Hałas w szkole - szkodliwość i sposoby rozwiązywania problemów z akustyką

Jak hałas w szkole wpływa na dzieci i nauczycieli? Dlaczego zjawisko pogłosu jest szkodliwe? Jak zmniejszyć pogłos w pomieszczeniach szkolnych? Co daje adaptacja akustyczna?

Negatywne skutki wpływu hałasu na człowieka związane są nie tylko z objawami fizycznymi, ale także psychicznymi. Coraz więcej obiektów uwzględnia aspekty związane z akustyką. Jakie są skutki oddziaływania hałasu oraz sposoby chronienia się przed nim?

W artykule Akustyka pomieszczeń szkolnych – problemy i wymagania zostały przedstawione dane dotyczące poziomów dźwięku występujących w czasie pracy szkoły w klasach, salach gimnastycznych czy na korytarzach. Podkreślono, że zagrożenie związane z hałasem w szkołach jest bardzo duże, a zmierzone poziomy dźwięku mogą wynosić nawet ponad 80 dBA, co jest porównywalne do hałasu przy wielopasmowych drogach szybkiego ruchu. Zwrócono uwagę na przekroczenia w zakresie dopuszczalnych wartości czasu pogłosu w salach lekcyjnych, co w sposób bezpośredni wpływa na poziom dźwięku w pomieszczeniu oraz zrozumiałość mowy, co jest szczególnie istotne ze względu na sposób użytkowania tych pomieszczeń. Znając dane dotyczące hałasu, należy sprawdzić, jaki wpływ ma on na dzieci/uczniów i nauczycieli.

Fot. stock.adobe / Aaron Amat

Jednym z najważniejszych czynników w szkole są umiejętności poznawcze dzieci w sposób decydujący wpływające na efekty edukacji. W związku z tym bardzo ważne jest stworzenie optymalnych warunków sprzyjających nauce. Złe warunki akustyczne wpływają w sposób negatywny na wspomniane umiejętności poznawcze [2]. W klasach, w których występuje hałas, dzieci osiągają gorsze wyniki, wykonując zadania związane z czytaniem, skupieniem czy zapamiętywaniem. Co ciekawe, porównując sale lekcyjne o długim i krótkim czasie pogłosu, dzieci korzystające z tych pierwszych sal wypadają gorzej w zakresie umiejętności czytania i rozumienia słów. Jest to bezpośredni efekt zniekształcenia dźwięku spowodowanego wielokrotnymi odbiciami od twardych przegród. Zauważono też, że dzieci z klas o długich czasach pogłosu są bardziej zestresowane [2]. Jednym z ważniejszych czynników w edukacji jest także relacja między nauczycielem a uczniem. W klasach o długim czasie pogłosu częściej, według uczniów, nauczyciele proszą o ciszę, a ponadto dzieci częściej się skarżą na takie zachowanie nauczycieli, jak np. upominanie, brak cierpliwości, nawet nieprzyjazne nastawienie [2].

Jak hałas w szkole wpływa na uczniów

Badania wskazują jednoznacznie na negatywny wpływ hałasu w szkole na dzieci. W Polsce przeprowadzono w tym zakresie wiele badań to potwierdzających i wskazujących na zły stan akustyczny obiektów edukacyjnych, szczególnie tych starych.

Przyjrzymy się bezpośredniemu efektowi związanemu z dużymi poziomami dźwięku, czyli skutkami „fizjologicznymi”. Wśród dzieci i nauczycieli zaobserwowano czasowe przesunięcia progu słyszenia spowodowane dużym hasałem w środowisku szkolnym. Należy podkreślić, że przy poziomie równoważnego poziomu dźwięku L_Aeqt≥ 80-85 dB może dojść do stałego przesunięcia progu słyszenia (uszkodzenia słuchu). W ramach przypomnienia przytoczę, że takie poziomy można zarejestrować na korytarzach szkolnych i salach gimnastycznych.

Hałas oraz złe warunki pogłosowe w salach lekcyjnych powodują pogorszenia w komunikacji słownej. Należy zaznaczyć, że negatywny wpływ można zaobserwować na każdej ścieżce komunikacyjnej, czyli nauczyciel – uczeń, uczeń – nauczyciel, a także uczeń – uczeń [1].

