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教室声学环境(译)

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发行这份出版物的目的是为建筑师、教育者和校园规划者在新建或翻新教室时提供一份声学参考材料。发行这份出版物的目的并非取代专业的声学顾问服务,而是用来帮助人们理解创造理想的教室听环境的要求。堪萨斯大学建筑工程系的Bob Coffee,FASA为发行资料提供了监督。本出版物发行于20008月。
这份出版物是由堪萨斯大学建筑工程专业的高年级学生Benjamin Seep, Robin Glosemeyer, Emily Hulce, Matt Linn, Pamela Aytar为美国声学学会建筑声学技术委员会准备的。堪萨斯大学建筑工程系的Bob Coffeen,FASA为此课题提供了督导。本出版物于20008月正式发行。
简介
美国现在正处于历史上规模最大的校园建筑和翻新阶段,在对教育越来越重视的前提下,我们必须抓住机遇结束一个长久以来美国的惯例:教室建筑的声学环境低下。这个隐形问题虽然对学习有着深远的影响,但其实很容易解决。过度的噪声和混响影响了语言清晰度,结果降低了理解程度,致使学习效果的下降。在美国的许多教室里,语言清晰度为75%甚至更低。这意味着在语言清晰度测试中拥有正常听力的听者们只能够听懂被朗读的词汇表中75%的词汇。试想一下这样一本教材:每四个词中就有一个词无法听清,试想一本四分之一的词汇都无法听懂的课本不但要理解,还要对其进行考试,听起来是不是很荒谬?是的,这就是目前全国各地的在校学生们每天正在面对的切实状况。
许多教育者们意识到在有听力障碍的儿童们使用的教室里改进声环境是十分重要的,但是他们认为并没有必要在听力正常的儿童们使用的教室中进行这样的改进。然而许多听力正常的学生也得益于较好的教室声学环境,其中包括因听觉处理问题造成学习障碍的学生以及英语是其第二语种的学生们。通常,这些学生并不会被安排在单独的声学条件较好的教室里,而是将其纳入其他学生中间。另外一个学习特别依赖于有效声学环境的人群就是无法根据上下文判断语义的年幼的孩子们。由于他们词汇量和经验有限,在老师的讲课中如果听错了一些词句,他们将高年级学生更难以自行填补思路上的缺失。基于这些考虑,很明显,经过改善的教室声学环境将使广大的学生受益良多。
尽管改善教室声学环境并不昂贵,这个问题却成为痼疾,这是为什么呢?主要的原因并非资金短缺,而是对这些问题及其解决方案缺乏认识。1998年,全国用于学校建筑的经费高达79亿美元。只要从中拿出一点零头,所有的这些空间都可以设计或改建为具备良好听环境的场所。然而这需要建筑师以及校园规划者们在最初开始设计工作的时候就把教室声学设计纳入考虑。最好的解决建筑声学问题的办法是防患于未然,而非亡羊补牢。在设计过程中,声学问题通常可以通过事前的考虑以及对相同建筑材料的不同布置来避免。而通过修缮改进在设计上有先天缺陷的建筑声学状况将会昂贵得多。尽管如此,用于改进所付出的代价比起糟糕的教室声环境给千百万儿童在学习上造成的损害相比,还是要小的多。
数十年来,人们早已熟知教室声学环境的重要性以及创造这种环境的方法。但建筑师、规划者、理人员、教师和家长们并未很好地利用这些知识。这本小册子正是为新建或翻新的教室建筑中有关声环境的问题及其解决方法提供了总体概述。在这里提供了简单实际的说明及例子,在附录中提供了定量定义和计算公式,以及更为详细的信息和资料。关于有特殊声学要求的空间如剧场或音乐室以及任何复杂噪音问题的空间,最好是由专业的声学专家来解决。


