学校建筑中的声学设计研究
毕业论文是教学科研过程的一个环节，也是学业成绩考核和评定的一种重要方式。毕业论文的目的在于总结学生在校期间的学习成果，培养学生具有综合地创造性地运用所学的全部专业知识和技能解决较为复杂问题的能力并使他们受到科学研究的基本训练。
[摘 要] 一直以来,在学校建筑的设计中,声学设计并没有得到人们足够的重视,国内众多教学建筑都普遍存在声学缺陷。为了给学生一个良好的学习和生活环境,学校所用的装饰材料应以吸音隔音材料为主,混凝土,玻璃,塑料板是导致声音质量较差及产生共振的主要原因。在墙面上多用一些柔软,有孔,吸音的材料,如:壁毯,壁布,吸音板等。吸音材料可以吸收一部分声音,同时阻止声音向外部传播。顶、地面的隔音处理有多种方法,可以在顶面上悬挂一些布幔或者用一些吸声隔音材料装饰顶面,地面上则可以铺设地毯增加吸声效果。同时这些所用的丝织品要有很强的阻燃性,可以减少火灾隐患。
[关键词] 建筑设计 学校 声学设计
学校作为最主要的学习场所,其室内听闻环境的好坏直接影响到师生间的交流,对学生而言,噪声将引起学习能力的下降,尤其是读写能力、计算能力和记忆力,而突发的噪声更易引起恼怒。国外对学校声学环境进行的大量研究表明,不良声环境对学生的学习成绩和课堂表现都有不利影响,他们在听闻环境不良的教室中很难集中注意力,对声音的辨别能力以及对语言的理解能力都较差,在需要对语义材料进行快速处理才能牢记的记忆力测试中的表现也较差。因此,在学校建筑中,设计师应充分考虑学生的实际情况,做出适合于他们使用的功能设计,体现建筑声学设计的.合理性。
1、室外环境的声学设计
学校建筑的选址是非常重要的,学校应该建在远离噪声的地方,象机场,火车站,工厂,露天市场,购物中心等等这类地方常常会大量产生噪声,学校建筑的选址如果能远离这些噪声源,这会有利于我们为学校创建一个和谐健康的声学环境。然而,现在的城市环境中用地十分紧张,已经到了见缝插针的境地,学校选址受现实条件的制约,只能停留在理想的理论层面了。
在目前条件下,通过对建筑外围进行有效的改造,可以最大限度的减少噪声,利用隔离效果较好的砖石或混凝土构成一个厚重的隔离物,限制外部噪声进入建筑内部。在建筑四周栽种一些灌木和高大的树木,形成植物带,能有效的阻止外部噪声对建筑内部的影响。建筑立面使用双层或三层玻璃,门窗上安装挡风条,把通向室内的管道,电源出口处以及门窗四周的漏缝密封起来,如同保存室内能量的技术一样,我们可以阻止噪声通过空气从外部传入。这些方法有效地减少了噪声的传入。
2、室内声音控制
空气传播,接触传播,侧向传播是声音传播的三种主要传播方式。通过设置有效的隔离物,阻挡物可以控制噪声的空气传播。地板和墙壁传播的噪声属于接触传播,通过改变表面材料,如:铺设地毯,悬浮地板等等减少噪声的产生及传播。管道和电梯发出的声音沿墙壁和地板传出,属于侧向传播。封闭,密封机械,电器和管道设备附近的裂缝能降低噪声的侧向传播。
噪声的控制分为噪声源,传播途径和接受者三个方面。噪声可以在噪声源得到控制,对噪声的传播途径进行控制也可以减弱噪声的传播。在安静的室内空间里,室内人员有时制造出非常轻柔的声音,有时则能制造出吵闹的声音,声音与室内空间的大小有关系,也与隔声吸音材料的选用有关系。室内的回声随着空间的增大而增强,随着吸音材料的大量使用而减弱。顶棚高度的变化能够有效的控制室内的声音。在安静的空间里,可以采用2.3m-2.9m高的顶棚,在较为活跃的区域里可以采用2.7m-3.3m高的顶棚。在某些情况下需要接受者作出适当的调整,这些都能有效地控制噪声。
