شماره ركورد
31705
پديد آورنده
فائزه غضنفري
عنوان
طراحي دبستان پسرانه در تهران با رويكرد بهينهسازي شرايط آكوستيكي كلاسهاي درس
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي معماري پايدار
سال تحصيل
1400
تاريخ دفاع
1403/04/18
استاد راهنما
دكتر هانيه صنايعيان، دكتر فاطمه مهدي زاده سراج
استاد مشاور
-
دانشكده
معماري و شهرسازي
چكيده
حس شنوايي نقش اساسي در درك محيط اطراف، برقراري ارتباط، بيان افكار و آموزش دارد. محيط آكوستيك نامناسب در كلاسهاي درس، مانعي جدي براي يادگيري و پيشرفت تحصيلي دانشآموزان است. اين امر، توانايي تمركز، گوش دادن، درك مطالب، و حتي خواندن را تحتالشعاع قرار ميدهد. در ساختمانهاي آموزشي، طراحي كارآمد صوت نقشي كليدي در ارتقاي راحتي صوتي، رفاه و بهرهوري دانشآموزان ايفا ميكند. فراهمكردن محيطي آكوستيك مناسب براي دانشآموزان، بهويژه در دوره ابتدايي، از اهميت بسزايي برخوردار است و درك صحيح مطالب آموزشي را تضمين ميكند.
در دهههاي اخير، توجه به شرايط آكوستيك كلاسهاي درس به دليل نقش اساسي آن در تضمين آموزش و يادگيري مؤثر، بهويژه در سطوح پايه مسير آموزشي، افزايشيافته است. متأسفانه، اكثر كلاسهاي درس در ايران، فارغ از سطح و نوع، از حداقل الزامات آكوستيك براي عملكرد مطلوب خود برخوردار نيستند. اين امر ضرورت اتخاذ رويكردي جامع براي كنترل آكوستيك در مراكز آموزشي را آشكار ميكند. دو راهبرد اصلي براي اين منظور شامل كاهش نويز پسزمينه و كنترل طنين ديرهنگام صدا است. تعريف طراحي بهينه براي كلاسهاي درس با لحاظ اين دو مولفه، گامي ضروري در جهت ارتقاي كيفيت آموزش و يادگيري در مدارس كشور است.
مطالعات اندكي در اين زمينه به تاثير ابعاد كلاس در مقادير محدود بهعنوان يك عامل تأثيرگذار موردمطالعه قرار دادهاند. در اين پژوهش، به بررسي عملكرد آكوستيك كلاس درس يك مدرسه ابتدايي در وضعيت فعلي آن پرداخته شده است. هدف از اين مطالعه، يافتن ابعاد مناسب براي كلاس درس جهت دستيابي به رفتار صوتي مطلوب و انتخاب بهترين پيكربندي از ميان دو سناريوي طراحي ارائه شده، بوده است. براي انجام اين پژوهش، كلاس درس مدرسه ابتدايي هويزه تهران مورد بررسي قرار گرفت. در اين راستا، از نرمافزار راينو و پلاگينهاي گرسهاپر و پكيدرم براي مدلسازي و شبيهسازي استفاده شد. فرايند بهينهسازي چندهدفه با استفاده از الگوريتم ژنتيك غيرغالب توسط پلاگين والاسي انجامشده است كه اين بهينهسازي در دو مرحله صورتگرفته است. طول، عرض، ارتفاع كلاس و طول و عرض پنجره بهعنوان متغيرهاي مستقل و شاخصهاي زمان واخنش، شاخص انتقال گفتار و وضوح گفتار بهعنوان متغيرهاي وابسته براي اين پژوهش انتخاب شده است.
