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系統識別號 U0026-1205201114491900
論文名稱(中文) 班群教室室內音環境評估之研究
論文名稱(英文) Assessment on Indoor Sound Environment for the Clustered Classroom
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 建築學系專班
系所名稱(英) Department of Architecture (on the job class)
學年度 99
學期 2
出版年 100
研究生(中文) 陳景宏
研究生(英文) Ching-Hung Chen
學號 n7796111
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 94頁
口試委員 指導教授-江哲銘
口試委員-林芳銘
口試委員-陳念祖
中文關鍵字 班群教室  電腦聲學模擬  吸音係數  語言清晰度 
英文關鍵字 Clustered Classrooms  Computer Simulation of Acoustic  Sound Absorption Coefficient  Speech Intelligibility 
學科別分類
中文摘要 班群教室乃是開放教學使用在規劃上採取開放空間設計之教室,此類型教室在台灣已行之有年。有別一般傳統教室,在許多用後評估之文獻顯示,聲音相互干擾之噪音問題為班群教室最主要改善目標之一。
因此,本研究選定直排型班群教室室內空間為對象,運用聲學模擬軟體,以不改變原空間格局,在固定的室內配置與室容積並設定教師授課之環境下模擬,探討背景噪音對室內語言清晰度(Speech Intelligibility)的影響,以及吸音材在不同吸音係數及配置位置下,對室內聲學相關評估指標之影響,並分析班群教室室內學生授課位置各測點之變化,提供一個班群教室室內音環境改善策略;降低教學相互干擾之噪音;以提升學生授課聽講之品質。
研究初期先量測環境噪音,確認噪音量及噪音來源,再進行室內聲學量測及電腦模擬比對。結果顯示,班群教室室內環境噪音量之Leq值介於 65~80 dB(A),且噪音源來自室內。在量測與模擬比對迴響時間與聲壓分布數值,得出線性迴歸R²分別在0.758及0.809,確認聲場電腦模型於本研究之有效性。電腦聲學模擬評估包括迴響時間(RT)、聲壓(SPL)分布、清晰度(C50)、輔音損失率(ALcons)及快速語言傳輸指標(RASTI)等指標。
電腦模擬結果顯示,將背景噪音控制在40 dB以下,並使用適當的吸音材,在聲音傳遞路徑之天花板與牆面上時,將會得到良好之迴響時間及降低隔壁噪音聲壓,並可提高語言清晰度,以做為改善前之有效依據,達到改善既有與設計前之班群教室音環境之改善目標。
英文摘要 Clustered Classrooms is an open space in the planning of classrooms design on the Open Education, which has been used in Taiwan for years. Unlike conventional classrooms, the previous literature on Post-Occupancy Evaluation shows that the problem of noisy sound interference is one of the main improvement issues of Clustered classrooms.
Therefore, this study selected strip type Clustered classrooms interior space as the research object, using acoustic simulation software to explore the impact of background noise on the indoor Speech Intelligibility in the context of original spatial pattern, fixed indoor condition, and simulated teaching setting. Moreover, this study examines that how sound-absorbing material influence the correlation of room acoustics assessment indicators under the different combinations of sound absorption coefficients and locations. It also analyzes the change of measuring points between the different locations in Clustered classrooms. To sum up, this study is aiming at developing a Clustered classrooms strategy in order to improve the indoor sound environment as well as the quality of teaching via reducing interference noise.
At the initial stage, this study measured the noise in order to recognize the noise levels and noise sources, and then conducted room acoustics measurements and computer simulation comparison. The results show that Clustered classrooms Indoor noise level of Leq value was between 65 ~ 80 dB (A), and the noise source came from the interior. In the measurement and simulation comparison Reverberation Time (RT) and Sound Pressure Level (SPL) values, it obtained linear regression R² 0.758 and 0.809 respectively, thus to confirm the the validity of the sound field of computer model in this study. The indicators of computer acoustic simulation-based evaluation includes RT, SPL, Clarity (C50), Articulation Loss (ALcons) and Rapid Speech Transmission Index (RASTI).
