Акустические решения для школ: улучшение среды обучения

📖 Время чтения: 9 мин 30 сек.

Зайдите в любой класс посреди урока, и вы, скорее всего, услышите не только голос учителя. Скрипят стулья, шепчутся ученики, в другом классе идёт урок физкультуры, гудят системы отопления, вентиляции и кондиционирования, а из коридора разносится эхом шаги. По отдельности ни один из этих звуков не кажется катастрофическим. Но вместе они создают когнитивное минное поле, где внимание рассеивается, память сбоит, а учёба становится неоправданно сложной.

Класс может быстро превратиться в джунгли звуков, выбивая учёбу из колеи. Звуковые волны нужно укротить. И не австралийцу в ковбойской шляпе с опасной привычкой прыгать на спину крокодила, а акустику. Ковбойская шляпа остаётся вариантом.

Почему нельзя игнорировать акустику в классе

В образовании мы справедливо уделяем особое внимание учебной программе, методам обучения и цифровым инструментам. Однако физическая среда, в которой учатся студенты, остаётся одним из самых недооценённых факторов. Звук — это центральная часть. Так же, как освещение влияет на зрение, а планировка — на движение, акустика напрямую влияют на то, насколько хорошо учащиеся могут сосредоточиться, воспринимать речь и запоминать информацию.

С научной точки зрения, это не абстракция. Согласно теории когнитивной нагрузки, мозг может обрабатывать ограниченное количество информации одновременно. Когда ученики напрягаются, пытаясь расшифровать невнятную речь, их рабочая память перегружается усилиями, что снижает способность к реальному пониманию.

И это воздействие распределяется неравномерно: учащиеся с потерей слуха, проблемами со слуховой обработкой, СДВГ или те, для кого основной язык в школе не является родным, непропорционально сильно страдают от плохих акустических условий.

В шумных, гулких помещениях даже лучшие учителя сталкиваются с архитектурой. Но в хорошо оборудованном помещении каждое слово произносится чётко, каждый вопрос слышен, и каждый ученик получает более чёткие результаты. А шумных учеников, прерывающих урок, легко заметить.

Распространенные проблемы с акустикой в школьных зданиях

Школьные здания часто проектируются с учётом долговечности и эффективности использования пространства. Акустика не так важна. По какой-то причине никто не задумывается о поведении звука. Результат? Учебная среда, в которой слышен шум, которая отвлекает и утомляет как учеников, так и учителей. Очень неприятно, но поправимо.

Устаревшая архитектура и твердые поверхности = эхо-камеры

Многие старые школы были построены с толстыми кирпичными стенами, плиточными полами и высокими потолками – материалами, выбранными из соображений долговечности, а не качества звука. Эти твёрдые, отражающие поверхности создают так называемую избыточную реверберацию: звук отражается, а не затухает, делая речь неразборчивой и нечёткой. Представьте, как будто вы бросили сотню резиновых мячей со скоростью звука. Хаос.

Даже краткие инструкции, например, «Откройте учебники на странице 12», могут быть акустически размыты, заставляя учеников мысленно восстанавливать услышанное. Чем младше ученик, тем сложнее это сделать. И учтите, что ученики получают инструкции по несколько часов каждый день. Возможно, в первый раз эхо можно проигнорировать, но на седьмом или восьмом часу? Усталость растёт, и способность к обучению снижается.

Классы открытой планировки и многоцелевые пространства

Каждый современный школа Школа хочет гордиться своим современным зданием. Зачастую это означает открытую планировку классов, высокие потолки и просторные общие зоны. Такие планировки способствуют совместной работе, но создают неконтролируемый шумовой шум:

• В помещениях с открытой планировкой шум из одной учебной зоны проникает в другую.
• Многоцелевые залы также служат обеденными зонами, площадками для выступлений и спортивными сооружениями, что делает их акустически сложными и непредсказуемыми.

Без специального акустического зонирования и звукопоглощения эти помещения создают высокий уровень фонового шума и неприемлемое соотношение речи и шума. Эти условия особенно сложны для учащихся с нарушениями слуха, аутизмом или СДВГ.

Шум систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и внешние помехи

Механические системы, такие как вентиляция, кондиционирование воздуха или отопление, часто создают низкочастотный шум и вибрацию. Хотя этот непрерывный гул или грохот едва слышен, он мешает звучанию голоса учителя. Это особенно заметно в аудиториях, где потолочные вентиляторы или вентиляционные отверстия расположены прямо над местами для учеников.

