Badania parametrów akustycznych charakteryzujących pomieszczenia przeznaczone do komunikacji słownej w aspekcie poprawy warunków pracy na stanowiskach pracy

Celem projektu było opracowanie narzędzi monitorowania parametrów akustycznych określających stan warunków pracy w pomieszczeniach, których podstawowym przeznaczeniem jest komunikacja słowna. Ponieważ większość pomieszczeń tego przeznaczenia to sale szkolne, badania zrealizowano z ukierunkowaniem na te sale.

Przyjęto (m.in. na podstawie Warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie i PN-EN 60268-16), że aby akustykę sali lekcyjnej można było uznać za odpowiednią do komunikacji werbalnej, to czas pogłosu sali powinien zawierać się w zakresach: dla częstotliwości 125 i 4000 Hz – 0,35-0,65 s, a dla częstotliwości 250, 500, 1000, 2000 Hz (w tym T_mf) – 0,45-0,65 s, jednocześnie wskaźnik transmisji mowy STI powinien być równy lub większy od 0,62 (w salach do nauki dzieci młodszych oraz do nauki języków obcych zaproponowano, aby był równy lub większy od 0,7). Należy dążyć do tego, aby w salach nie tylko średnie wartości tych parametrów spełniały powyższe kryteria, ale także by wartości tych parametrów były spełnione we wszystkich obszarach sal, w których są uczniowie (podane wartości STI określone są w pomieszczeniu bez ludzi, przy tle akustycznym tylko od wyposażenia technicznego budynku).

Na podstawie badań ankietowych przeprowadzonych w 100 szkołach podstawowych w Warszawie wytypowano 5, w których przeprowadzono metodą uproszczoną pomiary wstępne wymienionych parametrów w 88 salach lekcyjnych (żadna z sal nie była adaptowana akustycznie). Na podstawie wyników pomiarów stwierdzono, że tylko jedna sala spełniała wymienione wymagania.

Opracowano dwa nowe parametry zbliżone charakterem do czasu pogłosu (T_px) i wskaźnika transmisji mowy STI (STI_Tpx) z tym, że wyznaczane metodami obliczeniowymi oraz opracowano metody pomiaru tych parametrów. Parametry te można zastosować do szacowania warunków akustycznych w salach nowo projektowanych.

Wskaźnik transmisji mowy STI_Tpx określa się ze wzoru:

Określono techniczne i organizacyjne metody umożliwiające poprawę właściwości akustycznych pomieszczeń. W celu sprawdzenia ich skuteczności przeprowadzono badania akustyczne wpływu wielowariantowych adaptacji akustycznych w trzech salach o różnych właściwościach akustycznych i różnej objętości. Z badań tych wynika, że największy wpływ na poprawienie właściwości akustycznych sal (pod względem zrozumiałości mowy i zmniejszenia wysiłku głosowego nauczycieli) ma przede wszystkim zainstalowanie dźwiękochłonnych sufitów podwieszanych, a w drugiej kolejności umieszczenie materiałów dźwiękochłonnych na ścianach. Poza tym, na poprawienie tych właściwości mają wpływ: zastosowanie zasłon, wykładzin dywanowych, miękkich krzeseł, firanek itd. Badania wykazały, że aby spełnione zostały warunki kryterialne (wartości czasu pogłosu i wskaźnika transmisji mowy STI) wystarczającym rozwiązaniem jest zastosowanie dźwiękochłonnego sufitu podwieszanego o ważonym współczynniku pochłaniania 0,9 lub większym. W celu weryfikacji tej tezy przeprowadzono badania po wykonaniu dźwiękochłonnych sufitów podwieszanych w 6 salach lekcyjnych szkół podstawowej i ponadpodstawowych. Stwierdzono, że średnia wartość wskaźnika transmisji mowy STI w salach lekcyjnych przed wykonaniem adaptacji akustycznych zawiera się w zakresie 0,55-0,63, a po adaptacji 0,73-0,80, natomiast średnia wartość czasu pogłosu przed wykonaniem adaptacji zawiera się w zakresie 0,86-1,32 s, a po adaptacjach 0,37-0,63 s. Można więc stwierdzić, że zastosowanie dźwiękochłonnego sufitu podwieszanego umożliwia spełnienie warunków akustycznych określonych dla sal lekcyjnych, a akustykę adaptowanych sal można określić jako bardzo dobrą.

Projekt II.B.04. Widok sali lekcyjnej z zainstalowanym dźwiękochłonnym sufitem podwieszanym

Projekt II.B.04. Wyniki pomiarów (od lewej): średnie w sali lekcyjnej wartości czasu pogłosu, średnie w sali lekcyjnej wartości wskaźnika transmisji mowy STI, rozkłady w sali  wskaźnika transmisji mowy STI: przed i po wykonaniu adaptacji akustycznej

W ramach zrealizowanych prac wykonano także badania wpływu adaptacji akustycznej na obniżenie poziomu głosu nauczyciela. Wynika z nich, że w pomieszczeniach bez adaptacji nauczyciele mówią głosem podniesionym (natężenie głosu) nadmiernie obciążając narząd głosu, a w salach z wykonaną adaptacją akustyczną mówią głosem normalnym (60-65 dB).

W celu upowszechnienia wiedzy opracowano, zweryfikowano i umieszczono w portalu internetowym CIOP-PIB:

-     wytyczne poprawy właściwości akustycznych pomieszczeń szkolnych pod względem uzyskania odpowiedniej zrozumiałości mowy i zmniejszenia wysiłku głosowego nauczycieli (zawierające: poziomy dopuszczalne, wytyczne techniczne i organizacyjne poprawy właściwości akustycznych sal lekcyjnych, schemat postępowania, przykłady, wykaz literatury)

-     program edukacyjny i materiał szkoleniowy w zakresie kształtowania właściwości akustycznych pomieszczeń szkolnych (poradnik wykładowcy, slajdy prezentacji, tekst materiałów szkoleniowych)

-     materiał informacyjny dotyczący propozycji wymagań stawianych pomieszczeniom w szkołach pod względem uzyskania odpowiedniej zrozumiałości mowy i zapewnienia zmniejszenia nadmiernego wysiłku głosowego nauczycieli (zawierający: poziomy dopuszczalne, wytyczne techniczne i organizacyjne poprawy właściwości akustycznych sal lekcyjnych, przykłady, wykaz literatury).

Przeprowadzono również szkolenia pilotażowe w zakresie kształtowania właściwości akustycznych pomieszczeń.

Wyniki projektu przedstawiono w 10 publikacjach oraz 15 referatach na konferencjach krajowych i międzynarodowych.