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徐歡,歐達(dá)毅
(1.華僑大學(xué)建筑學(xué)院,福建廈門361021;
2.華南理工大學(xué)亞熱帶建筑科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣州510640)
[摘要]近年來我國中小學(xué)教室聲環(huán)境的被重視程度不斷提升,但大多數(shù)研究仍主要集中在經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)城市,針對(duì)我國中小型二三線城市乃至農(nóng)村地區(qū)的中小學(xué)教室聲環(huán)境的研究仍較為缺乏。本文選取福建省福清市為例,對(duì)該市的城鎮(zhèn)及農(nóng)村中小學(xué)進(jìn)行調(diào)查,包括開展教室聲學(xué)參數(shù)測量和主觀問卷調(diào)查。調(diào)查結(jié)果表明,我國中小學(xué)教室的聲環(huán)境質(zhì)量尚不理想,亟待改進(jìn)。本文同時(shí)對(duì)我國中小學(xué)教室聲環(huán)境存在的主要問題及改進(jìn)措施進(jìn)行了討論,相關(guān)結(jié)論可以為我國中小學(xué)教室,尤其是一般中小型城市及農(nóng)村地區(qū)的中小學(xué)教室的設(shè)計(jì)和改造提供參考。
[關(guān)鍵詞]中小學(xué);教室聲環(huán)境;客觀測量;問卷調(diào)查;主觀評(píng)價(jià)
0引言
教室作為教育教學(xué)的主要建筑場所,其聲音環(huán)境的優(yōu)劣直接影響學(xué)生受教、教師授課以及師生交流等各種教學(xué)活動(dòng)的效果,關(guān)系到學(xué)校教學(xué)質(zhì)量的好壞。教室聲學(xué)問題的研究也因此一直受到關(guān)注。相對(duì)于高校教室而言,中小學(xué)教室的使用者以未成年學(xué)生為主,其身心發(fā)展水平與成年人存在差距,對(duì)教室聲音環(huán)境往往有更高的要求。隨著人們對(duì)這一領(lǐng)域的重視不斷提升,針對(duì)中小學(xué)教室聲環(huán)境的研究也在不斷涌現(xiàn)。其中,Bradley和Sato對(duì)多所加拿大小學(xué)教室進(jìn)行了客觀聲學(xué)測量,建立起滿場與空?qǐng)龅穆晫W(xué)參數(shù)關(guān)系,并通過對(duì)小學(xué)生清晰度主觀評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn),建立起主觀清晰度與信噪比之間的主客觀參數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系。Bridget等對(duì)英國小學(xué)教室進(jìn)行了調(diào)查,總結(jié)出小學(xué)教室室內(nèi)外的主要噪聲種類和噪聲級(jí)特點(diǎn),并探討了噪聲對(duì)不同年齡段學(xué)生的影響效果。Bridget等對(duì)英國13所中學(xué)的185間教學(xué)空間進(jìn)行了聲環(huán)境調(diào)查,結(jié)果顯示空?qǐng)龌祉憰r(shí)間與室內(nèi)凈高和窗戶數(shù)量相關(guān),空?qǐng)雎晫W(xué)條件與上課期間的噪聲級(jí)相關(guān)。Connolly等對(duì)中學(xué)生主觀感受進(jìn)行調(diào)查,研究結(jié)果表明:其他同學(xué)產(chǎn)生的噪聲和隔壁教室傳來的噪聲對(duì)學(xué)生聽課程度影響最大,另外,突如其來的噪聲比穩(wěn)態(tài)噪聲對(duì)學(xué)生的干擾程度更大。與此同時(shí),國內(nèi)學(xué)者也針對(duì)中小學(xué)教室的聲環(huán)境問題進(jìn)行了一系列的研究,其中包括對(duì)教室噪聲類型和影響效果的討論以及對(duì)教室聲場改良設(shè)計(jì)的探索等等。