Между тем, внешний шум от транспорта, игровых площадок, строительства или машин экстренных служб может проникать в классы через плохо уплотнённые окна, тонкие стены или неизолированные фасады. Эти помехи мешают учащимся сосредоточиться, повышают уровень стресса и нарушают учебный процесс.

Игнорирование поведения звука в таких ситуациях, как школа, может практически свести на нет эффект от присутствия там: ученики ничему не учатся, учителя устают, а родители расстраиваются из-за отсутствия результатов. Цена второстепенного отношения к акустике выше, чем сама забота о ней.

Отсутствие зонирования и акустического разделения

Недостаточное акустическое зонирование приводит к тому, что шум из учебных классов проникает в коридоры, соседние комнаты или кабинеты преподавателей. Зачастую между учебными и неучебными помещениями отсутствуют звукоизолирующие двери или перегородки.

Отсутствие разделения негативно сказывается не только на учащихся, но и на персонале: учителям приходится справляться с голосовым напряжением, а работникам службы поддержки становится сложнее оказывать индивидуальную помощь в акустически хаотичной обстановке.

Это неизбежно: в некоторых классах шумнее, чем в других, и некоторые учителя не могут обеспечить послушание так же хорошо, как другие. Это становится проблемой для всех, кто находится рядом, без акустической защиты. Требуется время, чтобы научиться вести себя правильно. Это одна из причин, по которой мы ходим в школу. И если школы не будут должным образом поддерживать этот процесс, обучение и развитие займут ещё больше времени.

Измерение и понимание акустической проблемы

Прежде чем применять решения, необходимо измерить проблему. В акустике то, что невозможно измерить, невозможно контролировать. Школы часто страдают от плохой звуковой среды, даже не осознавая этого. Ключ к значимым изменениям — точное понимание того, как звук ведёт себя в пространстве.

Почему время реверберации имеет значение

Время реверберации, обычно называемое RT60 — один из важнейших показателей акустики учебных помещений. Он показывает, сколько времени требуется звуку, чтобы затухнуть на 60 децибел после прекращения его источника.

Почему 60 дБ? Это уровень звука, при котором мы воспринимаем остановку звуковой волны. В образовательных учреждениях более длительное время реверберации приводит к тому, что речь становится нечёткой, её сложнее различить и сложнее воспринимать.

Рекомендуемое значение RT60 для учебных классов обычно составляет менее 0,6 секунды в зависимости от размера помещения и возрастной группы. Более высокое значение приводит к отражениям звука, которые мешают звучанию голоса учителя, что особенно вредно в помещениях с твёрдым полом, голыми стенами и большими окнами.

Акустический аудит: что он на самом деле измеряет

Акустический аудит — это структурированная оценка пригодности помещения для предполагаемого использования. Это первый шаг в любом нашем проекте.В школах сюда входят такие измерения, как:

• RT60 по октавным полосам (для определения мест с наибольшим эхом)
• Уровень фонового шума, как внутреннего (системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха), так и внешнего (транспорт, игровая площадка)
• Звукоизоляция, часто через перегородки в классах или коридоры

Аудит также включает наблюдение за учебным процессом: заметно ли, что учащиеся отвлекаются? Постоянно ли учитель повышает голос? Есть ли эхо или обратная связь при использовании микрофонов?

Эти аудиты формируют доказательную базу для целенаправленных вмешательств и предотвращают трату средств на неправильное лечение. Будучи ключевым фактором в комплексном акустическом лечении, измерения лучше всего поручить это профессиональным акустикам.

Понимание индекса передачи речи (ИПР)

Если индекс RT60 показывает, как долго звук висит в воздухе, то индекс STI показывает, насколько чётко он воспринимается. Индекс передачи речи — это шкала от 0 (плохо) до 1 (отлично), которая оценивает разборчивость речи в заданном пространстве.

В классе для эффективной коммуникации желательным считается значение STI 0,75 и выше. При более низком значении у учащихся возникают трудности с пониманием.

Высокие значения STI обусловлены низким фоновым шумом, контролируемой реверберацией и чётким, прямым звуковым трактом от преподавателя к слушателю. В неподходящих условиях даже самые лучшие методы обучения становятся менее эффективными просто потому, что учащиеся не могут отчётливо слышать, что им говорят.

Согласно теории когнитивной нагрузки, рабочая память мозга ограничена. Если большая её часть используется только для интерпретации искажённой речи, для реального обучения остаётся меньше.

