Zašto je važna odgovarajuća akustika učionice?

U gotovo šest tisuća obrazovnih ustanova koje djeluju u Mađarskoj akustika učionica najčešće još uvijek nije zadovoljavajuća. Uz nedostatke zvučne izolacije (buke koje prodiru izvana), to se najčešće može pripisati neodgovarajućem oblikovanju akustike prostorije. Izravni učinci nedovoljne akustike učionice su:

• povećana buka u učionici
• govor koji se prema stražnjim redovima učionice teško može razumjeti
• brže umorni učenici i učitelji, štetni zdravstveni učinci
• pogoršanje sposobnosti koncentracije.

Bez akustičkih rješenja, u učionicama duljim od 7 metara primjerice tipično oko dvije trećine učiteljskog govora nije razumljivo. U prosjeku se pak u stražnjim redovima učionica razumije samo polovica govora. Lako je zamisliti da odgovarajući akustički uvjeti imaju i značajan učinak na nastavne rezultate.

Suvremeno oblikovanje akustike prostorije u učionici povijesti gimnazije Fazekas Mihály

Koristeći rezultate i iskustva više naših ranijih projekata akustičkog projektiranja škola i jednog odgovarajućeg istraživačkog projekta te radi podrške normizacijskom procesu za akustiku prostorija u Mađarskoj koji smo mi pokrenuli, 2017. godine smo odlučili da ćemo izraditi akustičku referentnu učionicu, za koju smo tražili podupiratelje. U pogledu odabira škole slijedili smo jednostavna načela: htjeli smo popraviti najgoru učionicu najbolje škole. Tako smo došli do učionice 315/A u staroj zgradi Budimpeštanske osnovne škole i gimnazije Fazekas Mihály. Ta je prostorija posebna i zato što u njoj ne uče samo učenici, već se u njoj odvija i daljnje stručno usavršavanje učitelja.

Učionica nije novogradnja, pa smo prije projektiranja — objektivnim metodama — morali snimiti trenutno stanje. To smo postigli akustičkim mjerenjima koja su poslužila kao temelj za izradu kalibriranog računalnog modela akustike prostorije. Kalibraciju za frekvencijski ovisna svojstva zvučne apsorpcije postojećih materijala proveli smo genetskim algoritmom. To je postupak pretraživanja kojim se podaci modeliranja kalibriraju prema mjernim podacima, te u modelu dobivamo stanje iznimno blisko stvarnosti.

Cilj dimenzioniranja, odnosno projektiranja bio je zadana vrijednost indeksa prijenosa govora (STI) iznad 0,75 u slučaju standardiziranog govornika bez ozvučenja s tzv. povišenim govornim glasom (raised vocal effort), gledano od učiteljskog stola. Cilj je bio da na što više mjesta u učionici dosegnemo ili prekoračimo tu vrijednost. Indeks prijenosa govora kompleksno opisuje mogućnost nastanka razumljivosti govora i njezine akustičke granice te je trenutno najprikladniji objektivni parametar za dimenzioniranje prostora za govor. Količinu, kvalitetu i tip obloga koje se žele primijeniti trenutno se najučinkovitije i s najvećom sigurnošću mogu odrediti računalnim projektiranjem — numeričkim simulacijama.

Idealno akustičko oblikovanje učionice u školi općenito se može postići zajedničkom primjenom triju glavnih rješenja, rješavanjem zadatka optimizacije:

1. Diferencirani zvučnoapsorbirajuće-reflektirajući spušteni strop
2. Zvučnoapsorbirajuća zidna obloga
3. Osiguranje apsorpcije niskih tonova

Diferencirana zvučnoapsorbirajuće-reflektirajuća obloga znači da strop nije u cijelosti homogenih akustičkih svojstava, već je na potrebnim mjestima apsorbirajući, a drugdje reflektirajući, kako bi pomogao širenju zvuka u slučaju tihih govornih izvora, ali apsorbirao refleksije koje su štetne sa stajališta osiguranja razumljivosti govora. To je posebno važno kod učionica veće tlocrtne površine; u danoj situaciji bilo je dovoljno primijeniti potpuno zvučnoapsorbirajući spušteni strop. Zvučnoapsorbirajuće zidne obloge u stražnjim redovima sjedenja znatno povećavaju razumljivost govora — bez njih se odgovarajuća razumljivost govora često niti ne može osigurati. Ostvarenje apsorpcije niskih tonova pak općenito je ključno sa stajališta ograničavanja osnovne buke, odnosno u slučaju primjene ozvučenja, no i kod muških učiteljskih glasova postoje frekvencije koje su dominantne u tom rasponu.

Nakon provedenih mjerenja vidjeli smo da je u učionici vrijednost indeksa prijenosa govora niska, a vrijeme odjeka iznimno visoko zbog kamenog poda, ožbukanih zidova i drugih tvrdih, reflektirajućih površina. Kod ovakvih zadataka najlakše mjerljiva vrijednost akustičkog parametra je vrijeme odjeka, koja zorno izraženo pokazuje koliko vremena treba razini zvučnog tlaka koju stvori neprestano radeći iznenada isključen izvor zvuka da u prostoriji padne na jednu milijunti dio (za 60 decibela). Ta vrijednost naravno ovisi i o mjestu slušatelja i o visini tona, no, prosječena u prostoriji, daje jedan karakterističan broj koji o akustičkim uvjetima prostorije, doduše znatno pojednostavljeno, ali ipak objektivno daje sliku i orijentira projektanta. Pokazalo se da vrijeme odjeka moramo smanjiti na četvrtinu kako bismo postigli željenu vrijednost razumljivosti govora. To nije trivijalan zadatak, no s raspoloživom visinom prostorije i mogućnošću postavljanja zidne obloge zadatak se pokazao rješivim.

Budući da su materijali zvučne apsorpcije koji djeluju u širokom rasponu visina tonova obično meki, za zidnu smo oblogu odabrali materijal s posebnom prevlakom koji je otporan na udarce — štoviše, u njega se može i pribadača zabosti — pa je mogao bez gubitka funkcije zamijeniti i stražnju zidnu novinarsku ploču učionice.

Zahvaljujući primijenjenim materijalima i rješenjima, osnovna buka u prostoriji smanjila se i više od 6 dB, a da nije bilo potrebno mijenjati otvore ili izvoditi smanjenje buke iz strojarskih instalacija. To dobro pokazuje da rješenja akustike prostorija istodobno obrađuju više problema: poboljšavaju razumljivost govora, smanjuju buku, smanjuju vrijeme odjeka. A ako tome dodamo da niti ne koštaju značajan iznos, postaje očito da ih se isplati primjenjivati. Ako to bude propisivala i domaća tehnička regulativa, odgovarajuće akustičko oblikovanje učionica neće samo biti isplativo, već i samorazumljivo.

Uz akustička rješenja istodobno smo obnovili i rasvjetu. U učionicu su postavljene moderne, prigušive LED svjetiljke, pa se sada u učionici ne može samo čuti, već i vidjeti.

Provedba suvremenih rješenja akustike prostorija nužno je potrebna u učionicama. Ne samo u zajedničkim prostorima, već i u manjim prostorijama te iz razloga smanjenja buke i na hodnicima. Suvremenim projektantskim parametrima i metodama čak je i u tehnički zahtjevnim situacijama obnove moguće osuvremeniti školsku građevinsku infrastrukturu.