基本概念:
我们经常谈论想要建造拥有良好的声环境的房间,但是这成为了一个含糊甚至几乎毫无意义的术语。并不存在一套单独而通行的标准能够为所有的房间使用提供良好的声学环境。小教室,大教室,音乐教室,礼堂以及体育馆都有不同的声学需求。要理解这些不同的空间应该如何去设计,我们必须首先让自己去熟悉一些声音的基本属性。在公元前一世纪,罗马建筑师Vitruvius在《De architectural——他著名的《建筑十书》中说道:声音沿无穷循环的环传播,就像当一颗石子被扔进平静的水面时所产生的数不胜数的不断增加的环形波。不同的是,在水中圆是沿水平方向在一个平面上运动,而声波不但沿水平方向传播,同时在垂直方向上也有规律的阶段性的上升。” Vitruvius并未完全理解声音,但在这一点上它是正确的。一般说来,声音自一点以波状沿各个方向散射,直到它遇到墙或天花板一类的障碍物。在建筑声学中,声波的两个特征值得我们注意:强度和频率。声强是表征声波听起来有多响的物理量。频率同样可被测量,它是表征音调的主要物理量。例如,一架钢琴右侧的琴键比左侧的琴键音调偏高。如果一个声音只有一个频率,我们称它为纯音,但是日常生活中的大部分声音如话语、音乐以及噪音都是由一组不同频率的声音组成的复合声。当声波运行过程中遇到一个表面时,频率的重要性就体现出来了:不同频率的声波会有不同的反应。人耳的灵敏度也根据频率不同而变化,一般说来我们更容易被中高频的噪音干扰,特别是纯音。把声音想像成柱状,像一束光一般穿行于空间中遇到一个物体。当它撞击到一个表面,有几种情况可能会发生,包括:
透射:声音穿过表面进入到表面后的空间中,像光穿过一扇窗一般。
吸收:声波像水被海绵吸收一般被吸收了。
反射:声波入射到表面后像皮球撞到墙面后弹开般改变方向。
散射:声波入射到表面后象被保龄球击中的瓶子般向各个方向发散。
要记住,这些现象可能会同时发生。例如,当声波入射到一堵墙时,它在被反射的同时会有部分被吸收,因此,反射声不会像初始时那样响。声波频率的不同对此也会产生影响。许多物体的表面吸收高频声而反射低频声。吸声系数(α)和降噪系数(NRC)被用来表征材料吸声的能力。反射声带来了一个特殊的问题:不连续的回声。大家都很熟悉这样一个现象:在大峡谷中大声呼喊,几秒钟后会听到回声。回声在室内同样会发生,尽管可能发生的较快。如果老师的声音连续不断地从教室的后墙反射回来,每一个回声都会影响下一个词,增加了理解的难度。回声也是体育馆中常见的一个问题。另一种影响听力的回声是颤动回声。当两个平坦坚硬的表面处于平行状态,声波将在两者之间快速的来回撞击而产生响亮的效果。这种现象在两面墙或底板和天花板之间都可能发生。声强级与声压级以分贝(dB)来衡量。通常,较响的声音比相对柔和的声音分贝数更高。由于分贝的增长是对数级而非线性的,因此分贝不能以通常的方法相叠加。一个被称作混响时间的重要声学量(RTRT60)被用来判定声音在室内衰减的速度。混想时间取决于房间的体积以及各表面的材料。大空间:如大教堂和体育馆通常混响时间较长,并且听觉感受明亮,有时给人以饱满的感觉。而小房间如卧室,录音室通常混响时间较短,给人的听觉感受是干瘪或呆板。两个房间之间的隔墙的降噪量通过测量一间房间内产生的声音通过该墙后传入临室的百分比获得。(见图2)降噪量由声源所在房间的噪声级与接收房间内的噪声级以分贝数的形式相减计算获得。信噪比是衡量室内语言可懂度的一个简单的比率。教师发音声级的分贝数减去室内背景噪音级的分贝数就等于信噪比的分贝数。信噪比越高,语言清晰度约高。当信噪比是负值时(即背景噪声强于教师的声音时),教师的话将很难听清。同样应该值得注意的是,在房间的不同角落,随着信号声级和噪声级的变化,信噪比也在变化着。典型情况通常有两种:
1)在教室的最后,教师声音的声级降到了最低值。
2)在噪声源附近,噪声级最高,例如在一台壁挂式空调旁边。
研究表明:当教室中的信噪比小于10个分贝时,对于具有平均听力水平的儿童来说语言清晰度严重降低。在听力上有缺陷的儿童需要至少15分贝的信噪比。语言清晰度可通过在室内使用词汇表朗读测验来评估。测试者从一个标准词汇列表中朗读单词,听者们写下她们所听到的词。听者们正确听到的单词数就是该房间语言清晰度的一个度量。如果对以上话题更感兴趣的,附录中提供了更多的资料。

