校园的建筑声学设计不仅仅是为了控制噪音,更涉及到声音的传播、反射、吸收等方面。通过科学的声学原理,校园内的建筑被精心设计,以求为每位学生和教职员工创造一个舒适、静谧的学习与工作环境。
校园内存在许多大空间场所,首先是图书馆,图书馆是学生学习和研究的重要场所,静谧的学习环境对于馆内的学生至关重要。由于图书馆通常是开放式的,里面可能会有大量的学生同时学习,在如此安静的环境下通电话或小声讨论都显突兀。此时,一个独立的隔音空间就非常必要了。
其次,诸如体育馆、礼堂、多功能厅这类大空间,一般会用于举办大型活动、会议为主,由于坚硬的平坦表面,若是天花和墙面不做任何吸声处理,声波就会在馆内多次反射形成回声,造成混响时间过长,影响参会人员信息的接收和体验。
美国佛罗里达州的一项研究表明,在未经声学处理的老式课室内,当学生坐在第四排时,语言清晰度只有50%,也就是学生们每两个字就会漏听一个。这意味着在第四排之后的学生们需要更加努力地去听讲,对要学习的内容都有可能遗漏。
在混响过长的教学环境下,受影响的可不止学生。德国不来梅大学的研究发现,教室的噪音平均分贝值为65dB。而德国环境专家委员会曾表明,65dB是导致心肌梗塞的危险阈值。
在如此嘈杂的环境下,教师必须要把授课的音量提到很高才能让学生听得见说话的声音。随着声音的分贝值不断提高,教师的心率也会上升,心肌梗塞的风险也会随之增加。
为了提高教学质量和学习效率,同时又要保障师生的身心健康,校园声环境设计应该怎么做呢?
01.
根据《民用建筑隔声设计规范GBJ118-2010》,房间面积≤200m²普通教室混响时间需要≤0.8s,>200㎡的混响时间控制在1s以下为最佳。如果是多媒体教室和音乐教室这类功能性场所,对混响时间要求更高,最低需要控制在0.6s以下。
教课室中常采用的吸声材料是中高频吸声板,分散分布在空间中以获得均匀的声场,使不同区域的学生都能清晰听到授课的内容。
其次,GB/T 50356-2005《剧场、电影院和多用途剧场声学设计规范》中规定了多功能厅堂的混响标准,在频率为500-1000Hz时,根据不同的容积对应的混响时间范围如下表所示。
GB/T 50356-2005《剧场、电影院和多用途剧场声学设计规范》
天花处可吊挂安装矩阵声学障板,以控制天花与地面之间的反射声能。
除此之外,墙面四周还可战略性地铺设精工环保声学软包,减少墙面反射带来的回声、颤动回声等问题,增强室内语言清晰度。
最后,体育馆的建声标准应符合《体育场馆声学设计及测量规程》(JGJ/T131-2012)。
《体育场馆声学设计及测量规程》(JGJ/T131-2012)
体育馆内设计重点在于顶部采取强吸收中高频处理,在天花处水平吊挂阵列声学障板。
墙面设置MGP绝燃通孔吸声板,吸收中低频能量,以此达到吸收馆内多次来回反射的回音来降低混响时间的目的。
02.
在办公场所中很常见的静音舱,在教育场景中的使用也非常广泛。这是阅读学习、小组讨论、课题研讨和学术研究的理想场所,不仅如此,这个私密空间还适用于一对一访谈、心理辅导、朗读、录音……
此外,作为琴房用途的静音舱也深受学校欢迎,一个几平米的空间就能解决同学之间进行练习钢琴时会被打扰的问题。
03.
隔声处理
隔声其实是双重含义:不让教室内的声音传出去,也不让外面的声音传入教室影响教学活动。《民用建筑隔声设计规范GBJ118-2010》规定,一般普通教室内允许声音从外部结构达到室内的声量需≤45dB;像语言教室、阅览室等有特殊安静要求的房间,里面允许的噪声级更低,要达到40dB以下。只有达到此标准,学生便可以专注在学业上。
墙面的隔声处理可选用隔声板。OFF隔声板复合了三层不同密度和特性的材质,中间夹加高分子阻尼材料,形成阻尼约束结构的板材,声波能量最高可以降低95%以上。
除此之外,门是保证隔声的最后一道防线,Soundbox G50S隔声门具有良好的隔声性能,空气声隔声量可达到38dB(±3)。
校园声环境对于现代教育而言是至关重要的,声音环境受到了来自内外噪音源、室内声学、建筑设计、扩音设备等诸多方面的影响,需要长期及各方面的努力来营造更美好的声音环境。