在今年剛剛發(fā)表的兩項(xiàng)研究工作中,我國學(xué)者對(duì)廣州小學(xué)教室進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試和實(shí)例改造研究,結(jié)果表明:語言可懂度得分與語言傳輸指數(shù)( Speech Transmission Index,STI)呈高度相關(guān)性,而且教室STI的推薦值應(yīng)根據(jù)學(xué)生年齡大小而定(學(xué)生年齡越小,其要求的STI值將越高);另外,實(shí)例改造結(jié)果表明,對(duì)教室天花板進(jìn)行適當(dāng)?shù)奈曁幚砟苡行Ц纳平淌衣暛h(huán)境,改善語言清晰度并降低室內(nèi)噪聲。
我國現(xiàn)行中小學(xué)校設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)(如GB50099-2011《中小學(xué)校設(shè)計(jì)規(guī)范》和CSUS/GBC04-2013《綠色校園評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》)中關(guān)于教室室內(nèi)聲環(huán)境的要求都以GB 50118-2%《民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范》作為參考。其中要求室內(nèi)空?qǐng)霰尘霸肼暡桓哂?5 dB( A),體積在200 m3以下的普通教室空?qǐng)龌祉憰r(shí)間( 500 N1 000 Hz)不高于0.8s,體積在200 fl13以上的普通教室空?qǐng)龌祉憰r(shí)間(500—1 000 Hz)不高于1.0 s。雖然這些要求與很多發(fā)達(dá)國家的規(guī)定相比已經(jīng)較為寬松,但是現(xiàn)有調(diào)查結(jié)果普遍表明,我國中小學(xué)教室的聲環(huán)境實(shí)際達(dá)標(biāo)率還很不理想,相應(yīng)的聲場研究和設(shè)計(jì)指導(dǎo)仍然非常需要。另外,我國幅員遼闊,各省市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不均,不同地區(qū)的學(xué)校環(huán)境質(zhì)量和教學(xué)設(shè)施水平各有差異,然而,現(xiàn)有大多數(shù)研究主要集中在大城市,對(duì)中小型二三線城市及農(nóng)村地區(qū)的中小學(xué)校教室聲環(huán)境的研究為數(shù)甚少。
基于上述背景,本文選取福建省福清市為例,對(duì)該市的城鎮(zhèn)及農(nóng)村中小學(xué)進(jìn)行調(diào)查,其中包括客觀聲學(xué)參數(shù)測量和主觀問卷調(diào)查,旨在加深對(duì)我國中小型城市的中小學(xué)教室聲環(huán)境現(xiàn)狀的了解,并希望通過對(duì)主客觀調(diào)查數(shù)據(jù)的深入分析,為此類教室的聲環(huán)境問題研究和改善提供參考和借鑒。
1 福清市及所選學(xué)校概況
福清市簡稱“融”,地處福建省東南沿海,公元699年置縣,1990年12月成為福州市轄縣級(jí)市,總面積2 430平方公里,現(xiàn)轄7個(gè)街道辦事處、17個(gè)鎮(zhèn)、478個(gè)村(社區(qū)),總?cè)丝?28.2萬。全市現(xiàn)有小學(xué)31 1所、小學(xué)教學(xué)點(diǎn)42所、初中46所、高中27所。據(jù)該市教育局統(tǒng)計(jì),在2014~2015年間,小學(xué)在校人數(shù)110 940人,初中42 437人,高中22 966人,共計(jì)176 343人。
本次調(diào)研選取了福清市的4所典型學(xué)校,所選學(xué)校的建造或改造時(shí)間都在近15 a以內(nèi),具有較長的剩余服務(wù)年限。學(xué)校具體信息和聲環(huán)境特點(diǎn)詳見表1。在這些學(xué)校中選取10間教室進(jìn)行實(shí)地測量,所選教室的具體信息如表2所示。