教室声环境指南:
现在我们已经对声学的一些基本原理有了一定的了解,我们现在来学习如何将它们应用于创建教室中的理想听环境。以下的指导方针是为典型的大约容纳30名学生,讲课位置位于教室前端,或以小组形式学习的教室所制定的。关于体育馆,餐厅和礼堂的建议将在下一部分提供。
混响时间
尽管混响时间过长是教室声环境差的常见病,有一个办法可以解决。教室的混响时间在0.40.6之间较为理想,但现有的许多教室的混响时间长达一秒甚至更长。图3给出了典型的教育建筑理想的混响时间。已建和未建的教室的混响时间都可以通过赛宾公式准确而方便的得出。变量有房间体积,不同表面材料的面积,以及这些材料的各频率吸声系数。吸声系数是表征声波的能量将有多少被一种材料吸收的物理量。有两种减少房间混响时间的方法:或者减少房间的体积或者增加声音的吸收。虽然减少体积并不总是可取,但对于天花板较高的旧教室而言比较适合。在这样的空间中,增加吸声吊顶板将会从减小体积和增加吸声两方面有效地改善其声环境 。然而,增加吊顶常常需要安置新的照明装置并与较高的窗子相冲突。后面的研究将会告诉我们针对高天花板的教室还有其它的解决方法。增加房间的吸声可以通过增加更多的软质材料来达到,如织物面的玻璃纤维墙板,地毯或声学吊顶板。目前,已有许多同类产品进入市场,而且如果做好提前设计,使用普通的建筑材料也可以获得适当的教室混响时间。吸声材料最好布置在整个房间而不是集中在一面墙或天花板上。在许多教室中,只使用声学天花吊顶板就可以将混响时间降至理想的水平,然而,这并不能处理来自墙体的回声问题。而且各种声学天花板也不尽相同。应查阅规格说明书,从中找出降噪系数大于等于0.75的天花板。为了同时吸收高频声和低频声,在结构顶棚下悬挂吊顶是十分必要的。仅在教室地板上铺一层地毯不会明显地降低教室的混响时间,尤其是低频混响时间。但地毯能够很有效地减少学生们在地面上拖动桌椅时所发出的噪音。

无用的反射声
如上面所提到的,回声影响了讲话的清晰度。可以利用吸收或散射来控制回声。当布置吸声材料减少混响时间时,同样应考虑如何布置才能减少回声。在教室的后墙上布置吸声材料可以防止教师的声音由后墙反射回教室的前部。同吸收一样,散射也可将反射回教室的能降至最少。将一个散射体放置在教室的后面,将声音分散到许多方向,这样在任一特定方向上的声级都将大大减小。发生在教室前部教师讲课处的墙体之间的颤动回声是一个十分严重的问题。有一个简单的方法可以测试是否存在颤动回声的问题:站在教室中央各平行表面的中间,用力地拍一下手。如果颤动回声存在,将能听见拍手后由于声音迅速在两面墙之间来回撞击所产生的尖锐或响亮的声音。试着向不同方向转动身体并拍手来判定是哪两面墙导致了颤动回声。为减小两面平行的硬质墙之间的颤动回声,可以将其中一面或两面都覆以织物表面玻璃纤维板或类似的吸声材料。将这些板交错地排列在相对的两面墙上能达到很好的效果:每面墙上的材料正对着对面墙上没有覆以材料的墙体。将两面墙之间的角度张开至少8度同样能够消除它们之间的颤动回声。

