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研究生:田淳顥
研究生(外文):Chu-HaoTian
論文名稱:封閉校舍中教學噪音的影響與改善之研究
論文名稱(外文):Impacts and Improvement of Classroom Noise on School Courtyard Acoustics
指導教授:蔡耀賢蔡耀賢引用關係
指導教授(外文):Yaw-Shyan Tsay
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:建築學系
學門:建築及都市規劃學門
學類:建築學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2015
畢業學年度:103
語文別:中文
論文頁數:65
中文關鍵詞:校舍配置校園噪音音場模擬背景噪音封閉中庭
外文關鍵詞:school courtyardclassroom noisenumerical simulationenclosed patio
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校舍中不良的音環境會使教學品質受到嚴重的影響,以往的研究指出封閉校舍配置容易出現噪音的問題,而國內對校園噪音的規範,大多於交通噪音,如鐵路、航空與道路噪音,對於封閉校舍所引起的內部噪音危害問題,較少資訊能提供設計師或校方進行參考予以改善。本研究探討封閉校舍配置的內部噪音問題,即教師講課、課程朗讀與課程討論等,由於中庭內部吸音材料設置的不足,造成噪音在中庭來回反射且不易消散之問題。
藉由個案研究分析校舍中的聲源教室(教學噪音)與接收側教室(安靜需求的教室),利用ODEON聲場軟體模擬進行數值模擬,首先進行聲源教室與接收教室相對位置的改變,探討各種配置方法的影響,後續再進一步探討吸音材料的設置,針對不同位置與材料使用量訂定各種吸音策略,考慮了吸音性能與材料使用面積後,提出中庭校舍教學噪音的最佳策略。
第一階段結果發現,將聲源教室集中於高樓層或低樓層,接收教室具有改善效果,與現況減少約2~4dB(A),另外聲源教室集中配置在側立面的情形下各樓層比現況更差,約現況增加1~2dB(A),由此可知聲源教室位置避免集中於側立面,而集中於高或低樓層在接收教室有小幅的改善效果。下一階段利用吸音策略改善各個聲源教室配置,使用鑽泥吸音障板安裝於聲源教室前的走廊天花板、接收教室前的走廊天花板與全部教室前的走廊天花板,障板間距為10cm、20cm與30cm。
第二階段結果發現,吸音障板於各個配置中,設置在聲源教室的走廊天花板比設置在接收教室的走廊天花板更具吸音效率。本研究提出的最佳策略有二,分別是高樓層配置聲源教室且聲源教室前走廊設置間距30cm的吸音障板,與現況降噪約6~10dB(A),另外是側立面集中聲源教室且全部教室前走廊設置間距10cm之障板,與現況降噪約4~6dB(A),前者改善策略優點為材料使用較為節省,但聲源樓層會有噪音問題,後者優點為整體解決了校舍噪音問題,但使用的材料為前者約兩倍。
Noise problems can have a significant impact on teaching quality in campus environment.
On the basis of the noise problem in enclosed patio, the main purpose of this study is analysing the influence of noise in enclosed patio and proposing the improvement plan for appropriate school courtyard acoustics.
Through case study method, field measurement was carried out to study the noise problem in enclosed patio. Numerical simulation with ODEON software was then conducted for evaluating the effect of improvement strategies. As the results, changing the location of source-classroom on the receiver-classroom might be positive or negative influence for noise improvement. With sound absorptive materials installation, two improvement plans were proposed for appropriate school courtyard acoustics. One is to centralize the source-classrooms with sound absorptive materials to higher floor; the other way is to disperse the source-classrooms and install sound absorptive materials in all floors.