The result of computer simulations show that it reached the good level of RT, reduced next door SPL and improved voice clarity when the background noise was under the control of 40 dB, and used proper sound-absorbing material for the construction of the path of sound transmission, that are-the ceiling and the wall. Based on the above results, it is proved that this model is valid to improve the sound environment of both the former and present design of Clustered classrooms.
論文目次  中英文摘要…………………………………………………Ⅰ
 誌謝…………………………………………………………Ⅴ
 目錄…………………………………………………………Ⅶ
 表目錄………………………………………………………XI
 圖目錄………………………………………………………XIII
 符號說明……………………………………………………XVII
第一章 緒論 1
1-1、研究緣起 1
1-2、研究目的 2
1-3、文獻回顧 3
1-4、研究範圍 6
1-5、研究流程 7
第二章 班群教室及電腦模擬之概述 9
2-1班群教室(開放式教室)概述 9
2-1-1班群教室之定義 9
2-1-2班群教室之類型 10
2-2電腦聲場模擬 11
2-2-1聲場電腦模型模擬系統之發展 11
2-2-2聲場電腦模型模擬之應用 14
2-3吸音特性對於班群教室室內音環境之影響 16
2-4班群教室室內音環境評估指標 18
2-5小結 26
第三章 研究方法 27
3-1試驗對象現況 27
3-2班群教室現場音環境量測方法 30
3-2-1班群教室迴響時間量測 30
3-2-2班群教室聲壓分布之量測 32
3-3班群教室聲場電腦模型之模擬設定 33
3-3-1 流程及方法 33
3-3-2聲場電腦模型基本條件之建立 34
3-3-3本研究吸音材之特性 35
3-3-4模擬體與現場實測結果分析比對方法 36
3-4研究變因設計與評估指標 37
3-4-1背景噪音對語言清晰度指標之變因 38
3-4-2吸音材配置位置對各評估指標之變因 39
3-4-3吸音材吸音係數對各評估指標之變因 41
第四章 班群教室空間因子變化模擬結果分析 43
4-1班群教室外環境與室內噪音之量測結果 43
4-1-1班群教室外環境噪音之量測結果 43
4-1-2班群教室室內噪音之量測結果 44
4-1-3小結 45
4-2班群教室現場量測及電腦模擬比對之結果分析 46
4-2-1班群教室迴響時間之分析比對 46
4-2-2班群教室聲壓分布之分析比對 47
4-3背景噪音對授課教室語言清晰度指標之影響 48
4-3-1背景噪音對授課教室輔音損失率之影響 48
4-3-2背景噪音對授課教室快速語言傳輸指標之影響 52
4-4吸音材配置位置對授課教室各評估指標之影響 56
4-4-1吸音材配置位置對授課教室清晰度之影響 56
4-4-2吸音材配置位置對授課教室輔音損失率之影響 59
4-4-3吸音材配置位置對授課教室快速語言傳輸指標之影響 61
4-4-4吸音材配置位置對相鄰授課教室聲壓分布之影響 63
4-5吸音材吸音係數對各評估指標之影響 67
4-5-1吸音材吸音係數對授課教室迴響時間之影響 67
4-5-2吸音材吸音係數對授課教室清晰度之影響 69
4-5-3吸音材吸音係數對授課教室輔音損失率之影響 74
4-5-4吸音材吸音係數對授課教室快速語言傳輸之影響 78
4-5-5 RASTI與ALcons兩者之相關性 82
4-5-6吸音材吸音係數對隔壁授課教室聲壓分布之影響 83
第五章 結論與建議 91
5-1結論 91
5-2後續研究與建議 93
參考文獻 文獻-1
附錄: 附錄-1
附錄一 背景噪音模擬數據 附錄-1
附錄二 吸音材配置模擬數據 附錄-6
附錄三 吸音材吸音係數模擬數據 附錄-20
參考文獻 一、中文文獻
1.中華民國行政院環境保護署環署,「噪音管制區劃定作業準則」,2009.
2.中國大陸國家標準GBJ 118.88,「民用建築隔聲設計規範」,1988.