有益的反射声
以上我们讨论了在教室中减少回声的方法,但在有些情况下我们希望对某些特定的回声进行加强。这在混响时间短的大教室中尤为突出。教师声音的能量在到达教室后面的学生前就可能被软质的天花板吸收了。可以在室内的前部安装一个声反射石膏板天花或在天花的中央设置一个硬质反射表面,使教师的声音传遍整个教室。这些表面可以将声音向教室的后面反射。为了使有反射体的教室保持较短的混响时间,在两侧或后墙上增加一些吸声材料是十分必要的。对反射体的需求与教师采用的教学方式有关。例如,反射体在授课教室中较为有效,而在小组式教学的教室或实验室中就不需要。

机械装置噪声
机械装置带来的强环境噪音例如嘈杂的取暖、通风及空气调节(HVAC)系统在现有的学校中是十分常见的。这对于教师和学生都是十分严重的问题。教师为了获得较好的语言清晰度,必须保持10dB的信噪比,因而不得不提高音量。这导致许多教师每年中都会有几天因为嗓子过度紧张而病倒,花费了本应用于购置静音机械设备的纳税人的钱。同时,学生们不得不费劲地听课或者变得心烦意乱无法集中精神。机械噪声主要源于糟糕的规划设计,并且对于已有教室来说改进难度大且代价昂贵。尽管如此,过度的机械噪声可以通过前期合理的设计来避免,只需很小甚至是不必付出额外的代价。设备工程师们对此问题常常无意识或者对此并不敏感,因此应该提醒他们噪声控制是一个严重的问题,且必须在设计和购买阶段就加以解决。
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测量机械噪声有多种方法。其中一种较好的测量标准是教室里的噪声强度不应该超过NC25NC30NC,即噪音标准,是根据噪声在某些频率上的声压级确定的:具体方法是将噪声值绘制在一张图表上,通过比较结果来建立NC曲线。另一种行之有效的测量标准是教室噪声不应该超过35dBA 这种方法易于测量,用数字显示所有频段噪声声压级,并模拟人朵的听觉特性,人耳对低频声音不敏感。一般情况下,房间的噪声用A声级测量要比用NC测量高57 dB

寻找房间内的噪声源如大海捞针一般困难。噪声源有很多,应付复杂的情况必须有专业的声学专家及定位、 噪声测量仪器。鉴于此, 1 列举了一些常见问题,这些问题你会在现有的一些中央空调的房间内发现。

就机械噪音这个问题,古语说得好:防患于未然。为防止这些噪音,请在设计教室时牢记以下准则:
将风机盘管或变风量装置等房顶上的机械远离教室等的噪声敏感区域。在走廊内设置这些装置,在教室外设置管道。尽量避免将任何主要的机械设备放置在教室内部、上部、或附近。
选择低噪音的空气处理设备。

选择较大管道,尽量降低空气循环率。选择噪声低于NC20 NC25空调设备。.
在管道运转方面增加投入。这将减少机械噪声及房间内部通过管道系统传递的噪音。管道设置的优劣详见图。
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避免在教室内使用组合式空调、风机盘管、或无管道的分体通风系统。这类设施通常含有鼓风机,有时还有压缩机,声音巨大且难以改变位置。

