Зашто је важна одговарајућа учионичка акустика?

У близу шест хиљада образовних установа које делују у Мађарској акустика учионица већином још увек није одговарајућа. Поред недостатака звучне изолације (бука која прелази споља), то се већином може приписати неодговарајућем обликовању акустике просторије. Непосредни ефекти неодговарајуће учионичке акустике су:

• повећана бука у учионици
• тешко разумљив говор према задњим редовима учионице
• ученици и наставници који се брже умарају, штетни здравствени ефекти
• погоршање способности концентрације.

Без акустичких решења у учионицама дужим од 7 метара, на пример, типично је да око две трећине наставничког говора није разумљиво. У просеку се, пак, у учионицама у задњим редовима разуме само половина говора. Лако је замислити да одговарајући акустички услови имају значајан утицај и на школски успех.

Савремено обликовање акустике просторије у учионици историје Гимназије Fazekas Mihály

Користећи резултате и искуства наших ранијих радова на акустичком пројектовању школа и једног релевантног истраживачког пројекта, као и ради подршке процесу стандардизације акустике просторија у Мађарској који смо ми иницирали, 2017. године одлучили смо да створимо акустичку референтну учионицу, за коју смо тражили покровитеље. У погледу избора школе следили смо једноставне принципе: желели смо да поправимо најгору учионицу најбоље школе. Тако смо доспели у учионицу 315/A старог објекта Будимпештанске основне школе и гимназије Fazekas Mihály. Та просторија је посебна и зато што у њој не уче само ученици, већ се у њој одвија и стручно усавршавање наставника.

Учионица није ново изграђена, па смо пре пројектовања — објективним методама — морали снимити садашње услове. То смо постигли акустичким мерењима, која су послужила као основа за стварање компјутерског калибрисаног модела акустике просторије. Калибрацију смо у погледу фреквенцијски зависних карактеристика звучне апсорпције постојећих материјала спровели генетским алгоритмом. То је поступак претраживања којим калибришемо податке моделирања према подацима мерења, тако да у моделу добијамо стање изузетно близу стварности.

Циљ димензионисања и пројектовања била је задата вредност индекса преноса говора (STI) изнад 0,75 у случају примене стандардног говорника без озвучавања, тзв. подигнутог говорног звука (raised vocal effort), са наставничког стола. Циљ је био да се на што више места у учионици достигне или премаши та вредност. Индекс преноса говора комплексно описује могућност настајања разумљивости говора и њена акустичка ограничења, и то је тренутно најпогоднији објективан параметар за димензионисање простора за говор. Количину, квалитет, тип облога које треба применити тренутно се најефикасније и најпоузданије може одредити компјутерским пројектовањем — нумеричким симулацијама.

Идеално обликовање учионичке акустике просторије у школама може се по правилу постићи заједничком применом три главна решења решавањем оптимизационог задатка:

1. Диференцирани звучно апсорпциони-звучно рефлексни спуштени плафон
2. Звучно апсорпциона зидна облога
3. Обезбеђивање апсорпције ниских фреквенција

Диференцирана звучно апсорпциона-звучно рефлексна облога значи да плафон у целости није хомогених акустичких карактеристика, већ на потребним местима звучно апсорпциони, а другде рефлексни, како би помогао ширењу звука у случају тихих извора говора, али апсорбовао рефлексије које су штетне са становишта обезбеђивања разумљивости говора. То је пре свега важно код учионица веће површине, у овој ситуацији било је довољно применити чисто звучно апсорпциони спуштени плафон. Звучно апсорпционе зидне облоге у задњим редовима значајно повећавају разумљивост говора — без њих се одговарајућа разумљивост говора често не може ни обезбедити. Остваривање апсорпције ниских фреквенција, пак, по правилу је критично са становишта ограничавања основне буке, односно у случају примене озвучавања, али и у случају мушких наставничких гласова постоје доминантне фреквенције у том опсегу.

Спроводећи мерења видели смо да је у просторији индекс преноса говора ниске вредности, а време реверберације изузетно високо због присуства каменог пода, малтерисаних зидова и других тврдих, звучно рефлексних површина. Код таквих задатака најлакше мерљива вредност акустичког параметра је време реверберације, која сликовито показује за колико времена звучни притисак изазван непрекидно радећим, изненада искљученим извором звука у просторији опадне на један милионити део (за 60 децибела). Та вредност, наравно, зависи и од положаја слушаоца и од висине звука, ипак, усреднена у просторији из ње се може добити један карактеристичан број, који значајно поједностављено, али ипак објективно даје слику акустичких услова просторије и оријентише пројектанта. Испоставило се да време реверберације треба смањити на једну четвртину како бисмо могли постићи жељену вредност разумљивости говора. То није тривијалан задатак, али се са расположивом светлом висином и могућношћу постављања зидне облоге задатак показао решивим.

Пошто су материјали звучне апсорпције који раде у широком опсегу висине звука по правилу меки, за зидну облогу смо изабрали материјал са посебном превлаком, који је отпоран на удар, штавише, у њега се може и зачкаљити, тако да је могао заменити и задњу зидну новину просторије без губитка функције.

Применом материјала и решења основна бука у просторији смањила се за више од 6 dB, без потребе да се мења столарија или спроводи смањење буке машинске инсталације. То добро показује да решења акустике просторије истовремено решавају више проблема: побољшавају разумљивост говора, смањују буку, смањују време реверберације. А ако томе додамо да не коштају ни значајне суме, постаје јасно да их вреди применити. Када то пропише и домаћа техничка регулатива, не само да ће вредети, већ ће и одговарајуће акустичко обликовање учионица бити само по себи разумљиво.

Поред акустичких решења истовремено смо обновили и осветљење. Савремене, димабилне LED лампе постављене су у учионицу, тако да се сада у учионици може не само чути, већ и видети.

Остваривање савремених решења акустике просторије неопходно је у учионицама. Не само у заједничким просторима, већ и у мањим просторијама, а из разлога смањења буке и у ходницима. Савременим пројектантским параметрима и методама и у технички изазовним ситуацијама обнове, школска изграђена инфраструктура може се освежити до данас.