第一章 緒論...........................................................................................1
1-1 研究動機與目的..........................................................................1
(一) 噪音對教學品質的影響.........................................................1
(二) 教學環境的噪音分類與規範.................................................1
(三) 封閉校舍與其噪音問題.........................................................2
1-2 研究目的......................................................................................3
1-3 研究範圍與流程..........................................................................3
(一) 研究對象.................................................................................4
(二) 研究範圍.................................................................................5
(三) 研究流程與架構.....................................................................6
1-4 研究方法......................................................................................7
(一) 現場實測.................................................................................7
(二) 數值模擬.................................................................................7
第二章 文獻回顧與相關理論...............................................................9
2-1 教學噪音的影響............................................................................9
2-2 封閉中庭配置相關研究..............................................................12
2-3 封閉中庭校舍音場性能概要......................................................14
(一) 封閉中庭校舍音場問題.......................................................14
(二) 封閉中庭校舍之聲線行為概要...........................................14
(三) 迴響時間(RT) ........................................................................17
(四) 噪音能量描述.......................................................................18
2-4 小結..............................................................................................19
第三章 封閉中庭校舍取樣與課程配置模擬分析..............................21
3-1 校舍音場取樣計畫......................................................................21
(一) 對象說明...............................................................................21
(二) 量測概要...............................................................................22
(三) 聲源量測計畫.......................................................................24
(四) 接收點量測計畫...................................................................25
(五) 量測順序...............................................................................26
(六) 量測結果...............................................................................27
3-2 實測與模擬比對..........................................................................29
(一) 課程聲源分析流程...............................................................29
(二) 各課程狀態分類...................................................................30
(三) 模擬設定用值.......................................................................32
3-3 實測與模擬比對..........................................................................34
(一) 各實測數值方案設定...........................................................34
(二) 模型材料設定.......................................................................36
(三) 聲源設定...............................................................................37
(四) 比對結果...............................................................................38
3-4 聲源課程配置模擬......................................................................40
(一)模擬項目描述.........................................................................40
(二)模擬結果與分析.....................................................................41
(三)小結.........................................................................................44
第四章 各聲源教室配置吸音改善策略分析......................................46
4-1 改善策略概要..............................................................................46
(一) 改善策略方法與流程...........................................................46
4-2 教學噪音吸音改善分析..............................................................46
(一) 分析課程聲源.......................................................................46
(二) 吸音策略選定.......................................................................47
(三) 吸音材料鋪設位置...............................................................49
(四) 障板深度與間距...................................................................50
4-3 模擬結果與分析..........................................................................52
(一) 高樓側聲源改善策略分析...................................................52
(二) 低樓側聲源改善策略分析...................................................54
(三) 側邊立面聲源改善策略分析...............................................56
4-4 小結..............................................................................................58
第五章 結論與建議.............................................................................61
5-1 吸音改善策略結論......................................................................61
5-2 研究建議......................................................................................64

參考文獻
附錄

(一)中文文獻
[1] 教育部,國民中小學設備基準,2002
[2] 內政部營建署,建築技術規則,設計施工編,2010
[3] 日本建築學會編,建築資料設計集成:綜合篇,1995
[4] 王崢,建築聲學材料與結構: 設計和應用,機械工業出版社,,2006
[5] 田中俊六,武田仁,足立哲夫,土屋喬雄著,簡裕榮、薛寧心譯,建築環境工學,六合出版社,2004
[6] 周鼎金,建築物理,茂榮圖書公司,1995
[7] 林聰德,台北市中小學校校園噪音問題之研究,淡江大學建築(工程)系碩士論文,1985
[8] 吳桂陽,台灣省國民中學校教室改善研究,國立臺灣師範大學科學教育研究所碩士論文,1990
[9] 林春宏,臺灣省國民小學教室改善研究,東海大學建築(工程)系碩士論文,1999
[10] 顏百佑,都市中校園綠色音環境之探討-以台南市公立國民中學為例,國立成功大學建築學系碩士論文,2000
[11] 陳彥伯,垂片型空間吸音體吸音性能之預測研究,國立成功大學建築學系碩士論文,2005
[12] 林佳蕙,封閉性中庭校舍噪音現況之研究,國立成功大學建築學系碩士論文,2014
(二)英文文獻
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[7] Lundquist, P., Holmberg, K. and Landstrom, U.. Annoyance and effects on work from environmental noise at school. Noise Health ,Vol.2,39–46,2000
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[9] Shield, B. and Conetta, R.. A survey of acoustic conditions and noise levels in secondary school classrooms in England. Journal of the Acoustical Society of America,Vol.137(Issue 1), 177-188, 2014
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[11] Trombetta, P.H.Z. and Zanardo, D.P.Z. Evaluation of the acoustic performance of classrooms in public schools. Applied Acoustics ,Vol.70(Issue 4),626-635, 2009
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