То, что начинается как «незначительный акустический дефект», приводит к:

• Более быстрая умственная утомляемость
• Снижение вовлеченности
• Более повторяющиеся инструкции
• Снижение отсева и академической успеваемости

И не будем забывать об учителях, которым приходится постоянно повышать голос и справляться с дополнительным раздражением от невнимательных или растерянных учеников. Со временем это может привести к:

• вокальное напряжение
• Выгорание
• Более высокий уровень прогулов

Эффективные акустические решения для школ

Улучшение акустики в образовательных учреждениях не обязательно подразумевает полномасштабную реконструкцию. Сочетание стратегических материалов, архитектурных решений и продуманного выбора продукции может значительно сократить время реверберации, улучшить разборчивость речи и создать более спокойную и сосредоточенную атмосферу как для учащихся, так и для преподавателей.

Мы говорим о школах, поэтому нам следует действовать разумно, приступая к ремонту.

Отделка потолка: первая линия защиты

Потолки часто представляют собой самые большие сплошные поверхности в классе и одну из самых эффективных зон для обработки.

• Акустические потолочные плиты, особенно панели класса А из минерального волокна или полиэстера, помогают поглощать звуки средних и высоких частот, которые включают в себя большую часть диапазона человеческого голоса.
• Подвесные акустические экраны, такие как наши Echo Cloud, можно повесить в больших залах или помещениях с высокими потолками, чтобы разбить стоячие волны и уменьшить эхо. Они особенно полезны в спортзалах, кафетериях и учебных помещениях с открытой планировкой.

Эти методы обработки снижают значения RT60, часто вдвое сокращая время реверберации при правильной установке.

Настенные поглотители и угловые панели

В то время как потолки решают проблему вертикальных отражений, настенные акустические панели борются с боковой реверберацией: той, из-за которой речь становится размытой, а голоса кажутся далекими.

• Панели, подобные нашим DOMINO или ACER в идеале их следует размещать на уровне ушей по периметру классных комнат.
• Басовые ловушки или угловые поглотители могут быть полезны в музыкальных комнатах или многоцелевых залах, где накопление низких частот приводит к зашумленности и дискомфорту.

Для достижения наилучших результатов панели должны иметь высокие показатели NRC (коэффициента шумоподавления) и быть распределены таким образом, чтобы разбить параллельные поверхности.

Двери, окна и мягкая отделка

Многие проблемы с акустикой в школах возникают не только внутри помещения, но и из соседних помещений или снаружи.

• Звукоизолированные двери.
• Дверные уплотнители и опускающиеся акустические уплотнители снижают передачу звука между классами и коридорами.
• Двойные стеклопакеты или ламинированные окна с акустическими прослойками помогают минимизировать внешний шум от дорог или игровых площадок.
• Плотные шторы, ковры и мягкая мебель усиливают пассивное поглощение и помогают ограничить порхающее эхо.

Хотя они не заменяют полноценную звукоизоляцию, они часто улучшают акустический комфорт в недостаточно обработанных помещениях.

Изменения планировки и зонирование

Простые изменения планировки часто могут привести к удивительным улучшениям в управлении звуком. Зонирование помогает сократить пути распространения шума и ограничить распространение окружающего шума, что крайне важно в помещениях общего пользования.

• Избегайте размещения шумного оборудования (принтеров, проекторов, вентиляционных отверстий систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха) вблизи мест массового скопления людей.
• Используйте книжные полки, шкафчики или перегородки для создания акустических барьеров в открытых пространствах.
• По возможности планируйте мероприятия с высоким уровнем шума в зонах, которые уже прошли акустическую обработку, или на разное время, чтобы свести к минимуму их наложение.

Временные и постоянные варианты

Не каждая школа может позволить себе полную реконструкцию, а циклы финансирования могут быть непредсказуемыми. К счастью, существуют модульные и экономичные решения как для краткосрочной, так и для долгосрочной перспективы:

Временный/бюджетный:

• Отдельно стоящие акустические экраны
• Переносные акустические перегородки
• Настенные панели с клипсами и пенопластовая плитка
• Карнизы для штор с подвижными шторами

Постоянный/Высокопроизводительный:

• Полная замена потолочной плитки
• Интегрированные акустические стеновые панели
• Системы плавающих полов для музыкальных комнат
• Специально разработанные акустические жалюзи или глушители для воздуховодов систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

Преобразование многоцелевых и общих пространств

Современные школы ориентированы на универсальность. Они стремятся обеспечить комфорт и качественное образование для самых разных учащихся. Это часто достигается за счёт снижения акустического контроля.

