De ce este importantă o acustică adecvată a sălilor de clasă?

În aproximativ șase mii de instituții de învățământ care funcționează în Ungaria, acustica sălilor de clasă este în cele mai multe cazuri încă necorespunzătoare. Pe lângă deficiențele izolației acustice (zgomotele care pătrund din exterior), acest lucru poate fi atribuit cel mai adesea unei configurații necorespunzătoare a acusticii sălii. Efectele directe ale unei acustici inadecvate a sălii de clasă sunt:

• nivel crescut de zgomot în sala de clasă
• vorbire greu de înțeles către rândurile din spate ale sălii de clasă
• elevi și profesori care obosesc mai repede, efecte nocive asupra sănătății
• deteriorarea capacității de concentrare.

Fără soluții acustice, în sălile de clasă mai lungi de 7 metri, de exemplu, în mod tipic aproximativ două treimi din vorbirea profesorului nu pot fi înțelese. În medie, în sălile de clasă, pe rândurile din spate este inteligibilă doar jumătate din vorbire. Este ușor de imaginat că, condițiile acustice adecvate au un impact semnificativ și asupra rezultatelor școlare.

Configurație modernă a acusticii sălii în sala de istorie a Liceului Fazekas Mihály

Folosind rezultatele și experiențele mai multor lucrări anterioare ale noastre de proiectare acustică școlară și ale unui proiect de cercetare aferent, precum și pentru a susține procesul de standardizare în acustica sălilor din Ungaria inițiat de noi, în 2017 am hotărât să creăm o sală de clasă de referință acustică, pentru care am căutat susținători. În privința selecției școlii, am urmat principii simple: am dorit să reparăm cea mai slabă sală de clasă a celei mai bune școli. Astfel am ajuns la sala 315/A a clădirii vechi a Școlii Generale și Liceului Fazekas Mihály din Budapesta. Această sală este specială și pentru că aici nu învață doar elevi, ci se desfășoară și cursuri de perfecționare a cadrelor didactice.

Sala de clasă nu este nou construită, prin urmare, înainte de proiectare, a trebuit să evaluăm — prin metode obiective — condițiile existente. Acest lucru l-am realizat prin măsurători acustice, care au servit drept bază pentru crearea unui model calibrat de acustica sălilor pe calculator. Calibrarea, referitor la caracteristicile de absorbție fonică dependente de frecvență ale materialelor existente, am efectuat-o cu algoritm genetic. Este o procedură de căutare prin care calibrăm datele modelării la datele de măsurători, obținând astfel o stare a modelului extrem de apropiată de realitate.

Scopul dimensionării, al proiectării a fost indicele de transmisie a vorbirii (STI) cu o valoare specificată, mai mare de 0,75, în cazul utilizării unei voci standard fără sonorizare, așa-numita voce ridicată (raised vocal effort), de la masa profesorului. Obiectivul a fost atingerea sau depășirea acestei valori în cât mai multe puncte din sala de clasă. Indicele de transmisie a vorbirii descrie complex posibilitatea formării inteligibilității vorbirii și limitele acustice ale acesteia și este, în prezent, cel mai potrivit parametru obiectiv pentru a dimensiona spații destinate vorbirii. Cantitatea, calitatea și tipul tratamentelor care urmează a fi aplicate pot fi stabilite cel mai eficient și cu cea mai mare siguranță, în prezent, prin proiectare pe calculator — prin simulări numerice.

