Hyvä akustiikka helpottaa oppimista ja kasvattaa lukunopeutta
Koulujen ääniympäristöä voidaan parantaa merkittävästi akustisten seinä- ja kattolevyjen avulla. Muratorin peruskoulussa Torinossa tutkijat onnistuivat lyhentämään jälkikaiunta-aikaa 1,50 sekunnista 0,42 sekuntiin, mikä on erinomainen tulos.
Linkki kopioitu
Kuvittele koulu, joka sijaitsee vanhassa, eteläeurooppalaisessa rakennuksessa: avarat huoneet, korkeat katot ja laattalattiat. Tyypillisessä italialaisessa koulussa akustiikka on kehno.
Vanhoihin rakennuksiin liittyy toinenkin tärkeä rakenteellinen ongelma: kattojen kuormakapasiteetti on rajallinen tai epävarma, koska materiaalit ovat usein vanhoja ja heikkoja. Italiassa on tapahtunut useita onnettomuuksia, yksi niistä Torinossa noin 10 vuotta sitten, jossa oppilas kuoli katon romahdettua. Siksi lainsäädäntöä kiristetään ja katot pitää tarkastaa perinpohjaisesti ennen alaslasketun sisäkaton asentamista.
Katot piti tarkastaa perusteellisesti ennen alaslaskettujen kattojen asentamista.
Alaslasketut akustiset katot ja akustiset seinälevyt asennettiin kahteen Muratorin koulun luokkahuoneeseen.
Osana ”Io Ascolto” (Kuuntelen) -tutkimushanketta Politecnico di Torinon professori Arianna Astolfi ja tohtorintutkinnon suorittanut tutkija Giuseppina Puglisi asensivat Muratorin koulun kahteen luokkaan akustisen alakaton ja akustiset seinälevyt. Tavoite ei ollut vain parantaa akustiikkaa, vaan myös parantaa rakenteellista turvallisuutta.
”Näiden rakennuselementtien turvallisuuden tarkastaminen on Italiassa pakollista”, sanoo Arianna Astolfi.
Eri kielet asettavat haasteita
Muratorin koulu sijaitsee Torinon laitamalla, jossa asuu paljon maahanmuuttajia, joten monilla oppilaista on eri äidinkielet.
”Luokkahuoneissa on meluisaa, koska lapset puhuivat eri kieliä. Tilanne oli selvästi ongelmallinen ja haastava niin lapsille kuin opettajille. Akustiikka on murheellisen huono ja melu stressasi opettajia”, toteaa Arianna Astolfi.
”Luokissa oli myös kaksi tai kolme kuulovammaista lasta”, Puglisi osoittaa ja sanoo, että Muratorin koulu edustaa hyvin Italian koulujen akustiikkaa.
”Koulu sijaitsee tyypillisesti historiallisessa rakennuksessa. Huoneiden väliin ei saada melueristystä. Ohuet ovet toimivat akustisina siltoina luokista käytäviin.
Myös ulkomelu vaivaa luokkia. Italialaiset koulut sijaitsevat tyypillisesti kaupunkiympäristössä lähellä ruuhkaisia teitä ja katuja.
”Vanhojen rakennusten ikkunat eivät ole kovin toimivia akustiikan ja lämpöeristyksen suhteen”, huomauttaa Puglisi.
Akustiikkalevyjen avulla merkittäviä parannuksia
Tutkijat valitsivat hankkeeseen kaksi luokkahuonetta, jotka olivat kaikin tavoin samanlaisia: materiaalit, mitat ja katon korkeus. Luokkahuoneiden kattoon ja seiniin asennettiin akustiset levyt uuden italialaisen koulujen akustiikkaa koskevan UNI 115332-2 -standardin mukaisesti. Se julkaistiin alkuvuonna 2020.
Pandemian takia tutkijat eivät ole päässeet haastattelemaan opettajia tai oppilaita asennuksen jälkeen. Yhdessä Saksan Oldenburgin yliopiston tutkijoiden kanssa he ovat kuitenkin tehneet mittauksia, joilla voi ennakoida puheen ymmärrettävyyttä. Näissä simulaatiomittauksissa luokkahuoneissa oli opettajia ja oppilaita, ja niiden mukaan olot olivat merkittävästi paremmat.
Puheen ymmärrettävyyttä ennakoitiin tekemällä mittauksia yhdessä Saksan Oldenburgin yliopiston tutkijoiden kanssa.
