合班楼教室声学设计与分析

杜传梅　马芹永　尹　楠

（安徽理工大学土木建筑学院，安徽 淮南 232001）

摘 要：声环境作为建筑物理的一个重要组成部分，越来越受到 建筑设计人员的重视。安徽理工大学北校区3号楼原为化工部化校老楼，并校后进行了装修 改造但听课效果不良。通过对教室声学问题进行了细致深入的研究，提出了根据建筑声学理 论，确定房间容积和混响时间，利用混响时间公式，用计算法对教室进行建筑声学设计，为 教室音质设计提供了参考依据。

关键词：教室；混响时间；声学设计

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

教室与学校教学工作息息相关，对教室做有效声学处理，使其具有良好的声环境，将有利于 学生学习，方便教与学的相互交流。良好的教室声环境要求教室有适当的混响时间，足够的 响度且声场分布要均匀，要求有较高的语言清晰度，无回声、声聚焦等声学缺陷以及无明显 噪声干扰等等。教室的音质设计就是与建筑设计及室内设计配合，选择良好的体型，确定合 理的反射面和吸声材料布置方式，选择适当的混响时间，有时还要确定合理的扩声系统布置 ，以便使老师的声音能够清晰完美地传到每个学生耳中。关于教室的音质设计方面前人已做 了一些工作：如文献［1］中对大学150人阶梯教室音质进行了研究，介绍了新建阶 梯教室 音质设计方法。文献［2］对两种不同类型教室的房间比例、混响时间等建声参量分 别进行 了实际测量和计算， 利用有限元模型模拟方法给出了部分声场分析。 文献［3］通 过高校 有关声学的建筑工程案例,对高校的声学建筑设计进行了探讨,针对其不同功能要求的声学建 筑,围绕声学重要指标提出了建议和注意事项。本文对本校听课效果差反映强烈的北区3号楼 教室进行了混响时间实际测量和理论计算且进行了相应的声学分析。1 教室的声 学要求

做为教学用房为获得良好的清晰度，最重要的手段则是控制教室的混响时间。为保证语言清 晰度，教室的混响时间要求较短，而通常所说的混响时间的控制重点是指中频(玣=500~1

000 Hz)的混响时间。文献［4］126给出了不同体积房间及不同用途的 最佳混响时间（见表1）。表1 最佳混响时间与房间容积表

在一般小型教室，主要是防止混响时间过长 ，特别是在听众没有坐满时；大型教室或讲堂还要适当设置反射表面，以充分利用第一次反 射声，保证室内有足够的声压级［4］68 。首先测量房间长、宽、高尺寸并进行比例 确定［4］74（见表2）。

根据选择好的房间尺寸求其容积。容积的大小影响混响时间长短。

纳学生108人,教室内设有两个走廊(见图 1)，可见教室 的建筑比例不是最合理的，但一时也无法彻底改建。在师生中对教室听课效果进行了调查： 多数师生反映教室听课不清楚，教室后部听课感到很吃力。首先对教室的空场、满场混响时 间进行了测量（见表3）。

表3 声学处理前混响时间实测值

频率/Hz1252505001 0002 0004 000玹60(空场)/s1.952.562.322.852. 211.44玹60(满场)/s[]1.39[]1.39[]1.13[]1.03 []0.83[]0.75[BG)F]

然后对教室进行声学处理：主要在后墙设置矿棉吸声板（17 mm）、侧窗设置灯 芯绒窗帘（打折200%）根据模型利用公式［5］对混响时间进行了理论计算（见表4） 。

图2中， B为处理前空场时混响时间实测值； C为处理后空场混响时间理论计算值；D为处理 前 满场时混响时间实测值；E为处理后满场时混响时间理论计算值；F是从表1得到容积为250

m3左右的厅室在500~1 000 Hz满场时的最佳混响时间(不高于0.6

s,以0.6 s为一个大致的标准线)。可见在声学处理前混响时间是 远远高于0.6 s的，致使老师上课后面同学们根本听不清楚；进行了相应的声学处理后 基本上满足了教室声学要求。通过模拟实验教室上课师生反映良好。3 结束语

教室作为最重要的学校建筑之一，其室内听闻环境的好坏直接关系教学质量的优劣。近年来 ，世界卫生组织以及英国、美国等许多欧美国家都已经建立或着手建立相应的教室室内声学 环境方面的标准或规范。对于100座左右的教室，混响时间指标非常重要，较为理想的满场 设计值是中频0.4～0.5 s，超过0.6 s清晰度会受到影响。本文通 过对本校教室采用了现场测量和理论计算两种方法，从室内声学设计方面分析了在教室中存 在声学问题的原因，从而从理论上找出了解决办法。为教室的建筑设计和后期声学改造提供 了一些可行的理论方法，对改善教学环境，提高教学质量有一定的意义。

参考文献：

［1］ 陆凤华，王默识，路振光，等．大学150人阶梯教室音质研究［Ｊ］．太原 理工大学学报，2002，33(3)：273-274．

［2］ 李婧，朱晓天，赵秀玲．教室声学设计分析［J］．南方建筑，2006(9)：23 -25．

［3］ 钱汉中．高校建筑声学设计案例分析［J］．科技文汇，2007 (7)：194-1 95．

［4］ ［美］F•爱尔顿•埃弗莱斯特．家庭和播音室声学技术［M］．北京：电子 工业出版社，1984：68，74，126．

［5］ 刘加平．建筑物理［M］．北京：中国建筑工业出版社，2000：283.

(责任编辑：何学华)第4期