Configurația ideală de acustică pentru sala de clasă într-o școală poate fi atinsă, în general, prin aplicarea simultană a trei soluții principale, prin rezolvarea unei sarcini de optimizare:

1. Tavan suspendat diferențiat, fonoabsorbant-reflector
2. Placare fonoabsorbantă a pereților
3. Asigurarea absorbției de joasă frecvență

Placarea diferențiată fonoabsorbant-reflector înseamnă că tavanul nu are în întregime caracteristici acustice omogene, ci, în locurile necesare, este fonoabsorbant, iar în altele reflector, pentru a susține propagarea sunetului în cazul surselor de vorbire slabe, dar pentru a absorbi reflexiile dăunătoare din punctul de vedere al asigurării inteligibilității vorbirii. Acest lucru este important mai ales în cazul sălilor de clasă cu suprafață mai mare; în situația de față a fost suficient să aplicăm un tavan suspendat pur fonoabsorbant. Placările fonoabsorbante ale pereților sporesc semnificativ inteligibilitatea vorbirii pe rândurile din spate — fără ele, inteligibilitatea adecvată a vorbirii de multe ori nici nu poate fi asigurată. Realizarea absorbției de joasă frecvență este critică, de regulă, din punctul de vedere al limitării zgomotului de fond, respectiv în cazul aplicării sonorizării, dar și pentru vocile masculine ale profesorilor există în această gamă frecvențe dominante.

Efectuând măsurătorile, am constatat că în sală indicele de transmisie a vorbirii are o valoare redusă, iar timpul de reverberație este extrem de ridicat, din cauza prezenței pardoselii din piatră, a pereților tencuiți și a altor suprafețe dure, reflectorizante. La astfel de sarcini, valoarea cea mai ușor de măsurat este timpul de reverberație, care, exprimat ilustrativ, arată timpul în care nivelul presiunii sonore generat de o sursă de sunet care funcționează continuu și este oprită brusc scade în sală la a milioana parte (cu 60 de decibeli). Această valoare depinde, desigur, și de poziția ascultătorului și de înălțimea tonului, totuși, prin medierea în sală, se obține un singur număr caracteristic, care, deși într-un mod considerabil simplificator, formează totuși o imagine obiectivă a condițiilor acustice ale sălii și îl orientează pe proiectant. S-a constatat că trebuie să reducem timpul de reverberație la un sfert pentru a putea atinge valoarea dorită a inteligibilității vorbirii. Aceasta nu este o sarcină banală, dar, prin înălțimea disponibilă a încăperii și prin posibilitățile de amplasare a placării pereților, sarcina s-a dovedit rezolvabilă.

Deoarece materialele fonoabsorbante care funcționează într-o gamă largă de înălțimi sonore sunt în general moi, pentru placarea pereților am ales un material cu o acoperire specială, rezistent la șocuri, ba mai mult, în care se poate înfige chiar și un piuneză, putând astfel înlocui și avizierul din spatele sălii, fără pierdere de funcție.

Prin materialele și soluțiile aplicate, zgomotul de fond din sală a scăzut cu o valoare care depășește chiar 6 dB, fără a fi necesară schimbarea tâmplăriei sau efectuarea unei reduceri a zgomotului instalațiilor. Aceasta arată bine că soluțiile de acustica sălilor tratează simultan mai multe probleme: îmbunătățesc inteligibilitatea vorbirii, reduc zgomotul, reduc timpul de reverberație. Iar dacă mai adăugăm că nici nu costă sume semnificative, devine evident că merită aplicate. Atunci când și reglementarea tehnică din țară va prevedea acest lucru, configurarea acustică adecvată a sălilor de clasă va fi nu doar utilă, ci și de la sine înțeleasă.

Pe lângă soluțiile acustice, am reabilitat în același timp și iluminatul. În sala de clasă au fost montate lămpi LED moderne, dimabile, astfel încât acum, în sala de clasă, nu doar se poate auzi, ci și vedea.

Implementarea soluțiilor moderne de acustica sălilor este absolut necesară în sălile de clasă. Nu doar în spațiile comunitare, ci și în încăperile mai mici, iar din motive de reducere a zgomotului și pe coridoare. Cu parametri și metode moderne de proiectare, chiar și în situații de reabilitare provocatoare din punct de vedere tehnic, infrastructura construită a școlilor poate fi adusă la zi.