内部噪音源
附近房间传来的噪声往往会干扰学习,尤其是在安静的自修时间或考试期间。五十年前,学校的墙壁大都是由沉重的砖块或混凝土建造的,噪声问题并不明显。然而近几十年来,由于降低建筑成本的需要,墙壁都采用了薄而轻的材料,隔声效果很差。更糟糕的是,六七十年代许多开放式设计的教室之间根本没有任何隔断。虽然现在有些学校已经将这些教室隔开,但隔声效果却不尽人意。
如果你想确定现有的两间教室之间的墙壁是否合格,可以做个简单的试验:在一间教室内放置一台电视机或显示器,将音量调至后排可以听清的程度。然后,在另一间教室收听效果。若声音微弱或根本听不到,证明墙壁的隔声作用良好;若声音较大,甚至清晰可辨,证明墙壁需要改造。
下图6列举了石膏板墙建筑的优劣。一般说来,墙壁的质量越大,减噪效果越强。但是,厚而结实的墙壁造价过高,而且占用了宝贵的房屋面积。一种行之有效的折衷办法是:墙壁由两层沉重的材料内部夹有一层空间构成。由两层 5/8 英寸厚的石膏板制成的钮扣式墙壁即为一个典型的例子。建造这类墙壁时,要注意重叠摆放石膏板,以避免两层的接合处排列整齐,形成可供声音穿行的通道。除此之外,在墙壁内层加入玻璃纤维或绝缘的矿物纤维也可抑制噪音的传输。在降噪方面,墙壁就如木桶,降噪效果是由其最薄弱的一环来决定的。
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门、窗、小的缝隙、裂纹、格子窗、天窗都会完全抵消墙壁的降噪功效。墙壁、地板及天花板上的缝隙必须用声学密封剂密封。其它方面良好的墙壁,若嵌有过薄、中空或门下有较大缝隙的门也会造成声音的泄露。密封而坚固的门是最佳选择。例如,最好不要将两个邻近房间的门设在一处,这样噪声传播途径较短 (上图7列举了设计的优劣)。而且,教室的门不应该直接相对设在走廊的两侧。两侧室门位置的不规则会增加并弯曲声音传播的路径。
为增强效果,隔断墙壁必须从建筑地面延伸至建筑顶棚,否则,声音极易穿过内部的吊顶,经过隔断墙壁,传至另一间房间的顶棚。(见下图8)这一点往往在加高墙壁时被忽视,比如隔断开放式设计的教室时就容易发生这种情况。
预防性设计可以排除使用造价高且厚重的墙壁。设计期间应考虑哪些房间噪音较大(机械工作房间、健身房、餐厅、音乐教室、工业设计车间等),并使用隔离地区(走廊、贮藏室、休息间等)分隔重点收听地区(教室、图书馆、特殊教育地带及办公室)。


外部噪音源
外部墙壁的降噪也很重要,因为学校外面很多吵闹的活动,具有扰乱学习的可能性。鉴于此,许多学校采用了砖块及混凝土结构的外部墙壁,降噪效果较好,但不适当的窗户却导致大量噪声传入。 为减少噪声,窗户必须密闭良好。双层玻璃减噪性能优于单层玻璃(而且绝热能力强,能量损耗小)。其它常见的噪声源是壁挂式空调,这类机器的管道直接伸向外部,不但外部噪音会从管道传入,而且本身也会产生巨大声响,所以应尽量避免使用
在选择校址时,应考虑到可能影响学习的外部噪声源,并设法使教室远离这些区域。常见的噪声源包括:飞机低空飞行区域,拥挤的街道,空闲的学校校车,操场,游戏场所,外用机械设备,常有垃圾车清理的垃圾转运间,割草机经常出没的草坪,有大型机械的附近的楼宇。

扩声系统
扩声系统通常是指FM广播系统。在一些信噪比较低的教室里,也不失为一种造价相对较低的降噪方法。
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一个典型的扩声系统包括:一只无线麦克风,由教师配戴,以及一个或几个扩音器,分别安装在教室的前端、顶端、或墙壁上,向学生们传递声音。通过增强教师声音,信噪比也相应提高,使收听的清晰度大大改善,并降低了对教师音量的要求。对于存在大量机械噪声、降噪比较困难或昂贵的房间而言,这种方法是比较适用。但这种系统也有一定的局限性。例如,一个混响过长的教室会造成扩音器不能发出的大的声音,致使收听的清晰度降低。无论教室是否使用扩声系统,采用声学手段减少混响时间都至关重要。

该系统的另一个缺点是只能保证教师的声音。学生在向教师提问或在小组之间组织讨论时,声效无法提高。有些系统提供了另一只学生之间可传递的手持话筒。但是,这种麻烦的解决方式又会阻碍自发的讨论。而且如果话筒不能紧贴着说话人,还会传出周围的声音,并不能有效改善信噪比。另一个问题是,扩声对其它教室而言,又成为一种噪音。尽管如此,扩声系统对于噪音较大的教室讲,成本低廉,行之有效,通常比不做任何改动要好。