Jak hałas w szkole wpływa na nauczycieli

Problemy związane z hałasem nie omijają nauczycieli. Jest to ich środowisko pracy, w którym mogą spędzić kolejne lata, więc temat jest dla nich szczególnie ważny. Wyniki badań wśród nauczycieli wskazują, że hałas jest najbardziej uciążliwym czynnikiem występującym w ich pracy [3]. Wskazania te są podobne, niezależnie czy pytanie dotyczy szkoły podstawowej czy liceum. Najbardziej irytującym hałasem według nauczycieli jest ten występujący podczas prowadzenia zajęć wychowania fizycznego na korytarzach [4]. Mniej uciążliwy, ale również wskazywany jest hałas przenikający do sali z korytarzy oraz pochodzący z sąsiednich sal lekcyjnych. Należy podkreślić, że większość nauczycieli uznaje hałas w szkole, szczególnie w szkołach podstawowych, jako bardzo głośny [3]. W szkole najważniejsze są efekty nauczania, a te w hałasie mogą być niższe. Potwierdzają to opinie nauczycieli, którzy twierdzą, że hałas w klasach utrudnia im proces nauczania, co w sposób bezpośredni odbija się na dzieciach [4].

Nauczyciele pracujący w szkołach, w których nie zadbano o odpowiednie warunki akustyczne, częściej negatywnie oceniają warunki ich środowiska pracy oraz stan swojego zdrowia [2].

Problem hałasu w szkole przynosi również negatywne skutki w kontekście zdrowia nauczycieli. Badania wskazują wprost proporcjonalną zależność między czasem pogłosu a poziomem tła akustycznego [5]. Im dłuższy jest czas pogłosu, tym większy jest hałas tła w pomieszczeniu. Zauważono ponadto zależność między poziomem dźwięku wywołanym przez głos nauczyciela a poziomem tła akustycznego. W efekcie im większy jest poziom tła akustycznego w pomieszczeniu, tym głośniej mówi nauczyciel [5]. Jest to tak zwany efekt Lombarda – niezamierzona tendencja mówiącego do coraz głośniejszego mówienia w głośnym środowisku. To wszystko ma negatywny wpływ na zdrowie nauczyciela. Podniesiony głos nauczycieli powoduje choroby związane z narządem mowy, co jest najczęstszym przypadkiem chorób zawodowych nauczycieli [6].

Nauczyciele z głośnych szkół dużo częściej zgłaszają problemy ze zmęczeniem, bólami głowy, poczuciem dyskomfortu i rozdrażnieniem [3], [4], [2]. Bardzo negatywnie na edukację wpływa również to, że w efekcie narażenia na hałas nauczyciele są rozdrażnieni, zirytowani i mają mniej cierpliwości [3], [2]. Odbija się to na uczniach.

Sposoby rozwiązania problemów pogłosowych

Biorąc pod uwagę negatywny wpływ złych warunków akustycznych (długi czas pogłosu, mała zrozumiałość mowy, wysoki poziom tła akustycznego) wewnątrz pomieszczeń na dzieci i nauczycieli, niezbędne wydaje się odpowiednie zabezpieczenie pomieszczeń w szkołach. Do tego również obliguje Prawo budowlane. Głównym i najpopularniejszym sposobem zmniejszenia czasu pogłosu w pomieszczeniu, i tym samym poziomu dźwięku, jest wprowadzenie dodatkowej chłonności akustycznej. Umieszczenie na przegrodach materiałów pochłaniających dźwięk sprawia, że ewentualnie odbita od takiego materiału fala akustyczna ma mniejszą energię niż odbicie od twardego i masywnego materiału.

W efekcie redukcji energii odbić zmniejsza się czas pogłosu i poziom dźwięku w pomieszczeniu. Skuteczność pochłaniania zależy między innymi od doboru materiału oraz sposobu montażu. Najpopularniejszym rozwiązaniem jest stosowanie podwieszanych sufitów akustycznych, które mogą się charakteryzować bardzo dobrymi parametrami. Najczęściej wykonuje się je z paneli ze sprasowanej wełny mineralnej i takie rozwiązania, przy doborze odpowiedniej grubości oraz wysokości konstrukcji (odległości od stropu), mogą się charakteryzować wartościami współczynnika pochłaniania dźwięku powyżej 0,9 w szerokim zakresie częstotliwości. W uproszczeniu oznacza to, że 90% padającej na nie energii akustycznej zostaje pochłonięte. Równie dobre efekty można uzyskać, stosując sufity perforowane lub wykonane z wełny drzewnej. Jednak w takich przypadkach niezwykle istotny jest odpowiedni dobór perforacji, materiału za płytą, jego grubości oraz całkowitej wysokości konstrukcji ustroju.