3.江哲銘,建築物理,三民書局,1999.
4.江哲銘、馮俊豪、陳景宏、林芳銘,「班群教室背景噪音變化對語言清晰度影響之研究」,中華民國建築學會建築研究成果發表會論文集,2011.
5.車世光、王炳麟、秦佑國,「建築音環境」,淑馨出版社,1991.
6.杜銘秋,「廳堂音質性能電腦模擬評估適用性之研究」,國立成功大學建築研究所碩士論文,1993.
7.邱士嘉,「廳堂聲響環境改造之電腦模擬評估─以中山堂中正廳為例」,國立台灣科技大學機械工程系碩士論文,1996.
8.青鋼金屬建材股份有限公司http://www.ckm.com.tw/default.asp
9.林子敬,「教室聲響性能之評估與改善--電腦模擬與實測」,國立台灣科技大學機械工程研究所碩士論文,1996.
10.林芳銘、馮俊豪、江哲銘,「木質裝修材對住宅聆聽音樂空間聲場之影響」,空間設計學報,2008.
11.林亭廷,「國民小學班群教室空間規劃設計之用後評估」,國立台灣大學土木工程學研究所碩士論文,2000.
12.林鴻清、徐銘燦、張克昌,「噪音一個看不見的污染」,基層醫學,13(1),10-13,1998.
13.吳啟哲,「室內音響性能模擬系統之研究-音線法的應用」,國立成功大學建築研究所碩士論文,1990.
14.高玉龍,「廳堂建築音質計算機輔助設計-EASE4.1使用詳解」,北京,國防工業出版社,2007.
15.馬大猷、沈豪,「聲學手冊」,第652-655頁,北京,科學出版社,1984.
16.黃貞燕,「班群教室室內物理環境品質之研究」,成功大學建築研究所碩士論文,2005.
17.馮俊豪,「柳杉材擴散板對住宅聆聽場之影響」,國立屏東科技大學木材科學與設計所碩士論文,2008.
18.郭志彰,「國小教師在班群教室空間使用情形之研究」,國立臺南大學教育經營與管理研究所碩士論文,2006.
19.陳金文,「建築音響學及其應用~演藝廳及攝影棚實例~」,科技圖書股份有限公司,2003.
20.陳星皓、江哲銘、黃貞燕,「班群教室室內物理環境綜合評估之研究-以高雄市國民小學為例」中華民國建築學會建築學報,第六十三期,25~46 頁,2008年.
21.陳琦媛,「學校開放空間設計對教學影響之研究—以台北市健康、新生和永安國民小學為例」,國立政治大學教育學系碩士論文,2001.
22.陳威良,「台南市中小學體育館語言清晰度之研究─以快速語言傳輸指標(RASTI)評估」,國立成功大學建築研究所碩士論文,1998.
23.陳炯堯、林葳、陳麗雪,「台灣地區華語之聲場語音清晰度評價測定法研究」,中華民國建築學會建築學報,第四十三期,2003.
24.張秋雲,「高雄市國民小學班群教室空間用後評估之研究」,國立高雄師範大學教育學系碩士論文,2004.
25.張 瑩,「數字聲學設計」,上海,復旦大學出版社,2010.
26.劉德源、李君輝,「建築聲場清晰度與殘響時間模擬計算及實驗之比較」,中華民國音響學會第十九屆學術研討會論文集,2006.
27.薛方杰,「國民小學班群教室多元彈性規劃與評估研究」,國立台灣大學土木工程學研究所博士論文,2003.
28.顏學復,「學校本位課程發展的實踐與反省:以一所開放空間學校為例」,國立台北師範學院課程與教學研究所碩士論文,2001 .
二、日文文獻
29.山本照二,コンピユータによる室內音響設計.解析手法,音響技術,No.45,1984.
30.影山健二、增田定泰,ホール內の音場シミユレーシヨソ,空氣調和.衛生工學,第63卷 第2號,1989.
31.中島章博、上野 加奈子、坂本慎一、橘 秀樹,オープンプラン教室配置における音響伝搬特性の検討,日本建築学会環境系論文集,2008.
