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多媒体教室在高校中已经非常普及,越来越多的高校利用它对学生进行外语听力训练。但能够符合一定声学建筑要求满足高水平外语听音、听力训练的多媒体教室却不是太多。近两年我校根据建筑声学的要求改建了两个120 m2 的多媒体教室,改建后的效果基本上达到了多媒体教室声学设计的基本要求。
1技术标准的确立
技术标准的确立我们参考了张玉芬〈电教建筑的声学设计问题〉,结合我们学校情况制定了符合实际条件的、能够达到的标准要求。
1. 1 室内声音的传播包括并涉及许多生理声学、心理声学、音乐声学、语言声学、听觉声学、噪音等多方面综合的因素。为此在实际设计多媒体教室中必须给予充分的考虑。一般来说人耳能够听到的频率范围大致在20～20 000 Hz 之间:语言频率在100～10000 Hz之间; 其中男子声音在100～9 000 Hz 。女子声音在150～15 000 Hz 之间。要想满足以上要求,多媒体教室室内混响时间可定为t60 = 015～017 s(以100 m2 计算,一般听音室音乐混响时间在016 s ;语言在014 s) 。混响时间长,语言效果听起来混浊不清,清晰度不高;混响时间太短,语音清晰度虽好,音质又较干涩。同时混响时间也受到经济条件的限制,混响时间太短,对吸音材料
的要求也就高。因此,要求确定一个经济合理的混响指标。
1. 2 室内声音的充分扩散,保证了室内空间各点的声压级相等,使音质得以改善,声音变得柔和、具有亲近感和空间感。在房间结构布局上采用非平面结构设计,吸声材料交替分布避免强力反射造成回声过强。其目的是防止多媒体教室中高频音被过量吸收,防止音质畸变造成低频过重、声音沉重、闷气。在多媒体教室改造中既要防止中、高频音的损失,又要防止低频过重等现象,以保证语言音质的明晰、明确、清晰可辨。在吸声材料上我们采用少孔性纸板材料以吸收较多的高、低音。
1. 3 噪声隔绝指标定在NC - 20～25 为好。多媒体教室因有其特殊性,学生座位最好采用粗糙面材料,而不易用表面光滑的材料,以防止学生之间语言的相互干扰。学生椅子采用航空椅,布面为亚麻布。总之,影响多媒体教室声学的标准有很多,但主要的几项能够满足条件,其他的也就可以放松要求。
为了满足以上几项基本技术,要求我们在施工中采取一些措施和方法。首先采用两墙之间留有空隙的双层墙壁结构,两层墙壁之间空隙保持为10 cm 的空气间层。内屋结构使用木结构作为龙骨,龙骨的厚度为5 cm ,其大小为一个硬质纤维板的长方形(120 cm ×60 cm) 。在龙骨两个侧面加装玻璃棉纤维布,在纤维布之间形成5 cm 厚的间隙中填充石棉吸音材料,最外层使用木质少孔纸板纤维板进行表面覆盖,外涂吸声粉刷材料进行表面装饰,地面铺瓷砖,以确保隔绝噪声的效果。此种设计主要是兼顾空气声、固体声的隔绝。一般来说空气声的隔绝比固体声的隔绝要简单容易一些。固体声的特点是通过结构材料可以在室内传播很远、但强度衰减却很少,以此对多媒体教室形成噪声干扰。固体声隔绝比较困难,没有什么特别简单易行的方法。如果一味追求固体声的隔绝必定要加大工程的造价,如使用浮筑结构、浮筑地板措施等。其次多媒体教室绝大多数都是由旧房间改造的、自身固有的不合理缺陷比较多,有时为了采光、通风等需要也必须保留原有的门窗位置,这样就限制了房间的工程改造项目。如门窗是最易透声的地方,但为了需要必须保留的就应该用吸声材料(通常是橡胶、塑料密闭条、毛毡等) 加以处理,以保证隔音的效果。在一般的高校多媒体教室里均配有空调器,我们也不例外的使用了2 个嵌入式5 匹空调机,并对其进行了消声减震处理,以期最大限度的减少震动噪声。
2 电教器材的分配与布置
电教器材与设备的布置主要是音箱位置的确定。要使语言清晰就必须获取良好的中高频音效果,所以,音箱悬挂起来为宜,并使扬声器轴线对准语言实验主要听音区域,音箱不能靠墙太近要留有一定的间距、音箱高度最好平行。学生椅位分布采用两组十排平行排列,这样的选择更有利于教师声音的有效传播,教师即使不使用麦克风扬声器也可使声音传播的很远、保证声音清晰、有力。
3 听音评价
多媒体教室改造成功后听音评价应得到授课教师的首肯。但听音评价受到人的主观因素(习惯、情绪、爱好、听音能力、民族文化) 的影响较大。因此,每个人都会有不同的感觉效果,评价的分散性比较大。但是只要室内混响时间达到了设计的基本指标,声音传递平坦、混响适度、畸变小、瞬态好也就基本上达到了多媒体教室的声学设计要求。此外听音效果还受到放声技术的影响与限制。要有好的音响效果就必须选择优质的调谐器,留有足够的功率储备、性能良好的音箱等相匹配。我们采用美国音箱、日本功放机作为技术设备的基本配置,很好的解决了音源播放问题。
4 存在的问题与经验
4. 1 在确定混响标准和多媒体教室的声学关系后,要综合考虑各项技术指标。在工程造价、声学技术要求标准等具体事情时要统筹兼顾,不以牺牲太多的声学标准为上策。因为,多媒体教室房间的改造基本上是一劳永逸的事情,以后视听设备可以经常的更新,而房间改造的机会不会太多,也许只此一次。
4. 2 在吸声材料的选用和布局上应对室内的混响效果进行综合估算。应考虑多媒体教室内各种器材、设备(如:银幕、电视监视器、学生课桌、音箱、照明灯具、空调设备等) 对混响频率特性的影响。因为这些器材和设备的加入会对混响估算与实际测试有很大的影响。吸声过强将导致混响时间太短,这对以后的实际混响效果极为不利、后期修改也比较困难。所以,在实际施工中应对材料的选择、结构的调整留有一定的余地。具体的混响时间计算公式采用美国赛宾教授的计算方法。
4. 3 由于我们的多媒体教室房间是后改造的,高∶宽∶长并没有完全达到标准近似比例要求,再加上没有对墙面、天花板、地面进行严格处理,所以声音在室内的均匀扩散性没有
达到理想的要求。空调机虽然经过减震防噪处理,但启动时依然振动比较严重,影响课堂教学秩序。
上海声华声学是一家专注致力于观演建筑领域及噪声与振动控制的专业性声学技术公司，同时承接建筑声学装饰及噪音治理、消音器、静音室、 混响室等声学安装工程。