W wielu przypadkach nie ma możliwości stosowania pełnej zabudowy sufitów. W takim razie rozwiązaniem jest stosowanie podwieszanych „wysp” akustycznych oraz paneli naściennych. Te pierwsze mogą również się charakteryzować bardzo dobrymi parametrami w szerokim paśmie częstotliwości, a ich skuteczność zależy od wielkości, materiału, z jakiego zostały wykonane, oraz odległości od stropu. Panele naścienne mogą być wykonane podobnie jak sufity podwieszane, jednak ze względów praktycznych nie stosuje się dużej wysokości konstrukcyjnej.

W tym przypadku również stosować można płyty na bazie wełny mineralnej lub paneli perforowanych. Co ciekawe, część producentów oferuje rozwiązania odporne na uderzenia nawet w klasie 1A. Jest to szczególnie istotne w takich pomieszczeniach, jak sala gimnastyczna czy komunikacja ogólna.

Polecamy też:

Pozytywne efekty stosowania sufitów akustycznych oraz paneli naściennych potwierdza wiele badań. Po zastosowaniu sufitów dźwiękochłonnych na pełnej powierzchni stropu czas pogłosu w szerokim zakresie częstotliwości może zmniejszyć się o ponad 50% [7], [8], co w wielu przypadkach pozwala spełnić wymagania normy. Należy tu podkreślić, że niezwykle istotne jest dobranie odpowiedniego materiału, jego grubości oraz konstrukcji, tak aby ustrój działał skutecznie nawet w paśmie oktawowym o częstotliwości środkowej 125 Hz, dla którego norma również stawia wymagania. Zakres ten jest najtrudniejszy do okiełznania. Badania pokazują, że stosowanie grubszego materiału, np. 100 mm wełny mineralnej instalowanej bezpośrednio do stropu, przynosi lepsze efekty w zakresie małych częstotliwości niż systemowe najpopularniejsze rozwiązania z płyt o grubości 15-20 mm w odległości bliskiej 200 mm od stropu [9]. Jest to ważne, ponieważ biorąc pod uwagę wymagania związane z minimalnymi wysokościami pomieszczeń w szkołach (3 m), w wielu przypadkach rozwiązania o mniejszej grubości mogą się okazać jedynymi możliwymi do zastosowania. Zdecydowanie najlepsze efekty przynosi stosowanie kombinacji sufitu dźwiękochłonnego oraz naściennych paneli akustycznych. W takich przypadkach można osiągnąć skrócenie czasu pogłosu nawet o 80% [9], [7], [8]. Szczególnie skuteczne jest stosowanie paneli w pobliżu naroży ścian i sufitu [9]. W wyniku takiego rozmieszczenia okładzin istnieje możliwość spełnienia wymagań normy przy niewielkim użyciu materiałów akustycznych. Subiektywnie rzecz biorąc, minusem jest efekt wizualny. Można zaobserwować także bardzo dobre wyniki przy stosowaniu paneli dźwiękochłonnych na tylnej ścianie klas [7]. Wówczas redukowane są odbicia powstające najczęściej wzdłuż najdłuższej ściany w sali i tym samym generujące długi czas pogłosu. Jest to również szczególnie istotne w przypadku korytarzy, które są długimi pomieszczeniami, i dlatego sam sufit dźwiękochłonny może się okazać rozwiązaniem niewystarczającym.

W artykule Akustyka pomieszczeń szkolnych – problemy i wymagania zostały przywołane badania pokazujące, jaki wpływ na warunki pogłosowe w pomieszczeniu ma wykładzina dywanowa. Zastosowanie wykładziny lub dywanu o dużej powierzchni (w skali powierzchni pomieszczenia) może zmniejszyć czas pogłosu w zakresie średnich i dużych częstotliwości nawet do 25% [10]. Niestety, nie zauważono poprawy w zakresie małych częstotliwości, co jest spowodowane niewielką grubością materiału.