教室设计优劣举例
如何使这些复杂的因素协调起来呢?本章将提供具体事例显示如何用建筑手段控制混响与回声。
从声学角度讲,开放式设计的教室可能是最糟糕的。虽然这对某些教学方法或师生间的交互作用有益,但却存在严重的声学弊端。学生们极易被邻班的声象信号所干扰。而且听力不好或精神不集中的学生在有机械噪声的情况下听课尚有困难,那么当噪声为清楚的信号时,他们的情况又会怎样呢?为克服这些问题,许多开放式设计的教室都采用了半高的隔断或象窗帘一样可移动的隔板。这些隔断消除了视觉障碍,但对于降低噪声却鲜有帮助。(下图10列举了一个开放式设计的例子)。
另一个不适当的设计是具有高大的石膏板天花、坚硬的墙壁及地板的教室。这类教室的混响与回声会大大降低收听的清晰度,尤其是对于年幼的孩子们。混响不同于机械噪音,无法通过提高教师音量来克服。必须采用吸声装修吸收有害的反射声。(见下图10a 对于吸收材料的建议,请参看附录提供的混响时间表。以下是非传统的解决方式。
在教室安装吸声的内置天花板,并在地板上铺上地毯,就会起到很好的声学效果,使混响时间减少许多。这种方法对新教室的建设和现有教室的改造都比较经济。对于中小型教室,如果使用超过NRC0.75的内置天花板,其混响时间即可以接受。地毯对于高频噪音有一定的吸收作用,但主要是用来降低学生们自己制造的噪音(见图10b)。不幸的是,这种方法对于控制墙壁的混响毫无作用。不过,如果刻意安排橱柜、书柜等家具,隔断大而平的墙壁也可以减少回声。

演讲式教室的最佳设计是将天花板的部分吸音材料移至墙壁上,保持顶棚中央坚硬,以确保将教师的话反射至教室后部。这种半吸收、半反射的天花板看似复杂,却可以用标准的分格方式建造。只需将声学吊顶板沿天花板四周放置,顶棚几格安放石膏板。如需向教室后部反射更多声音,可根据教师在前部所处位置设置天花板的反射面。这部分反射面必须由夹板或石膏板一类的坚固的材料构成,并且能够喷漆以便与整间房屋协调一致。在墙壁中放入吸声材料同时还可以减少反射,消除回声。2英寸厚的有织物面的薄玻璃纤维板性能良好,因为这种材料外型美观,表面粗糙,并可吸收部分低频噪声。再在地面加上地毯,将会是一间声学效果极佳的教室,混响时间短,没有回音,反射均匀,内部噪音小。而这一切均是由普通的建筑材料完成的(见图10c)

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个案分析陈旧教室
这类教室通常存在于陈旧的教学楼内,由于声学条件差、收听清晰度弱,而成为教师抱怨的焦点。这只是大学的教室,还有很多小学和中学的教室也是如此设计,而且更加陈旧。下图11所示的房间装有高大的石膏顶棚及许多高大的窗户。由于初建时没有安装中央空调,所以又加入了几组噪音很大的窗式空调。为改善房间的声学环境,需要测量几组数据--因窗式空调引起的噪声以和混响时间。在不影响房间整体美感的情况下,改善声学环境,非常重要。
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由于顶棚较高且缺少吸声材料,中频音的混响时间长达1.5秒。加入一层吸声吊顶板将大大改善屋内声学环境,而且视觉方面不会有太大影响。为避免妨碍窗户的高度,吊顶板必须斜置在侧面,一个全新的内置顶棚未必能与教室原有的建筑相协调。反之,2英寸厚织物面的玻璃纤维可以与屋内色彩相配。纤维与其它照明设施等高。这样既可以保持美观,又不必象通常加吊顶板那样更换照明设施。这种玻璃纤维板还可加在窗户之间的墙壁上,以防止回声并进一步减少混响时间。经过改造,中频音的混响时间降为0.5秒。在许多吸声吊顶板不适用的教室内,可以使用类似的解决方法。
室内空调系统也用声学方法加以调整。原有的窗式空调噪音强度高达NC57。学校决定将原有的窗式空调更换为压缩机外置的壁挂式两速风扇系统。这样,虽然改善了室内的制冷系统,但并未完全解决噪音问题。当风扇高速运转时,附近的噪音强度降为NC47。虽然比原来降低了10dB,但仍然不尽人意。在屋子的另一端,噪音强度为 NC43。当风扇低速运转时,噪音强度为 NC36 NC33。虽然风扇低速运转时,产生的噪音比较符合标准,但是,其高速运转时的噪音远远高于标准。由于经济或施工方面的原因,必须采用室内风扇系统时,应安装多速风扇系统,而且,此系统必须能够在风扇低速运转时即可完成制冷任务。