در هر دو مطالعه، از روش بهينهسازي چندهدفه با 500 حالت براي يافتن ابعاد بهينه كلاس درس و سطح پنجره براي مدارس ابتدايي استفاده شد. كه در مرحله اول و دوم به ترتيب 1 و 4 راهحل بهعنوان مجموعه ي جواب هاي بهينه در جبهه پارتو انتخاب شده و در آخر يك راهحل بهعنوان بهترين جوابها انتخاب شدهاند.
فرايند بهينهسازي شامل استفاده از الگوريتم ژنتيك، طراحي پارامتريك و شبيهسازي صوتي بود. اين فرايند به طور خودكار جايگشتهاي مختلف طرحها را بررسي و به طور همزمان پارامترهاي مختلف را ارزيابي كرد. در نهايت، از بين پنج مجموعه پاسخ، نسبت مناسب ابعاد كلاس و سطح پنجره بهينه براي مدارس ابتدايي بهدستآمده است. يافتههاي اين پژوهش براي توسعه دستورالعملهاي صوتي كلاس درس براي يادگيري بهتر دانشآموزان زير 12 سال قابلاستفاده است.
تاريخ ورود اطلاعات
1403/09/18
عنوان به انگليسي
Designing a boys' elementary school in Tehran with the approach of optimizing classroom acoustic conditions
تاريخ بهره برداري
7/8/2025 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
فائزه غضنفري
چكيده به لاتين
Auditory perception plays a crucial role in understanding the environment, communication, expressing thoughts, and learning. Suboptimal acoustic conditions in classrooms pose a significant barrier to student learning and academic progress, affecting concentration, listening, comprehension, and even reading. In educational buildings, effective sound design is key to enhancing acoustic comfort, well-being, and student productivity. Providing a suitable acoustic environment for students, especially at the elementary level, is of paramount importance and ensures a proper understanding of educational content.
In recent decades, attention to the acoustic conditions of classrooms has increased due to their critical role in ensuring effective teaching and learning, particularly at the foundational levels of education. Unfortunately, most classrooms in Iran, regardless of their level or type, lack the minimum acoustic requirements for optimal performance. This highlights the need for a comprehensive approach to acoustic control in educational facilities. Two primary strategies for this purpose include reducing background noise and controlling late sound reverberation. Defining an optimal design for classrooms, considering these two components, is a necessary step towards improving the quality of teaching and learning in the country's schools.
Few studies have investigated the impact of classroom dimensions as a limiting factor. This research examines the acoustic performance of an elementary school classroom in its current state. The aim of this study was to find suitable dimensions for the classroom to achieve desirable acoustic behavior and select the best configuration from two proposed design scenarios. For this research, an elementary school classroom in Hovaizeh, Tehran, was investigated. In this regard, Rhino software and Grasshopper and Pufferfish plugins were used for modeling and simulation. The multi-objective optimization process was performed using the Wallace plugin, which uses a non-dominated genetic algorithm. This optimization was carried out in two stages. Classroom length, width, height, and window length and width were selected as independent variables, and reverberation time, speech transmission index, and speech clarity were selected as dependent variables for this research.
In both studies, a multi-objective optimization method with 500 states was used to find the optimal dimensions of the classroom and window level for elementary schools. In the first and second stages, 1 and 4 solutions were selected as a set of optimal solutions in the Pareto front, respectively, and finally, one solution was selected as the best solutions.
The optimization process involved the use of genetic algorithms, parametric design, and acoustic simulation. This process automatically examined various permutations of designs and simultaneously evaluated different parameters. Finally, from the five sets of answers, the appropriate ratio of classroom dimensions and optimal window level for elementary schools was obtained. The findings of this research can be used to develop classroom acoustic guidelines for better learning of students under the age of 12
كليدواژه هاي فارسي
بهينهسازي , آكوستيك , آسايش صوتي , كنترل صوت , كلاس درس
كليدواژه هاي لاتين
optimization , acoustics , acoustic comfort , sound control , classroom
Author
faeze ghazanfari
SuperVisor
Haniyeh Sanaieian, Fatemeh Mehdizadeh Seraj