slug: "fazekas" title: "Как може да се изгради добра акустика в класна стая?" topic: "case-study" date: "2018-05-17" excerpt: "Защо е важно подходящото оформление по акустика на помещенията в класната стая? Казус от Будапещенското показно основно училище и гимназия „Михай Фазекаш"." image: "/images/entel/Névtelen-1.jpg" category: "cikkek" gated: true

Защо е важна подходящата акустика в класна стая?

В близо шестте хиляди образователни институции, действащи в Унгария, акустиката в класните стаи в повечето случаи все още не е подходяща. Освен недостатъците в звукоизолацията (шумовете, прониикващи отвън), това най-често може да се сведе до неподходящото оформление по акустика на помещенията. Преки ефекти от недостатъчната акустика в класна стая:

повишен шум в класната стая
трудно разбираема реч към задните редове на класната стая
по-бързо изморяващи се ученици и учители, вредни здравни ефекти
влошаване на способността за концентрация.

Без акустични решения в класни стаи, по-дълги от 7 метра, например типично около две трети от учителската реч не са разбираеми. Средно в класните стаи в задните редове е разбираема само половината от речта. Лесно е да си представим, че подходящите акустични условия имат значителен ефект и върху учебните резултати.

Съвременно оформление по акустика на помещенията в часовата стая по история на гимназията „Михай Фазекаш"

Като се възползвахме от резултатите и опита от няколко наши по-ранни работи по акустично проектиране на училища и от съответен изследователски проект, както и с цел подкрепа на инициирания от нас процес на стандартизация по акустика на помещенията в Унгария, през 2017 г. решихме да създадем акустична референтна класна стая, за която потърсихме поддръжници. По отношение на избора на училище следвахме прости принципи: искахме да поправим най-лошата класна стая в най-доброто училище. Така стигнахме до класна стая 315/A в старата сграда на Будапещенското основно училище и гимназия „Михай Фазекаш". Тази стая е особена и защото в нея не се обучават само ученици, а в нея се провежда и продължаващо обучение на учители.

Класната стая не е новопостроена, така че преди проектирането трябваше — с обективни методи — да оценим сегашните условия. Това постигнахме чрез акустични измервания, които послужиха за основа на създаването на компютърен калибриран модел по акустика на помещенията. Калибрирането извършихме чрез генетичен алгоритъм по отношение на честотно-зависимите свойства на звукопоглъщане на съществуващите материали. Това е процедура за търсене, с чиято помощ калибрираме данните за моделирането към данните от измерванията, така че в модела получаваме състояние, изключително близко до реалността.

Целта на оразмеряването и проектирането беше посочената стойност над 0,75 на индекса за пренос на реч (STI) при използване на говорител без стандартно озвучаване, т.нар. повишено вокално усилие (raised vocal effort), от учителската катедра. Целта беше на възможно най-много места в класната стая да бъде постигната или надхвърлена тази стойност. Индексът за пренос на реч описва комплексно възможността за възникване на разбираемост на речта и нейните акустични ограничения, и в момента това е най-подходящият обективен параметър за оразмеряване на помещения за речеви цели. А количеството, качеството, типът на покритията, които искат да бъдат приложени, в момента могат да бъдат определени най-ефективно и с най-голяма сигурност чрез компютърно проектиране — с числени симулации.

Идеалното училищно оформление по акустика на помещенията в класна стая обикновено може да бъде постигнато чрез съвместно прилагане на три основни решения, посредством решаването на задача по оптимизация:

Диференциран звукопоглъщащ-звукоотразителен окачен таван
Звукопоглъщащо стенно покритие
Осигуряване на звукопоглъщане на ниски честоти

Диференцираното звукопоглъщащо-звукоотразително покритие означава, че таванът не е изцяло хомогенен по акустични свойства, а на необходимите места е звукопоглъщащ, а другаде — отразяващ, за да подпомага разпространението на звука при източници на тиха реч, но да поглъща отраженията, вредни от гледна точка на осигуряването на разбираемост на речта. Това е важно главно при класни стаи с по-голяма площ, в настоящата ситуация беше достатъчно да се приложи изцяло звукопоглъщащ окачен таван. Звукопоглъщащите стенни покрития значително повишават разбираемостта на речта в задните редове — без тях подходящата разбираемост на речта често дори не може да бъде осигурена. А реализацията на звукопоглъщане на ниски честоти обикновено е критична от гледна точка на ограничаването на основния шум, респ. при прилагане на озвучаване, но и при мъжки учителски гласове има доминантни честоти в този диапазон.

След извършването на измерванията видяхме, че в стаята индексът за пренос на реч е с ниска стойност, а времето на реверберация е изключително високо поради наличието на каменен под, измазани стени и други твърди, отразяващи звука повърхности. При такива задачи най-лесно измеримият стойностен акустичен параметър е времето на реверберация, който нагледно изразено показва за какво време нивото на звуково налягане, причинено от непрекъснато работещ внезапно изключен източник на звук в стаята, спада до една милионна си част (с 60 децибела). Тази стойност естествено зависи и от мястото на слушателя и от височината на звука, при все това като осреднена в стаята от нея може да се получи един характерен показател, който макар и по значително опростяващ начин все пак създава обективна картина за акустичните условия в стаята и ориентира проектанта. Оказа се, че трябва да намалим времето на реверберация до една четвърт, за да можем да постигнем желаната стойност на разбираемост на речта. Това не е тривиална задача, но с наличната вътрешна височина и възможността за разполагане на стенно покритие задачата се оказа решима.

Тъй като звукопоглъщащите материали, работещи в широк диапазон на височината на звука, обикновено са меки, за стенното покритие избрахме материал със специално покритие, който е устойчив на удар, нещо повече — в него може дори да се забиват кабарчета, така че той можеше да замести и табелата на задната стена на стаята без загуба на функция.

Чрез приложените материали и решения основният шум в стаята намаля до степен, надхвърляща дори 6 dB, без да се налагаше подмяна на дограма или намаляване на шума от инсталациите. Това добре показва, че решенията по акустика на помещенията третират едновременно няколко проблема: подобряват разбираемостта на речта, намаляват шума, намаляват времето на реверберация. И ако към това добавим, че те не струват значителни суми, става очевидно, че си струва да бъдат прилагани. Когато и унгарското техническо регулиране ще предписва това, не само че ще си струва, но и ще се разбира от само себе си подходящото акустично оформление на класните стаи.

Наред с акустичните решения едновременно обновихме и осветлението. В класната стая бяха поставени съвременни димируеми LED лампи, така че сега в класната стая може не само да се чува, но и да се вижда.

Реализацията на съвременните решения по акустика на помещенията е незаменимо необходима в класните стаи. Не само в общите помещения, но и в по-малките помещения, а от съображения за намаляване на шума и по коридорите. Със съвременни проектантски параметри и методи и в технически предизвикателните ситуации на обновяване изградената инфраструктура на училището може да бъде направена актуална.