Akoestische panelen maken het makkelijker voor leerlingen met verschillende moedertalen

De typisch Italiaanse school is gevestigd in een oud gebouw met hoge geluidsniveaus, stenen muren, hoge plafonds en keramische tegels als vloeren. Met andere woorden: slechte akoestische normen. Er is ook een ander belangrijk structureel probleem in verband met deze oude gebouwen. Het draagvermogen van de plafonds in deze gebouwen is beperkt of onzeker, omdat het materiaal vaak oud en in slechte staat is. Er hebben zich verschillende ongelukken voorgedaan in Italië, een in Turijn zo'n 10 jaar geleden, waar een student stierf door een vallend plafond. Daarom wordt de wetgeving strenger en moeten plafonds grondig worden onderzocht voordat verlaagde plafonds worden gemonteerd.

Als onderdeel van het onderzoeksproject "Io Ascolto" (ik luister), hebben professor Arianna Astolfi en postdoctoraat-collega Giuseppina Puglisi van de Politecnico di Torino verlaagde akoestische plafonds en akoestische wandpanelen aangebracht in twee klaslokalen in de Muratori-school. Het doel van de aanpassing was niet alleen om de akoestische omstandigheden te verbeteren. Het moest ook structureel een hogere graad van veiligheid garanderen.

"Het is in Italië verplicht om de veiligheid te verifiëren met betrekking tot deze structurele factoren", zegt Arianna Astolfi.

Verschillende talen vormen een uitdaging

De Muratori-school ligt aan de rand van Turijn, waar veel immigranten wonen, en veel leerlingen hebben verschillende moedertalen.

“De klaslokalen waren rumoerig omdat de kinderen verschillende talen spraken. Het was een duidelijk probleem en een uitdagende situatie voor zowel de kinderen als de leerkrachten. De akoestische situatie was triest en de leraren waren gestrest vanwege het lawaai”, zegt Arianna Astolfi.

"De klassen hadden ook twee of drie kinderen met gehoorproblemen", merkt Giuseppina op en zegt dat de Muratori-school behoorlijk representatief is voor de akoestische omstandigheden in Italiaanse scholen.

“De school is gevestigd in een historisch gebouw. Het staat geen isolatie tussen kamers toe. De deuren zijn niet toereikend, dus hebben ze akoestische bruggen van binnen in de klaslokalen naar buiten.”

Ook de klaslokalen hebben last van buitengeluid. Italiaanse scholen bevinden zich meestal in stedelijke omgevingen, dicht bij drukke wegen en straten.

"In oude gebouwen presteren de ramen niet goed wat betreft akoestische en thermische isolatie", merkt Giuseppina op.

Simulaties suggereren grote verbeteringen

De onderzoekers gebruikten voor het project twee klaslokalen die in alle opzichten vergelijkbaar waren: in materiaal, afmetingen en plafondhoogte. Zowel het plafond als de wanden van de twee klaslokalen werden behandeld met akoestische panelen, in overeenstemming met de nieuwe Italiaanse norm voor akoestische omgevingen in scholen, UNI 115332-2, gepubliceerd begin 2020.

Door de pandemie zijn de onderzoekers er niet in geslaagd om de docenten of leerlingen na de interventie te interviewen.

Maar ze hebben metingen gedaan om spraakverstaanbaarheid te voorspellen, samen met onderzoekers van de Universiteit van Oldenburg in Duitsland. Volgens deze metingen, waarbij werd gesimuleerd dat de klaslokalen bezet waren met kinderen en leraren, zijn ze erin geslaagd de omstandigheden aanzienlijk te verbeteren.

De nagalmtijd op 1000 hertz nam af van 1,50 seconden naar 0,42 seconden. Ook is de spraakverstaanbaarheid enorm verbeterd. In een van de klaslokalen namen de vroege geluidsreflecties, die een positief effect hebben op de spraakverstaanbaarheid, toe met gemiddeld zo'n 10 decibel op een centrale plek in het klaslokaal. Dat is een grote verbetering te noemen.

