Perché è importante una corretta acustica dell'aula?

Nelle quasi seimila istituzioni scolastiche attive in Ungheria, l'acustica delle aule risulta spesso ancora inadeguata. Oltre alle carenze di isolamento acustico (rumori che filtrano dall'esterno), ciò è il più delle volte riconducibile a una configurazione inadeguata di acustica delle sale. Gli effetti diretti di un'acustica dell'aula inadeguata sono:

• aumento del rumore in aula
• parlato di difficile comprensione nelle file posteriori dell'aula
• affaticamento più rapido di alunni e insegnanti, effetti dannosi sulla salute
• peggioramento della capacità di concentrazione.

Senza soluzioni acustiche, nelle aule più lunghe di 7 metri, ad esempio, circa due terzi del parlato dell'insegnante risulta tipicamente non comprensibile. In media, nelle file posteriori delle aule, solo metà del parlato è intelligibile. È facile immaginare che condizioni acustiche adeguate abbiano un effetto rilevante anche sui risultati scolastici.

Configurazione moderna di acustica delle sale nell'aula di storia del Liceo Fazekas Mihály

Avvalendoci dei risultati e delle esperienze di precedenti lavori di progettazione acustica scolastica e di un nostro progetto di ricerca correlato, nonché a sostegno del processo di normazione di acustica delle sale in Ungheria, da noi promosso, nel 2017 abbiamo deciso di creare un'aula di riferimento acustica, per la quale abbiamo cercato sponsor. Sulla scelta della scuola abbiamo seguito un criterio semplice: volevamo riqualificare l'aula peggiore della migliore scuola. Siamo così giunti all'aula 315/A dell'edificio storico della Scuola Elementare e Liceo Fazekas Mihály di Budapest. Quest'aula è particolare anche perché non vi studiano solo gli alunni: vi si svolgono anche corsi di aggiornamento per insegnanti.

L'aula non è di nuova costruzione, perciò, prima della progettazione, abbiamo dovuto rilevare — con metodi oggettivi — le condizioni esistenti. Lo abbiamo fatto attraverso misurazioni acustiche, che hanno costituito la base per la creazione di un modello informatizzato calibrato di acustica delle sale. La calibrazione delle proprietà di assorbimento acustico, dipendenti dalla frequenza, dei materiali esistenti è stata realizzata con algoritmo genetico. Si tratta di un procedimento di ricerca che consente di calibrare i dati di modellazione su quelli di misurazione, ottenendo nel modello uno stato estremamente vicino alla realtà.

L'obiettivo di dimensionamento e progettazione era un valore prescritto, superiore a 0,75, dell'indice di trasmissione del parlato (STI) dalla cattedra, in presenza di un oratore senza sonorizzazione standardizzata che impiega cosiddetto sforzo vocale alzato (raised vocal effort). L'obiettivo era raggiungere o superare tale valore nel maggior numero possibile di punti dell'aula. L'indice di trasmissione del parlato descrive in modo complesso la possibilità e i limiti acustici di formazione dell'intelligibilità del parlato, ed è attualmente il parametro oggettivo più adatto per dimensionare gli ambienti destinati alla parola. La quantità, la qualità e la tipologia dei rivestimenti da applicare possono attualmente essere definite con la massima efficacia e sicurezza tramite progettazione informatizzata — simulazioni numeriche.

La configurazione ideale di acustica delle sale dell'aula scolastica si può ottenere di norma con l'applicazione combinata di tre soluzioni principali, mediante la risoluzione di un problema di ottimizzazione:

1. Controsoffitto fonoassorbente-riflettente differenziato
2. Rivestimento parietale fonoassorbente
3. Assorbimento alle basse frequenze

Il rivestimento differenziato fonoassorbente-riflettente significa che il soffitto non possiede proprietà acustiche omogenee su tutta la superficie, ma è fonoassorbente nei punti necessari e riflettente in altri, per favorire la propagazione del suono da sorgenti vocali a basso livello e per assorbire al contempo le riflessioni dannose per l'intelligibilità del parlato. Ciò è particolarmente importante in aule di superficie maggiore; nella situazione attuale è stato sufficiente applicare un controsoffitto puramente fonoassorbente. I rivestimenti parietali fonoassorbenti aumentano significativamente l'intelligibilità del parlato nelle file posteriori — senza di essi spesso non è possibile garantire un'adeguata intelligibilità. La realizzazione dell'assorbimento alle basse frequenze è generalmente critica per il contenimento del rumore di fondo e nel caso di applicazione di sonorizzazione, ma anche le voci maschili degli insegnanti presentano in questo intervallo frequenze dominanti.

Effettuate le misurazioni, abbiamo riscontrato nell'aula un basso valore di indice di trasmissione del parlato e un tempo di riverberazione estremamente elevato, a causa della pavimentazione in pietra, delle pareti intonacate e di altre superfici dure e riflettenti. In tali compiti il parametro acustico più facilmente misurabile è il tempo di riverberazione, che, espresso in modo intuitivo, indica in quanto tempo il livello di pressione sonora generato da una sorgente sonora in funzionamento continuo, improvvisamente spenta, si riduce nell'ambiente a un milionesimo (di 60 decibel). Questo valore dipende naturalmente anche dalla posizione dell'ascoltatore e dalla frequenza; tuttavia, mediato all'interno dell'ambiente, fornisce un singolo numero caratteristico che, pur semplificando notevolmente, restituisce un'immagine oggettiva delle condizioni acustiche della sala e orienta il progettista. È risultato che dovevamo ridurre il tempo di riverberazione a un quarto per raggiungere il valore di intelligibilità del parlato desiderato. Non si tratta di un compito banale, ma, grazie all'altezza interna disponibile e alle possibilità di posa del rivestimento parietale, il compito si è dimostrato risolvibile.

Poiché i materiali fonoassorbenti efficaci su un ampio intervallo di frequenze sono generalmente morbidi, abbiamo scelto per il rivestimento parietale un materiale con un rivestimento speciale resistente agli urti, addirittura puntabile con puntine, che ha così potuto sostituire la bacheca posteriore dell'aula senza perdita di funzionalità.

Grazie ai materiali e alle soluzioni applicati, il rumore di fondo nell'aula si è ridotto di oltre 6 dB, senza necessità di sostituire serramenti o di ridurre il rumore impiantistico. Ciò mostra bene come le soluzioni di acustica delle sale trattino contemporaneamente più problemi: migliorano l'intelligibilità del parlato, riducono il rumore, riducono il tempo di riverberazione. Aggiungendo che non comportano costi rilevanti, diventa evidente che vale la pena applicarle. Quando la regolamentazione tecnica nazionale le prescriverà, allestire correttamente l'acustica delle aule sarà non solo opportuno, ma ovvio.

Insieme alle soluzioni acustiche abbiamo anche rinnovato l'illuminazione. Nell'aula sono state installate lampade a LED moderne e dimmerabili: ora nell'aula non solo si può sentire, ma anche vedere.

La realizzazione di soluzioni moderne di acustica delle sale è indispensabile nelle aule. Non solo negli spazi comuni, ma anche nei locali minori e, per motivi di riduzione del rumore, anche nei corridoi. Con parametri e metodi di progettazione moderni, anche le situazioni di ristrutturazione tecnicamente sfidanti consentono di rendere attuale l'infrastruttura scolastica costruita.