2聲學(xué)參數(shù)測量與結(jié)果分析
語言清晰度(可懂度)是衡量語言類廳堂(如教室)音質(zhì)好壞的一個(gè)重要指標(biāo),其定義為:對(duì)于語言傳輸系統(tǒng)一個(gè)或幾個(gè)發(fā)音人所說的語言單位(音節(jié)、單字、句子等)或其失真可忽略的錄音信號(hào)經(jīng)被測系統(tǒng)傳輸后能為聽眾正確辨認(rèn)的百分?jǐn)?shù)。因?yàn)橹饔^評(píng)價(jià)受到多方面制約而不便進(jìn)行,常用的方法是通過建立語言清晰度主客觀參數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,再通過測量客觀參數(shù)來預(yù)測廳堂的主觀效果。這些客觀參數(shù)包括混響時(shí)間、語言傳輸指數(shù)STI、早期衰變時(shí)間( Early Decay Time,EDT)、清晰度D、早遲聲能比C50、信噪比、有利有害聲能比U50或U80等等。本文主要選取混響時(shí)間T3。、背景噪聲、語言傳輸指數(shù)STI和早期衰變時(shí)間EDT等指標(biāo)對(duì)所選教室進(jìn)行測量和評(píng)價(jià)。
2.1 測量方法
2.1.1 背景噪聲測量
在學(xué)校上課時(shí)間對(duì)所選教室的空?qǐng)鲈肼曔M(jìn)行測量,測量儀器采用AWA6291型實(shí)時(shí)信號(hào)分析儀和AWA6228型多功能聲級(jí)計(jì),每個(gè)教室設(shè)有3個(gè)測點(diǎn),距地面高度1.2 m,具體位置如圖1所示,每次測量時(shí)間為10 min。具體測量方法依照GB50118-2%《民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范》和GB3096-2008《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》。在教室所有門窗關(guān)閉、窗簾收起的情況下,按條件A和條件B兩種情況進(jìn)行測量。其中,條件A是關(guān)閉室內(nèi)所有設(shè)備(風(fēng)扇、空調(diào)、投影儀等),條件B則是開啟室內(nèi)的所有設(shè)備。
2.1.2混響時(shí)間等參數(shù)測量
在學(xué)校放學(xué)后將教室空置,收起窗簾,關(guān)閉所有門窗和室內(nèi)設(shè)備。測試中采用Dirac聲學(xué)測量系統(tǒng)進(jìn)行測量,聲源為十二面體全指向性聲源,測點(diǎn)如圖2所示,每個(gè)位置重復(fù)測量5次,并同時(shí)計(jì)算T30、EDT、STI等參數(shù)結(jié)果。具體測量方法依據(jù)GB/T50076-2013《室內(nèi)混響時(shí)間測量規(guī)范》。筆者在測量之前會(huì)先征得學(xué)生同意,盡可能地將室內(nèi)學(xué)生物品(如書本、書包和衣物等)移出教室,以實(shí)現(xiàn)空?qǐng)鰷y量,測量實(shí)際情況如圖3所示。其中因?yàn)榭陀^條件限制,教室7和8室在測量過程中,室內(nèi)仍有較多的學(xué)生物品無法清除,這對(duì)測量結(jié)果造成了一定的影響,在下文的數(shù)據(jù)分析中將予以說明。
2.2測量結(jié)果
2.2.1 背景噪聲
所測教室空?qǐng)霰尘霸肼暼绫?所示?梢钥闯觯瑮l件B(室內(nèi)設(shè)備開啟)的聲壓級(jí)普遍高于條件A(室內(nèi)設(shè)備關(guān)閉),與事先預(yù)測一致。目前國家標(biāo)準(zhǔn)中尚無針對(duì)條件B情況的規(guī)定,但測量結(jié)果表明室內(nèi)設(shè)備所引起的噪聲不能忽略,尤其是當(dāng)教室內(nèi)設(shè)備(如風(fēng)扇、燈管和音箱等)出現(xiàn)老化或故障的時(shí)候,所造成的噪聲將對(duì)整體聲環(huán)境有較大影響(如教室2、6和8)。與師生交談過程中,這些教室里的師生也普遍反映,室內(nèi)存在不同程度的設(shè)備損壞或老化問題,它們的運(yùn)行噪聲對(duì)上課存在明顯干擾。