Jälkikaiunta-aika 1 000 hertsin taajuudella lyheni 1,50 sekunnista 0,42 sekuntiin. Myös puheen selvyys parani selvästi. Puheen selvyyttä parantavat varhaiset ääniheijastukset kasvoivat yhdessä luokassa keskimäärin noin 10 desibeliä luokkahuoneen keskellä. Sitä voi pitää valtavana parannuksena.
”Näiden mittausten perusteella voi sanoa, että tilanne on kehittynyt heikosta erittäin hyväksi”, sanoo Puglisi.
”Ratkaisu on myös edullinen. Saman voi tehdä jokaiselle luokkahuoneelle Italian jokaisessa koulussa”, toteaa Astolfi.
Uskomme, että jälkikaiunta-ajan lisäksi kannattaa painottaa myös korkeaa puheen siirron laatua kaikkialla luokkahuoneessa.
Lukunopeus kasvaa hyvän akustiikan myötä
Arianna Astolfi ja Giuseppina Puglisi ovat tutkineet myös äänen vaikutusta lasten kykyyn lukea.
”Olemme nähneet, että lukunopeus on suurempi luokkahuoneissa, joiden akustiikka on parempi. Mikä tärkeintä, olemme nähneet tilastollisesti merkittävän korrelaation puheen selvyyteen. Siksi uskomme, että jälkikaiunta-ajan lisäksi kannattaa painottaa myös yhtenäisyyttä ja hyvin korkeaa puheen selvyyttä kaikkialla luokkahuoneessa”, Puglisi korostaa.
Hän lisää, että luokkahuoneen akustiikka voi tukea myös muuta oppimista, kuten matematiikan tehtävien tekemistä.
”Lapsilla on tapana olla nopeampia laskemisessa ja numeroiden täsmäämisessä, kun luokkahuoneen akustiikka on parempi.”
Väline parhaaseen akustiseen suunnitteluun
Hyvä akustiikka on sitäkin tärkeämpi kouluissa, joissa oppilailla on eri äidinkielet. Eri kielillä on eri vaatimukset puheen ymmärrettävyyden suhteen. Siksi Politecnico di Torinon tutkijat ovat kehittäneet välineen puheen ymmärrettävyyden arviointiin eri kielillä. Väline on optimoitu noin 20 kielelle.
”Tällä välineellä voi arvioida puheen ymmärrettävyyttä. Saamme sen avulla täsmällisiä tuloksia, jotka ovat täysin vertailukelpoisia eri kielten välillä. Se mahdollistaa parhaan akustisen rakennesuunnittelun laatimisen”, sanoo Puglisi.
”Tutkimme nyt myös puheen ymmärrettävyyttä kuulovammaisille lapsille käyttämällä erilaisia kasvomaskeja. Tämän tutkimuksen avulla voimme selvittää, mikä kasvomaski toimii parhaiten näille lapsille tulevaisuuden pandemioissa”, sanoo Astolfi.
Viimeisen kahden-kolmen vuoden aikana akustiikkaa on pohdittu aina vain enemmän. Uudet koulut ovat akustiikaltaan täydellisiä – ja nyt voimme aloittaa vanhempien koulurakennusten tarkastelun.
Suuri askel eteenpäin
Arianna Astolfi on myös yksi Italian koulujen uuden akustisen standardin laatijoista. Tästä standardista on tullut pakollinen uusien koulujen rakentamisen lisäksi nykyisten koulujen peruskunnostuksessa. Giuseppina Puglisi pitää uutta standardia tervetulleena uudistuksena.
”Tämä on suuri askel eteenpäin. Uudessa standardissa luetellaan täsmälliset optimiarvot erilaisille tiloille ja oppilaiden erityisedellytyksille, kuten kuulovammoille. Näissä arvoissa on oltava pienet toleranssialueet”, hän selittää.
”Esimerkiksi vanhassa standardissa oli raja-arvona 1,2 sekunnin jälkikaiunta-aika. Mutta se on valtava ero esimerkiksi 0,3, 0,6 ja 0,9 sekuntiin. Mielestäni tämä tekee uudesta standardista ihmislähtöisen ja oppilaiden hyvinvointia painottavan.”
Giuseppina Puglisin mukaan uuden standardin vaikutus näkyy selvästi.
”Viimeisen kahden-kolmen vuoden aikana akustiikkaa on pohdittu aina vain enemmän. Uudet koulut ovat akustiikaltaan täydellisiä – ja nyt voimme aloittaa vanhempien koulurakennusten tarkastelun.”
Teksti: Lars Wirtén
Ecophon on tukenut Muratorin koulun hanketta tarjoamalla siihen tuotteet, asennuksen ja asiantuntemuksen.