Большие помещения общего пользования, такие как столовые, спортзалы, библиотеки и аудитории, представляют собой уникальные акустические проблемы. И если их не устранить, они быстро превращаются в хаотичную, подавляющую среду, которая негативно сказывается как на самочувствии, так и на работоспособности сотрудников.

Один размер не подходит всем: проблема единообразного дизайна

Без специальной акустической обработки эти многоцелевые помещения превращаются в эхо-камеры, в которых уровень шума резко повышается сверх допустимых порогов, часто превышая 85 дБ в периоды пиковой нагрузки.

Более чем достаточно, чтобы со временем вызвать дискомфорт, стрессовые реакции и даже риски для слуха.Реверберация усиливается:

• Твердые отражающие поверхности (плиточные полы, бетонные стены, стеклянные фасады)
• Высокие потолки без диффузионной обработки
• Нерегулярное использование: обеденный перерыв, уроки физкультуры, школьные собрания — все это с кардинально разными уровнями звукового давления.

Различные виды шума (воздушный, ударный, вибрационный, эхо, реверберация и т.д.) нейтрализуются с помощью акустической обработки, специально разработанной для них. Если одно помещение используется многофункционально, это создаёт возможность стать средой для различных видов деятельности, а следовательно, и для различных типов шума. Необходимо понимать эту сложную природу звука и планировать её, когда приходит время акустической обработки.

Адаптивные акустические решения: разработаны для гибкости

Главное — решения, учитывающие меняющееся использование пространства.

• Подвесные экраны или акустические облака: эффективны в спортзалах и столовых, где открытый объём усиливает звук шагов и речи. Их можно расположить так, чтобы поддерживать воздушный поток и значительно снижать реверберацию.
• Модульные настенные панели: в библиотеках или лекционных залах панели с магнитными или крючками-петлями позволяют школам увеличивать или уменьшать уровень усвоения информации по мере необходимости.
• Акустические шторы: особенно полезны в аудиториях или на сценах, где мягкие шторы можно задергивать во время выступлений или учебных занятий и убирать для чистки или обслуживания.

Каждый из этих вариантов можно выбрать на основе рейтинга NRC (коэффициента снижения шума) и соответствия нормам пожарной безопасности, гарантируя производительность без ущерба для норм.

Шум толпы и психология переходов

Звук мешает учёбе. Это очевидно. Но он также влияет на самочувствие учащихся в промежуточных помещениях. Столовые, коридоры и раздевалки — это акустические «узкие места», где голоса отражаются и смешиваются.

Результат? Повышенный уровень кортизола, снижение концентрации на следующем занятии и напряжённое общение между учениками и преподавателями. Непрекращающаяся какофония шума, голосов и всего остального.

Стратегически расположенные зоны поглощения (например, потолочные плитки над линиями очереди или панели вокруг сидячих мест) могут снизить уровень фонового звука на 5–10 дБ, чего достаточно для:

• Уменьшить ощущение тесноты
• Улучшить ясность речи
• Спокойный переход между занятиями

В библиотеках высокие значения индекса передачи речи (STI) жизненно важны для сохранения конфиденциальности речи и поддержания спокойной, сосредоточенной атмосферы. Акустическое зонирование с помощью книжных полок, ковров или вертикальных панелей позволяет разделить пространство без архитектурных перегородок.

Строим лучшие школы с помощью звука

Акустический дизайн — это не второстепенная задача и не «приятный бонус» после того, как мебель уже установлена. Это основополагающий элемент эффективного образования. Звук, как и качество воздуха, дневной свет или температура, влияет на то, как мы думаем, чувствуем и учимся.

Инвестируя в улучшение акустической среды, школы возвращают ясность, спокойствие и чувство единения. Это способствует как когнитивным способностям учащихся, так и благополучию персонала. Они создают классы, где каждое слово имеет значение, каждый голос слышен, и ни один ребёнок не останется без внимания из-за гулкого эха или гула в коридоре.

Наука ясна, и инструменты существуют. Сейчас требуется воля к проектированию с учётом лучших результатов с самого начала или к модернизации там, где это нужнее всего. Для успешного обучения нужна отличная среда.

Свяжитесь с нами для профессиональной акустической обработки!

Дополнительные материалы и ссылки:

• Коуэн, Н. (2001). Магическое число 4 в кратковременной памяти: переосмысление объема памяти. Поведенческие и мозговые науки.

• Суэллер, Дж. (1988). Когнитивная нагрузка при решении задач: влияние на обучение. Когнитивная наука.

• Бэддели, А. (1992). Рабочая память. Наука.