以下針對(duì)條件A(室內(nèi)設(shè)備關(guān)閉)的結(jié)果進(jìn)行討論。所測10間教室中背景噪聲最小值為34.7 dB(A),最大值為51.3 dB(A)。其中,只有教室6和教室8達(dá)到國標(biāo)要求,達(dá)標(biāo)率僅為20 %。從圖4可以看出,教室1、2、3均明顯超出國標(biāo)限值,這3間教室來自龍江中學(xué),位于教學(xué)樓頂樓,教室位置臨近街道。主要噪聲來源于校園外的施工噪聲和交通噪聲,因缺少適當(dāng)?shù)母袈暣胧,造成教室?nèi)噪聲級(jí)較高。教室4和教室5來自北坨小學(xué),因室內(nèi)裝有雙
層玻璃,隔聲效果得到提升,測得的噪聲值相對(duì)較低,接近國標(biāo)限值。教室6、7、8來自德旺中學(xué),其中教室6為音樂教室,距一般教學(xué)樓、運(yùn)動(dòng)場及校園外環(huán)境較遠(yuǎn),周圍環(huán)境非常安靜,幾乎不受室外環(huán)境噪聲的影響,測得的噪聲值最低。教室9和10來自高山小學(xué),教室9-側(cè)窗戶靠近操場,室外學(xué)生體育課活動(dòng)噪聲是該教室的主要噪聲來源,相比之下,因教室10不臨近操場,背景噪聲級(jí)比教室9低了5.7 dB(A)。
2.2.2 混響時(shí)間等聲學(xué)參數(shù)
所測10間教室的混響時(shí)間結(jié)果如圖5所示,測量結(jié)果在1.1~2.0 s之間,標(biāo)準(zhǔn)差為0. 29 s。所有的教室均未達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)1.0 s之要求。根據(jù)賽賓公式可知,影響混響時(shí)間的主要因素是房間體積和房間內(nèi)總吸聲量。教室6作為音樂教室,室內(nèi)凈高最高、房間體積最大,混響時(shí)間也最長。另外,教室7和教室8的教室體積相對(duì)較大,但測得的混響時(shí)間與其他教室相差不多,這主要是因?yàn)樵跍y量時(shí)室內(nèi)仍有較多學(xué)生物品無法清除,如書籍、書包、衣物等增加了房間的總吸聲量。
表4給出了混響時(shí)間T30、語言傳輸指數(shù)STI和早期衰變時(shí)間EDT等參數(shù)的測量結(jié)果。可以看出,所測教室的STI值均未達(dá)到IEC的規(guī)范建議值(0.62),說明教室語言清晰度水平較差,有待提高。進(jìn)一步采用Spearman系數(shù)分析法分析各參數(shù)之間的相關(guān)性,可以看出T30與EDT、STI等參數(shù)都有很高的相關(guān)性(如表5所示):其中,T30與EDT呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0. 823;T30與STI呈顯著負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)為-0.711;EDT與STI顯著負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)為-0.670;STI與教室容積有顯著負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)為-0.504。上述分析結(jié)果與嚴(yán)南杰等的研究結(jié)果相似,在一定范圍內(nèi),教室混響時(shí)間越長,語言清晰度則越低。在總吸聲量不變的情況下,增大教室容積將使得混響時(shí)間增大,因此語言清晰度也相應(yīng)降低。
3主觀問卷調(diào)查與結(jié)果分析
3.1 基本情況與總體滿意度調(diào)查