Co ciekawe, w wyniku zastosowania wykładziny o bardzo dużej powierzchni wartość parametru STI wzrosła o 0,05 [10]. Podsumowując, stosowanie wykładziny dywanowej przynosi efekty, jednak zbyt małe i w zbyt wąskim zakresie, aby był to jedyny materiał zapewniający spełnienie wymagań normy.

Przy adaptowaniu akustycznym pomieszczenia należy jednak być ostrożnym. Wprowadzenie zbyt dużej ilości materiałów chłonących dźwięk może spowodować „przetłumienie” pomieszczenia. W efekcie w ostatnich rzędach ławek dźwięk może być zbyt cichy [7].

Konkretny dobór rozwiązań powinien wykonać akustyk, który przeprowadzi odpowiednie analizy akustyczne i wskaże lokalizacje, dobór oraz sposób montażu ustrojów akustycznych, tak aby spełnić wymagania normy [11]. W wielu przypadkach konieczne może się okazać mieszanie różnych rozwiązań, które łącznie pozwolą osiągnąć wymagane wartości. Nie ma jednej uniwersalnej metody. Ciekawym przykładem walki z hałasem w pomieszczeniach jest stosowanie wizualnych wskaźników hałasu. Badania wskazują, że umieszczenie w klasie urządzenia, które w sposób wizualny informuje o tym, czy hałas jest zbyt duży, może obniżyć poziom dźwięku o 2-3 dB [12]. Należy jednak podkreślić, że nie wpływa to na warunki pogłosowe w pomieszczeniu a w efekcie nie zauważa się pozytywnego wpływu np. na transmisję mowy, która zależy głównie od warunków akustycznych sali. W efekcie rozwiązanie to nie przynosi korzyści w zakresie zrozumiałości mowy.

Efekty zastosowania adaptacji akustycznej

Wiele badań potwierdza pozytywny wpływ stosowania materiałów dźwiękochłonnych w klasach szkolnych zarówno w ocenach obiektywnych, jak i subiektywnych. W wyniku adaptacji akustycznej czas pogłosu może się zmniejszyć nawet 80%. Można obniżyć czas pogłosu nawet w zakresie małych częstotliwości i doprowadzić do spełnienia norm. Przykładem takiego rozwiązania jest Szkoła Podstawowa nr 340 w Warszawie, która w 2018 r. przeszła modernizację akustyczną [9]. Odpowiednia analiza i dobór materiałów na etapie projektu pozwoliły dostosować istniejące sale do wymagań „nowej” normy. Klasy, które charakteryzowały się czasem pogłosu o wartości prawie 2 s, po adaptacji akustycznej uzyskały wartości mniejsze niż 0,6 s w zakresie pasm oktawowych o częstotliwościach środkowych 125-8000 Hz [9]. Pozytywne efekty można zaobserwować również w przypadku wskaźnika transmisji mowy. W skrajnych przypadkach wzrost wartości tego parametru po adaptacji akustycznej może wynosić nawet 50% [7, 8, 9], np. we wspomnianej wcześniej szkole zaobserwowano zmianę z wartości 0,45 do 0,70, gdzie wartość wymagana przez normę to ≥ 0,60.

Dzięki stosowaniu materiałów dźwiękochłonnych w pomieszczeniach zmniejsza się także występujący w nich hałas. Badania pokazują, że po zastosowaniu sufitów akustycznych i w efekcie skróceniu czasu pogłosu w salach szkolnych poziom hałasu się zmniejsza [5, 9, 13]. Dzieci zwracają uwagę, że po modernizacji akustycznej w klasach jest wyraźnie ciszej [9, 13]. W przypadku najgłośniejszych przestrzeni, czyli sal gimnastycznych oraz korytarzy, redukcja może sięgać 7-8 dB [13], co w subiektywnym odczuciu jest dużą zmianą. Potwierdzają to opinie nauczycieli [9].

