隔声单值评价量小于或等于85dB,但在楼板结构上应预留改善的可能条件。

1. 足够的响度:在室内的各个位置都能听到适量的声音

1. 室内声场均匀，声场不均匀度应该在±4dB。

1. 合适的混响时间

1. 室内不应到外界噪声的干扰

三、教室声学设计内容

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教室的体型设计

对于中小型教室，矩形是最适宜的体型。矩形教室不仅有利于课桌的安排及采光，还能提供丰富的侧向反射声发射声

同时在讲台两侧和顶部设置反射面，将声音反射至教室后部，可以提供后排座位的声压级，从而改善这些座位的语言可懂度。但矩形教室一般都有平行墙面，为了避免颤动回声和驻波等声学缺陷现象，平行的墙面应该尽量做得凹凸不平，并布置反射扩散体，来增强反射声并利于声场均匀。或者将一面墙布置吸声材料，另一面墙不布置吸声材料从而避免声学缺陷。

当教室面积较大，座位超过350座时，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，避免学生对直达声的吸收，增加后部的直达声功率。这也是被称为阶梯教室的原因。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。

后墙：扇形教室的后墙为凹面墙易造成声聚焦等声学缺陷，所以在扇形教室的后墙需要布置强吸声材料。如果设计允许最好可以将一些具有抗冲击的聚砂吸声板等吸声材料做的不平整或者异形布置在后墙可以达到吸声扩散双重作用从而更有效避免声聚焦这种声学缺陷。而矩形教室的后墙同样也需要做一定吸声处理，避免产生不利的反射声。

吊顶：由于顶棚可以把声音反射给听众而不受到遮挡，因此，顶棚靠近讲台的部分应尽量不设置吸声材料，以便均匀的把早期反射声分布到各个方向。顶棚后部由于易于使反射声延时太长，因此一般要做吸声处理。对于教室而言，不难通过几何声学的方法，由声线几何法确定出吊顶反射面的高度和倾斜角度，把老师声音反射至中、后学生区，使得各个学生均能得到照顾，并且使反射声控制在直达声以后的50ms之内。

侧墙：，为了视觉及通风的需要，教室内普遍开窗多，占侧墙面积的2/3之多，玻璃的吸声系数很小，且隔音能力差，容易造成室内混响时间偏长，且整个建筑的隔声能力下降。窗帘等离开玻璃、墙面一定距离，对中、高频也有一定的吸声作用。

混响时间的控制

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有缺乏丰满度，所以一般来说我们将中小型的教室的中频混响时间控制1.0s左右。

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。对于教室而言，不同于一般厅堂空间，不会存在于满座率的情况，因为通常来说教室这种空间在使用时几乎都是满场的。这时候我们就需要考虑人的吸声量，在教室空间当中，人体的吸声量占了很大一部分的比例，从而减少吸声材料使用，节约了成本。

一般的教室装修可以采用木质穿孔吸声板、聚酯纤维以及穿孔石膏板等吸声材料。对于阶梯教室可以在后墙采用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。同时由于阶梯教室的使用条件与一般的矩形教室使用条件不同，阶梯教室存在满座率的问题。所以要在阶梯教室中需要加大吸声量。常用于教室吸声降噪的材料有：聚砂吸声板、AGG无缝吸声板、AGG透声涂层、强化玻纤吸声板，复合吸声软包等；常用于隔声的材料为石膏板、硅钙板、阻尼复合隔声板，通过合理的构造进行隔声。

噪声控制

普通教室之间我们可以采用面密度250Kg/㎡墙板，隔声量在45dB以上，能满足我们的设计隔声要求。

普通教室与产生噪声的教室之间墙板可以采用以下墙体

隔声量在50dB以上，也能达到我们的设计隔声要求

窗户可以使用单层8mm厚度的玻璃或者双层4+4mm中空玻璃，平均隔声量分别在26.4分贝和28.5分贝，均能达到要求。在安装时候，一定要要在窗框和窗扇之间进行密封处理，避免隔声效果大打折扣。

如若有教室临近交通干线，可以使用双层4+8mm中空玻璃，平均的隔声量在32.8分贝。

声学建议

教室室内如有空调送风口等设置，应在风管内做消声处理。即在刚质风管做内保温（风管内贴满48Kx50mm厚吸声棉板（外包140g/m2玻纤布）如果风管较短，应采用消音风管加消声器的措施。如果空调安装教室内，则需要做好减振消声的措施。

声学材料和声学设计咨询

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