本次問卷內(nèi)容由4個(gè)部分組成,包含個(gè)人信息、課堂授課基本情況、噪聲源及其影響效果以及教室聲環(huán)境總體滿意度評(píng)價(jià)。問卷共發(fā)放216份,收回有效問卷180份,回收有效率為83. 3%。其中男生75人,女生103人,性別缺失2人;8歲及以下5人,9~10歲有85人,11~12歲有42人,13~14歲有46人,年齡缺失2人。
課堂授課基本情況調(diào)查結(jié)果如下(見圖6):
1)選擇老師經(jīng)常使用擴(kuò)聲設(shè)備和偶爾使用擴(kuò)聲設(shè)備的學(xué)生數(shù)超過受訪總?cè)藬?shù)的一半,說明中小學(xué)校課堂上老師使用擴(kuò)聲設(shè)備的情況較為普遍(見圖6a)。
2)使用擴(kuò)聲設(shè)備更有利于學(xué)生聽清楚老師講課:在使用擴(kuò)聲設(shè)備的情況下,認(rèn)為聲音非常清楚和比較清楚的學(xué)生數(shù)占總?cè)藬?shù)的81. 0%;而不使用擴(kuò)聲設(shè)備的情況下,這一比例下降為69.8 %(見圖6b、圖6c))。
3) 54%的學(xué)生認(rèn)為老師在走動(dòng)過程中聲音更加清楚,這應(yīng)該是由于講臺(tái)位置距教室中后部學(xué)生有一定距離,當(dāng)教師走下講臺(tái)將有效縮短與這部分學(xué)生的距離,使得學(xué)生聽到的聲音更為清晰(見圖6d)。
另外,關(guān)于教室噪聲干擾問題的答案統(tǒng)計(jì)結(jié)果為:
1) 14.8%的學(xué)生認(rèn)為在上課期間,有窗戶打開的情況下,他們經(jīng)常受到外界噪聲干擾;而關(guān)窗時(shí),這一比例下降為0. 5%,說明窗戶對(duì)隔絕室外噪聲有顯著效果。同樣,在自習(xí)期間,認(rèn)為經(jīng)常被外界聲音打擾的學(xué)生比例也會(huì)因窗戶關(guān)閉而明顯下降,見圖7a—圖7d)。
2)無論上課還是自習(xí)期間,均有60%左右的學(xué)生認(rèn)為能聽到隔壁上課的聲音,說明了教室之間的隔聲性能還有待提高(見圖7e~圖7f))。
3)在上課期間,認(rèn)為受到班上其他同學(xué)聲音影響(包括經(jīng)常受到班上其他同學(xué)影響和偶爾受到班上其他同學(xué)影響)的學(xué)生比例為48. 7%,自習(xí)時(shí)這一比例略有下降,為45. 5%(見圖7g~圖7h))?偟膩碚f,不管是上課還是自習(xí)的時(shí)候,學(xué)生受到班上其他同學(xué)的干擾也是影響聽課效果的一個(gè)重要因素。這一點(diǎn)在下文(3.2節(jié))關(guān)于教室具體噪聲源的調(diào)查和評(píng)價(jià)中將得到進(jìn)一步的驗(yàn)證。
從本文2.2節(jié)的客觀測量結(jié)果來看,所選教室的混響時(shí)間和背景噪聲級(jí)并不理想,絕大多數(shù)都未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。這里,我們進(jìn)一步收集了學(xué)生對(duì)教室總體聲環(huán)境的主觀滿意度評(píng)價(jià),結(jié)果如圖8所示。其中,非常滿意和比較滿意的比例之和占56.1%,認(rèn)為一般的占36. 5%,而不太滿意和非常不滿意的比例之和占7. 4%。總體來看,認(rèn)為教室聲環(huán)境質(zhì)量一般或不滿意的學(xué)生占43. 9%,說明教室聲環(huán)境確實(shí)存在進(jìn)一步改良的需要。而且不排除存在一些客觀原因可能使得上述滿意率評(píng)價(jià)結(jié)果比實(shí)際情況偏高,比如學(xué)生長期在這種環(huán)境下聽課已經(jīng)產(chǎn)生了一定的適應(yīng)性,或者大多數(shù)學(xué)生并沒有在達(dá)標(biāo)教室學(xué)習(xí)的經(jīng)歷,缺乏聽覺感受對(duì)比,等等。在下文(3.2節(jié))關(guān)于教室主要噪聲源及其影響的分析中,將進(jìn)一步揭示這些教室現(xiàn)存的聲環(huán)境問題以及進(jìn)行改良的迫切需要。
3.2 主要噪聲類型與影響