特殊房间的声学指导原则
本文旨在提供教室声学的指导原则,本章将就普通教室的声环境问题加以讨论。这些指导原则并不象前文关于教室的论述那样容易理解,如消除机械噪音及有效降噪等问题。但这些原则也适用于餐厅、体育馆及礼堂。作者不愿涉及到音乐教室,因为这类空间对声学要求较高。具有特殊用途的房间过于复杂,应由专业声学专家进行处理。
困扰餐厅和体育馆的常见问题是混响时间(RT)过长。因为其空间过大,而且多为硬质顶棚。在餐厅内,混响时间过长导致噪音累积,学生们为了互相交流,不得不提高音量,最终产生了巨大的噪音。体育馆内,经常举行体育活动和集会,设计欠佳的广播系统播音的清晰度及音质、音效都很差。

改善这些较大空间的吸音效果有几种方法。在新建筑中,如果天花板是由金属框架构成的透明顶棚,应考虑使用底端附有穿孔及玻璃纤维的金属框架用以吸声。这样可以在不过度增加建筑成本的基础上,大大减少混响时间。另一种适于新建或改造的方法是从顶棚悬挂障碍物或横幅。这类物品通常由几英寸厚薄塑料或布面的玻璃纤维构成。它们易于安装,颜色各异,不会影响房间外观。在墙壁上放置玻璃纤维或木质纤维板也能起到减少混响时间和降低回声的作用。
体育馆和餐厅本身就很嘈杂,而且还会影响到附近的教室。因此,应将这类场所与教室分开,不要将教室安排在体育馆下面。篮球一类的触地声是个严重的问题,在新建筑中纠正起来费用昂贵,在改造过程中,更是价格不菲。
学校礼堂举行的演讲、影剧、舞蹈、音乐等活动都要求有良好的声学条件,但每项活动的具体要求又各有不同。为满足这些要求,礼堂的声学条件必须折衷以具备各项功能,同时,又不能有技术上称之为特殊声效的功能。特殊声效包括使用隔板、帏帐及其它可通过移动来改变反射及混响时间的材料,以及各种声学道具。要想使这些复杂的房间获得满意的声学效果,最好咨询专业的声学专家。以下的几个段落仅提供了一些设计原则及常见的缺点以供参考。
将礼堂与餐厅或体育馆结合起来,既节约费用又节省面积,看上去似乎是个好办法。然而,鲜有人这样做,因为即使这样设计,结果也不会出现一个声效良好的礼堂。礼堂要求的是加强单一位置的声效,而餐厅及体育馆需要的是抑制许多声源发出的噪音。这一冲突无法有效解决,因此这种结合应尽可能避免。礼堂房间的形状对于声音反射至观众的效果非常重要。应尽可能避免以舞台为圆心的宽型扇面设计。凹形后墙将使回声聚集到舞台上的演员处,同时如果侧墙张得太宽,就不能有效地把声音反射给观众。为了使后排的观众听到反射回来的声音,底层包厢的高度应少于其与地面距离的两倍。扁平的天花板将把回声反射到礼堂的后面,因此天花板的某些部分应有一定的角度,使回声能传给观众。像金字塔、汽缸或其它特殊形状扩散体的Convex漫射镶嵌板有助于把声音分散在整个礼堂里,并能减少离散的回声。墙壁可以用水平滑动或垂直拉动的厚布料覆盖,需要时可增强吸音效果,不用时可移开。



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发表于 2009-12-14 09:05 | 显示全部楼层
恩~不错~留着好好看

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发表于 2010-8-27 21:37 | 显示全部楼层
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