32.日本建築学会,学校施設の音環境保全規準・設計指針,2008.
33.井上勝夫、富田隆太,オープンプラン型小学校における音環境の実態と教師・児童の意識,日本建築学会環境系論文集,2004.
34.風折 政幸、大鶴 徹、山岸 豪敏、富来 礼次、内之浦 祐樹、石井 昭夫、塩月 義隆、北山 広樹、前田 修、斎藤 基之,オープンプラン型学校建築の音響特性(環境工学) ,日本建築学会研究報告.九州支部. 2, 環境系 (42), 93-96, 2003.
35.杉野 潔、橋本 修,音聲明瞭度研究の現狀,音響技術,no.90,p39-44,1995.
三、英文文獻
36.ANSI/ASA S12.60-2010/Part 1 American National Standard Acoustical Performance Criteria, Design Requirements, and Guidelines for Schools, Part 1: Permanent Schools, p.6, 2010.
37.ANSI/ASA S12.60-2009/PART 2 American National Standard Acoustical Performance Criteria, Design Requirements, and Guidelines for Schools, Part 2: Relocatable Classroom Factors, p.6, 2009.
38.C.F. Eyring, “Reverberation Time in “Dead” Rooms,” J. Acoust. Soc. Amer., vol1, pp. 217-241, 1930.
39.Che-Ming Chiang, Chi-Ming Lai , “ Acoustical environment evaluation of Joint Classrooms for elementary schools in Taiwan”, Building and Environment,Volume 43, Issue 10, Pages 1619-1632, October 2008.
40.De Joy DM. “Environmental noise and children: review of recent findings. Journal of Auditory Research. ” 23(3):181-94, 1983 Jul.
41.IEC 268-16:1988, Sound system equipment, Part 16: The objective rating of speech intelligibility in auditoria by the “RASW’method, IEC, Geneve, 1988.
42.George, P. S. (1975). Ten years of open space schools: A review of the research.(ERIC Document Reproduction Service No. ED110 431).
43.ISO 3382-2, Acoustics -- Measurement of room acoustic parameters -- Part 2: Reverberation time in ordinary rooms, 2008.
44.Lehnert, H., and Blauert, J., “Principles of Binaural Room Simulation,” Applied Acoustics, Vol. 36, pp. 259-291, 1992.
45.L. L. Beranek and T. J. Schultz,”Some recent experiences in the design and testing of concert halls with suspended panel arrays,” Akust. Beih. Acust., Heft 1, pp.307-316, 1965.
46.M.C.Gomperts,”Do the Classical Reverberation Formulae st-ill have a Right for Existence?”Acustica, 1965/66,Vol.19.
47.Mills JH. Noise and children: a review of literature. Journal of the Acoustical Society of America. 58(4):767-79, 1975 Oct.
48.PEUTZ, V.M.A.: Articulation loss of consonants as a criterion for speech transmission in a room. J. Audio Engng, H.11, pp.915-919. Soc. 19 (1971)
49.H.J.M. Steeneken and T. Houtgast, The modulation transfer function in room acoustics as a predictor of speech intelligibility. Acustica 28, 1973
50.H.J.M. Steeneken and T. Houtgast, “A multi-language evaluation of the RASTI-Method for estimating speech intelligibility in auditoria,” Acustica, vol 54, pp. 185-199, 1984.
51.H.J.M. Steeneken and T. Houtgast,“ A Review of the MTF Concept in Room Acoustics and Its Use for Estimating Speech Intelligibility in Auditoria, ”J. Acoust. Soc. Am, 77.3, p1069-1077 (1985).
52.H.J.M. Steeneken and T. Houtgast, “RASTI:A Tool for Evaluation Auditoria,”B&K Tech. Rev, NO.3, p13-30 (1985).
53.UK Building Bulletin 93: Acoustic Design of Schools (BB 93), 2003
54.W.C. Sabine, “Collected Papers on Acoustics,” University Oress Harvard, 1922; Reprinted by Dover, New York, 1964.
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