在学校建筑中,很多噪声是由建筑内部的使用者人为制造的,或者说这些使用者没有对噪声进行有效的控制。学校里,学生是主要的使用者,学生和他们的物品都离地面很近,他们头顶上方50%的空间都是空的,这样,噪声可以通过空气在室内毫无阻挡的进行传播,从而引起噪声的扩散。针对这种情况,我们可以让顶棚的高度有所变化,或者设置高度不同的隔离物减缓噪声的传播,有助于将噪声控制在噪声源附近。由于土建中没有合理考虑室内声环境质量而造成的听闻效果差等声学缺陷,通过室内二次声学装修可以在很大程度上得到改善。合理设置吸声材料和反射界面,将混响时间控制在合理范围内,消除后墙产生的回声和两平行侧墙及天花与地面间的颤动回声。讲台上方的反射面为教室后座位置提供更多的早期反射声,有利于增强响度和提高语言清晰度。经过专业的声学设计后,室内音质将更加饱满、丰富、温暖感也更强。降低已建教室楼板撞击声的最经济便捷的方法是安装隔声吊顶,同时能够起到控制室内混响的效果。
对于特殊用途的教室,如琴房、录音室等对声学要求高,需要进行深化的声学设计,包括混响设计,房间体形设计和隔声隔振设计等。
室内的排气,供暖系统是我们需要控制的噪声源之一。可以让管道通过走廊进入房间,穿过墙体的供暖,供水管道与墙体之间会留下很小的容易被忽视的小裂缝,声音能通过裂缝传入,对这些裂缝一定要进行密封处理。如有可能还需要将管道包起来,以降低噪声和回声。
学校建筑的室内需要动静分区,安静区用来休息,学习,吵闹区用来游戏和表演,这样,可以有效的控制噪声源。室内电器应严格选择,使用噪声小的或静音的,例如:卫生间中的冲刷设备产生的噪音有可能惊吓学生。所以要选择高质量的设备。我们在千方百计的减少噪音的同时,也可以在室内适当的放置有助于抵消室内各种噪声的背景音乐,这样可以减弱学生发出的声音,泉水声,种声都可以用作背景音乐。
声音具有一定的穿透性,可以穿过墙壁从一个房间进入相邻的另一个房间,为了防止这种情况,可以增加墙壁的厚度,减缓声音的传播,让房间更具私密性,这种方法也适用于办公室,会议室等私密性较强的空间。
3、引入愉悦的声音
学校中的很多东西会留在学生的记忆里。为学生创造一种美好的声乐环境,伴随着学生成长,作为一种独特的音乐,启迪学生的心灵。
美好的声乐环境离不开愉悦的声音,大自然为人们提供了许多美妙的声音。在学校中利用喂鸟的工具,结果实的植物吸引一些鸟类,鸟的叫声常常能吸引学生,安慰学生,它们那美妙的叫声就是一种天然的背景音乐。大自然当中的植物也能产生愉悦的声音,在室外栽种一些芦苇,竹子等,让学生感受到空气的流动。潺潺的流水,喷溅的瀑布,交汇出美妙的声音。在室外的窗户上悬挂风铃,笛子,风车等也能奏出动听的声音。鸟鸣声,风铃声,泉水声,风声为整个环境增添了许多愉悦的声音。也可以在室内引入这种源于大自然中的优美适度的声音,如:在室内建造循环的泉水或小型的瀑布等,可以让学生感受到这种声音。为学校的学生创造一个优美的声乐环境。对于学生来说,声音是一种重要的安全资源,高质量的声学环境有益于学生的成长。
4、结语
学校建筑中的声学设计是现代室内外环境设计的一个重要方面,是一个不容忽视的环境问题。只有不断吸收国外先进经验,分析学生的成长规律,结合学生的实际需要,体现“以人为本”的设计宗旨,做出合理的声学设计,才能创造一个真正有益于学生成长的理想环境。这对于从事室内外环境设计的人员来说,既是一种挑战,也是一种责任。需要我们在实践中不断地进行研究和探索。
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