Pozytywny wpływ można zauważyć także na wielu innych polach, co dokumentują badania [13]. Ponad 25% uczniów stwierdza, że po zaadaptowaniu akustycznym wnętrz lepiej słyszy nauczyciela. W salach, w których wykonano modernizację akustyczną, dzieci osiągają lepsze wyniki w zadaniach związanych z wykorzystaniem pamięci krótkotrwałej. Ich opiekunowie zauważają mniejsze zmęczenie wśród dzieci oraz zmiany w zachowaniu w czasie przerw, oczywiście na pozytywne. Wpływ poprawy warunków akustycznych w szkole można dostrzec również wśród nauczycieli [13]. Ponad 70% z nich twierdzi, że ich warunki pracy się poprawiły. Co niezwykle ważne, w efekcie adaptacji akustycznej 40% nauczycieli odczuwa mniejsze zmęczenie po pracy. Na skutek zmniejszenia czasu pogłosu oraz hałasu w przestrzeniach komunikacyjnych 60% z nich zauważyło lepszą komunikację z uczniami.

Analizując informacje zawarte w artykule, można łatwo zauważyć, jak bardzo negatywny wpływ na uczniów i nauczycieli ma zły klimat akustyczny w szkole. Na szczęście istnieje wiele sposobów na poprawę tych warunków. Bardzo ważna jest konsultacja z akustykiem, który dobierze odpowiednie materiały, ich lokalizacje i konstrukcje, a także sposób analizy akustycznej w celu weryfikacji poprawności przyjętych rozwiązań.

Bibliografia

A.M. Jaramillo, B.C. Olsen, P Nelson, S. Bochat, M. Doing, Qualitative evaluation of a classroom redesing, Proceedings of the 23rd Internation Congress on Acoustics, Aachen 2019.
M. Klatte, J. Seidel, Effects of classroom acoustics on performance and well-being in elementary school children: a field study, Inter Noise, Lizbona 2010.
S. Kolawa, D. Hadryś, Hałas jako czynnik środowiska pracy nauczyciela, Zeszyty Naukowe Wyższej Szkoły Zarządzania Ochroną Pracy w Katowicach nr 1/2016.
D. Augustyńska, A. Kaczmarska, W. Mikulski, J. Radosz, Assessment of teachers' exposure to noise in selected primary schools, „Archives of Acoustics” nr 35 (4), 2010.
J. Radosz, Wpływ właściwości akustycznych sal lekcyjnych na poziom ciśnienia akustycznego mowy nauczycieli, „Medycyna Pracy”, 63 (4), 2012.
D. Augustyńska, J. Radosz, Hałas w szkołach (2) – wpływ hałasu szkolnego na uczniów i nauczycieli oraz jego profilaktyka, „Bezpieczeństwo Pracy” nr 10/2009.
D. Wróblewska, K. Leo, Influence of acoustical adaptation on classroom's acoustical enviroment, Acta Physica Polonica, 121, styczeń 2012.
W. Mikulski, Wpływ dźwiękochłonnych sufitów podwieszanych na właściwości akustyczne sal lekcyjnych, „Bezpieczeństwo Pracy” nr 3/2014.
A.K. Kłosak, From measurements, through computer modelling, design and construction, back to measurements: acoustical modernization of 800 pupils primary school in Warsaw, Poland, 26th Internation Congress on Sound and Vibration, Montreal 2019.
W. Mikulski, J. Radosz, Acoustics of Classrooms in Primary Schools – Results of the Reverberation Time and the Speech Transmission Index Assessments in Selected Buildings, Archives of Acoustics 36, 4, 2011.
PN-B-02151-4:2015-06. Akustyka budowlana. Ochrona przed hałasem w budynkach. Część 4: Wymagania dotyczące warunków pogłosowych i zrozumiałości mowy w pomieszczeniach oraz wytyczne prowadzenia badań.
S.Di Blasio, G. Vanelli, L. Shtrepi, G.E. Puglisi, G. Calosso, G. Minelli, S. Murgia, A. Astolfi, Long-term monitoring campaings in primary school: the effects of noise monitoring system with lighting feedback on noise levels generated by pupils in classrooms, Inter.noise 2019, Madrid 2019.
M. Jarosz, I. Polewczyk, Acoustic treatment of school spaces and its impact on students and teachers. Users' selfassessment, Proceedings of the 23rd International Congress on Acoustics, Aachen 2019.