"Op basis van deze metingen denk ik dat we kunnen zeggen dat we van een slechte naar een zeer goede situatie zijn gegaan", zegt Giuseppina.

“En het is heel goedkoop. Dit zou in elk klaslokaal op elke school in Italië kunnen worden geïmplementeerd”, merkt Arianna op.

Hogere leessnelheid met betere akoestiek

Arianna Astolfi en Giuseppina Puglisi hebben ook onderzoek gedaan naar het effect van geluid op het leesvermogen van kinderen.

“We hebben gezien dat in klaslokalen met een betere akoestiek de leessnelheid hoger ligt. Bovenal hebben we een statistisch belangrijke correlatie gezien met spraakverstaanbaarheid. Daarom vinden we dat je je niet alleen moet richten op de nagalmtijd, maar ook op een uniforme en zeer hoge spraakverstaanbaarheid in het hele klaslokaal”, benadrukt Giuseppina.

Ze voegt eraan toe dat klasakoestiek ook andere leertaken kan ondersteunen, zoals wiskundige taken.

"Kinderen zijn meestal sneller in het tellen en matchen van nummers als de akoestiek in de klas beter is."

Een hulpmiddel om het beste akoestische ontwerp te creëren

Over goede akoestische normen beschikken is nog belangrijker in scholen waar de leerlingen verschillende moedertalen hebben. Verschillende talen hebben verschillende voorwaarden als het gaat om spraakverstaanbaarheid. Om deze reden hebben de onderzoekers van Politecnico di Torino een tool ontwikkeld om de spraakverstaanbaarheid voor verschillende talen te evalueren, geoptimaliseerd voor ongeveer 20 talen.

“Deze tool kan de spraakverstaanbaarheid beoordelen en geeft ons nauwkeurige resultaten die perfect vergelijkbaar zijn in verschillende talen. Dit maakt het mogelijk om het beste akoestische ontwerp te creëren”, zegt Giuseppina.

“We doen nu ook onderzoek naar de spraakverstaanbaarheid van slechthorende kinderen met verschillende mondmaskers. Met dit onderzoek kunnen we evalueren welk mondmasker het beste is voor deze kinderen bij toekomstige pandemieën”, zegt Arianna.

Een grote stap in de goede richting

Arianna Astolfi is ook een van de auteurs van de nieuwe Italiaanse norm voor akoestische omgevingen in scholen. Deze norm is niet alleen verplicht geworden bij het bouwen van nieuwe scholen, maar ook bij het opknappen van bestaande scholen. Giuseppina Puglisi verwelkomt de nieuwe standaard.

“Dit is een grote stap voorwaarts. Het geeft geen drempels met waarden die alleen niet mogen worden overschreden. De nieuwe norm biedt specifieke, optimale waarden voor verschillende soorten ruimtes en voor verschillende soorten vereisten onder de leerlingen, zoals gehoorbeperkingen. Deze waarden moeten worden verkregen binnen een klein tolerantiebereik", legt ze uit en voegt eraan toe:

“De oude norm had bijvoorbeeld een drempel op nagalmtijd van 1,2 seconden. Maar het is een enorm verschil tussen, laten we zeggen, 0,3, 0,6 en 0,9 seconden. Volgens mij maakt dit de nieuwe standaard mensgericht, waarbij de studenten centraal staan.”

Het effect van de nieuwe standaard is duidelijk, aldus Giuseppina Puglisi.

“De laatste twee of drie jaar wordt er steeds meer gekeken naar de akoestiek. De nieuwe scholen zijn akoestisch perfect – en nu kunnen we ook naar bestaande oudere schoolgebouwen gaan kijken.”

Tekst: Lars Wirtén

Voetnoot: Ecophon heeft het project in de Muratori school ondersteund met materialen, montage en delen van ervaring en kennis op het gebied van akoestiek.