筆者事先列出了學(xué)校內(nèi)常見的11種噪聲源,包括:室外汽車開過的聲音、汽車?yán)嚷、飛機(jī)聲、小鳥叫聲、室外同學(xué)玩耍聲、施工噪聲、割草機(jī)聲、室外人員腳步聲和交談聲、室內(nèi)通風(fēng)設(shè)備聲、室內(nèi)其他同學(xué)說話聲和桌椅挪動(dòng)聲。然后讓學(xué)生在這11個(gè)選項(xiàng)中選出課堂上聽過的噪聲種類,并在這些聽過的噪聲中選出最討厭的3種噪聲。調(diào)查結(jié)果如圖9所示,在“聽見過的噪聲”問題上,選擇“室外同學(xué)玩耍聲音”、“室內(nèi)其他同學(xué)說話聲”和“桌椅移動(dòng)聲”的學(xué)生的比例最高,分別為16.8 %,16. 8%和16. 3%。在最討厭的3種噪聲的選擇結(jié)果中,同樣是“室外同學(xué)玩耍聲音”、“室內(nèi)其他同學(xué)說話聲”和“桌椅挪動(dòng)聲”這3種噪聲的比例最高,分別為23.3 %、18.7 %和15. 2%(見圖10)。其中,“室外同學(xué)玩耍聲”和“室內(nèi)其他同學(xué)的說話聲”讓人討厭的這一結(jié)果與之前國外的研究成果相吻合。另外,“桌椅挪動(dòng)聲”是最受學(xué)生討厭的噪聲之一,說明教室設(shè)計(jì)裝修過程中應(yīng)采取有效措施,減小桌椅與地面的摩擦噪聲。
為了進(jìn)一步深入分析各種噪聲源對(duì)教室聲環(huán)境主觀評(píng)價(jià)結(jié)果的影響,筆者根據(jù)圖8的結(jié)果將受訪學(xué)生分成5個(gè)組,依次對(duì)應(yīng)評(píng)價(jià)結(jié)果為“非常滿意”、“比較滿意”、“一般”、“不太滿意”和“非常不滿意”的5組學(xué)生。如圖11所示,選擇比例最高的前3種噪聲源在每個(gè)小組中都一致,分別都是“室外同學(xué)玩耍聲”、“室內(nèi)其他同學(xué)的說話聲”和“桌椅挪動(dòng)聲”。其中,“不太滿意”和“非常不滿意”兩組學(xué)生選擇這3種噪聲的比例非常高,都接近100%;在“非常滿意”和“比較滿意”兩組學(xué)生中,這3種聲源出現(xiàn)的比例也都超過了65%,說明這3種聲源普遍存在,非常值得關(guān)注。除此之外,選擇“室外人員腳步聲和交談聲”的比例僅次于上述3種噪聲,而其他環(huán)境噪聲(如汽車噪聲、汽車?yán)嚷暫褪┕ぴ胍簦┑某霈F(xiàn)比例,相比之下則少了很多。這些結(jié)果表明,影響教室聲環(huán)境的主要噪聲來源于校內(nèi)人員產(chǎn)生的噪聲。
從前文圖10的初步統(tǒng)計(jì)結(jié)果已經(jīng)得知,學(xué)生最討厭的噪聲源主要是“室外同學(xué)玩耍聲”、“室內(nèi)其他同學(xué)說話聲”和“桌椅挪動(dòng)聲”。下面通過組間差異分析,進(jìn)一步探討這3種噪聲源對(duì)課堂教學(xué)的干擾效果。表6給出了Wilcoxon帶符號(hào)秩檢驗(yàn)和符號(hào)檢驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。兩種檢驗(yàn)方法的P值結(jié)果均小于0. 01,說明這3種噪聲源的被選比例,存在顯著的組間差異。結(jié)合圖10的結(jié)果可以得出:在教室聲環(huán)境主觀評(píng)價(jià)結(jié)果中,隨著滿意度降低,這3種噪聲源的被選比例具有顯著增加的趨勢,比如“室外同學(xué)玩耍聲”在“非常滿意”學(xué)生組的被選比例為69. 57 %,“比較滿意”學(xué)生組的被選比例為90. 36%,“一般”學(xué)生組的被選比例為92. 75%,“不太滿意”學(xué)生組的被選比例為100 %和“非常不滿意”學(xué)生組的被選比例為100 %。而其他噪聲源則沒有類似趨勢或統(tǒng)計(jì)上并不顯著。因此可以認(rèn)為,相比于其他教室常見噪聲源,這3種噪聲更容易引起學(xué)生煩惱度的增加,對(duì)教室聲環(huán)境質(zhì)量的影響較大。
4討論
根據(jù)上述主客觀測量和評(píng)價(jià)結(jié)果,筆者可以得出如下討論:
1)教室混響時(shí)間T30、語言傳輸指數(shù)STI和早期衰變時(shí)間EDT等聲學(xué)參數(shù)具有顯著相關(guān)性:一般情況下,T30越長,STI值則越低,再一次證明了混響時(shí)間對(duì)教室語言清晰度的重要性。然而,所選福清市4所學(xué)校的10間教室的混響時(shí)間均超出了國家標(biāo)準(zhǔn)的限值要求,不達(dá)標(biāo)率100%,成為影響現(xiàn)有教室聲環(huán)境的主要問題之一。在調(diào)查中發(fā)現(xiàn),在所有教室中無論大小,都僅使用最簡單的室內(nèi)裝修,室內(nèi)總體吸聲量明顯不足,建筑設(shè)計(jì)和裝修過程中均缺乏基本的聲場計(jì)算和設(shè)計(jì)考慮。這種情況在中國,尤其是在不發(fā)達(dá)城鎮(zhèn)及農(nóng)村中的中小學(xué)建筑中較為普遍。教室作為教育教學(xué)的主要建筑場所,筆者認(rèn)為其室內(nèi)聽聞效果的重要性絕不低于設(shè)計(jì)美觀、光照亮度等其他方面,在建筑設(shè)計(jì)初期、建造過程和驗(yàn)收階段,都應(yīng)該有更多的聲學(xué)問題的考慮。
2)所測教室的室內(nèi)背景噪聲絕大多數(shù)超過國家標(biāo)準(zhǔn)限值,不達(dá)標(biāo)率80qo,這是影響現(xiàn)有教室聲環(huán)境的另一個(gè)主要問題。在調(diào)查中發(fā)現(xiàn),學(xué)校選址不佳、校園布局規(guī)劃不合理、建筑結(jié)構(gòu)隔聲性能不足等,是造成這一問題的主要原因。比如,臨近交通干道或處于居民區(qū)腹地的學(xué)校則難以避免周圍交通噪聲和居民生活噪聲對(duì)教室的影響。再如,學(xué)校操場(或運(yùn)動(dòng)場)與教學(xué)樓直接相鄰或距離太近又沒有適當(dāng)噪聲阻隔措施,則難以避免室外學(xué)生噪聲對(duì)教室課堂學(xué)習(xí)的影響。而且中小學(xué)的操場空間普遍非常有限,各班級(jí)體育課程一般要錯(cuò)開安排,導(dǎo)致操場一直都有不同班級(jí)在進(jìn)行體育鍛煉,對(duì)周邊上課教室影響很大。這些問題要求將來在中小學(xué)的設(shè)計(jì)和改造中,應(yīng)重視學(xué)校的合理選址、校園布局和排課管理的合理時(shí)空規(guī)劃、建筑隔聲的有效設(shè)計(jì)等多個(gè)方面。
3)關(guān)于教室主要噪聲源干擾的調(diào)查結(jié)果表明,教室內(nèi)出現(xiàn)最多同時(shí)也是學(xué)生最討厭的3種噪聲分別是“室外同學(xué)玩耍聲音”、“室內(nèi)其他同學(xué)說話聲”和“桌椅挪動(dòng)聲”,并且這3種噪聲的存在更容易引起學(xué)生煩惱度的增加,對(duì)教室聲環(huán)境質(zhì)量的影響甚大。因此,諸如在室內(nèi)外敷設(shè)吸聲材料、為桌椅設(shè)置摩擦緩沖墊或利用掩蔽效應(yīng)來改善教室聲環(huán)境等措施值得設(shè)計(jì)者考慮和采用。另外,上述3種噪聲都屬于校內(nèi)人為噪聲,這說明除了建筑師對(duì)建筑聲環(huán)境的合理設(shè)計(jì)外,有效的課程安排和教學(xué)管理同樣對(duì)教室聲環(huán)境的改善有重要意義。
除此以外,問卷調(diào)查中發(fā)現(xiàn),除了11種事先設(shè)定的噪聲源以外,受訪學(xué)生還列出了許多教室內(nèi)曾經(jīng)出現(xiàn)過的噪聲,雖然這些噪聲源出現(xiàn)的頻率不高但從學(xué)生五花八門的答案可以看出,中小學(xué)生的注意力確實(shí)很容易受到外界噪聲的干擾,稍微細(xì)小的噪聲都可能對(duì)他們?cè)斐捎绊。另外,超過半數(shù)的學(xué)生對(duì)他們所處教室聲環(huán)境的滿意度達(dá)到了比較滿意或以上的程度,這個(gè)結(jié)果高于筆者的預(yù)期。但是不排除存在一些客觀原因可能使得上述滿意率評(píng)價(jià)結(jié)果比實(shí)際情況偏高,比如學(xué)生長期在這種環(huán)境下聽課已經(jīng)產(chǎn)生了一定的適應(yīng)性,或者大多數(shù)學(xué)生并沒有在達(dá)標(biāo)教室學(xué)習(xí)的經(jīng)歷,缺乏聽覺感受對(duì)比,等等。因此,如何進(jìn)一步改進(jìn)問卷題目設(shè)置以獲得更準(zhǔn)確的調(diào)查結(jié)果;以及如何設(shè)計(jì)更精準(zhǔn)的對(duì)比實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生體驗(yàn)不同的聽聞效果,以獲得更準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)等相關(guān)問題仍然值得繼續(xù)探索。
5 結(jié)語
中小學(xué)生的身心發(fā)展水平與成年人存在明顯差異,他們的聽課效果和注意力更容易受到不良聲環(huán)境的影響,對(duì)教室往往有更高的聲學(xué)要求。但是我國現(xiàn)行中小學(xué)建筑相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)都以GB 50118 -2%《民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范》為參照,未有針對(duì)未成年學(xué)生的額外要求。另外,雖然近年來人們對(duì)中小學(xué)教室聲環(huán)境的重視程度日益提升,對(duì)該領(lǐng)域的研究報(bào)道不斷涌現(xiàn),但是大多數(shù)研究都集中在經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)城市,對(duì)我國中小型二三線城市乃至農(nóng)村地區(qū)的中小學(xué)校教室聲環(huán)境的研究還較為缺乏。
本文以福清市4所典型中小學(xué)為調(diào)查對(duì)象,進(jìn)行了教室客聲學(xué)參數(shù)測量和主觀問卷調(diào)查。調(diào)查結(jié)果表明,我國中小學(xué)教室的總體聲環(huán)境質(zhì)量尚不理想,幾個(gè)主要聲學(xué)參數(shù)的測量結(jié)果難以達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)要求,部分學(xué)校噪聲問題突出,對(duì)教室建筑聲環(huán)境設(shè)計(jì)的重視度仍有待提高;趯(duì)調(diào)查結(jié)果的分析和討論,可以總結(jié)出:在我國中小學(xué)教室的設(shè)計(jì)和改造過程中,應(yīng)重視從學(xué)校選址、校園布局、建筑結(jié)構(gòu)隔聲計(jì)算、室內(nèi)聲場分析、課程安排、教學(xué)管理等多個(gè)方面綜合考慮,才能有效實(shí)現(xiàn)改善我國中小學(xué)教室聲環(huán)境的目的。盡管本次調(diào)研的樣本教室數(shù)量有限,但相關(guān)研究結(jié)果具有一定的代表性,尤其對(duì)我國二三線城市及農(nóng)村地區(qū)中小學(xué)校教室的環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查和改造設(shè)計(jì)研究等相關(guān)工作,具有一定的借鑒意義和參考價(jià)值。
致謝:感謝由阿姆斯壯(中國)公司、華南理工大學(xué)、清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、重慶大學(xué)、華僑大學(xué)等企業(yè)和高校聯(lián)合組成的“學(xué)校建筑室內(nèi)環(huán)境研究中心”所提供的資助,以及中心各專家成員對(duì)本工作所提出的寶貴意見。同時(shí)對(duì)福清市中小學(xué)相關(guān)師生的熱情協(xié)助表示感謝!
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