Благоприятная звуковая среда в помещениях образовательного учреждения

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Благоприятная звуковая среда в помещениях образовательного учреждения

Порунова А.П., Першинова Л.Н.

УрГАХУ, г. Екатеринбург, Россия

Исследование посвящено изучению приемов для создания акустически комфортной среды в образовательных учреждениях. На основании научных работ специалистов в этой области в статье сформулированы характерные черты благоприятной звуковой среды. Также выделены основные способы акустического дизайна, обеспечивающие безопасное и эффективное пребывание участников образовательного процесса в учебных помещениях лекционного и группового типа, коридорах, зонах отдыха и спортивных залах. Освещено использование экологически чистых и безопасных звукоизоляционных материалов и специфические особенности объемно-пространственной структуры помещения.

Ключевые слова: акустическое загрязнение, звукопоглощающие материалы, реверберация, акустический дизайн, звукоизоляция.

Porunova А. P., Pershinova L. N. USUAA, Ekaterinburg, Russia. FAVORABLE SOUND ENVIRONMENT IN THE SPACES OF EDUCATIONAL INSTITUTION

Abstract. The article is devoted the techniques for creating an acoustically comfortable environment in educational institutions. Based on scientific works of specialists from Germany, The Great Britain in this field, the article considers the characteristic features improved sound environment. Also the basic methods of acoustic design to ensure safe and effective stay of participants of educational process in classrooms and lecture groups, hallways, recreational areas and gyms. Among them also highlighted the use of environmentally friendly and safe insulation materials, the specific features of the spatial structure of the room, soft floor and wall coverings; high and decorative walls and shelves; drapery window openings; acoustic doors and soundproof floors. All conclusions are based on studies of Swedish and Russian experts in the field. The article includes illustrations that demonstrate the use of certain techniques for noise insulation.

Keywords: acoustic pollution, sound-absorbing materials, reverberation, acoustical design, soundproofing.

Обоснование актуальности исследования звуковой среды в образовательных пространствах

Ученики в процессе обучения воспринимают информацию, поступающую из окружающей среды, по пяти каналам, одним из которых является слуховой. Такое свойство человека, как умение воспринимать и использовать звук, позволило человечеству облегчить образовательный процесс. Обучающийся после лекционного занятия усваивает около 45% информации, 30% из которой составляет озвученная, а не визуализируемая. На сегодняшний день речь является основным источником передачи информации в стенах школы.

На протяжении последних тридцати лет звуковая среда в образовательных учреждениях изменялась в связи с включением в учебный процесс новых приемов подачи информации. Соответственно общий уровень шума заметно увеличился. Результат обучения объектов взаимодействия зависит от их возможности слышать и понимать друг друга, поэтому важно создать звуковую среду, снижающую уровень фоновых и посторонних шумов.

Исследования акустического загрязнения учебных помещений специалистами в разных школах мира. Дефиниция понятия «шум» изменяется в соответствии с политической и географической принадлежностью. Так, например, в Центральной Америке шумом считается «всякий звук, который является раздражающим и вредным для людей». На территории государства Германия любое звуковое нарушение покоя человека с причинением неудобства можно именовать данным понятием [6]. В словаре С. И. Ожегова шум определяется, как «всякие нестройные звуки, голоса, поражающие слух; громкие голоса, крик; стук, гул, зык, рев, громкий шорох, все, что нескладно раздается в ушах» [7]. На основании данного явления порождается другое- акустическое загрязнение, представляемое собой вид физического загрязнения, который характеризуется повышенной степенью шумов и искаженностью звуковых характеристик (повторяемость, сила звука и прочие) [2].

Каждый человек имеет свойственное только ему восприятие акустического (шумового) загрязнения. Многие исследователи из лучших университетов мира пытались доказать негативное воздействие повышенного уровня шума в образовательной среде. Так, например, специалисты Бременского университета, расположенного в Германии, исследовали воздействие неблагоприятной акустики на стрессоустойчивость обучающихся и учителей, а также на их концентрацию внимания в ходе образовательного процесса. Было доказано существование корреляции между стрессоустойчивостью и звуковой средой, отмечено, что частота сердечных сокращений преподавателя прямо пропорциональна уровню шума [5]. В свою очередь в университете города Эдинбург (Великобритания) Heriot-Watt провели эксперимент, в ходе которого выявлено, что включение в учебное пространство акустических потолков способствует снижению уровня фонового шума, изменению отношения и поведения учеников, созданию лучшей рабочей среды [5].

Обобщив научные труды исследователей, можно с уверенностью сказать, что работа с акустическим загрязнением в образовательных учреждениях необходима, если человечество заинтересовано в сохранении здоровья и высокого уровня обучения своего вида. Современный мир предлагает множество эффективных способов ограничения и предотвращения шума в учебных заведениях. Все они позволяют создать комфортную благоприятную звуковую среду, для которой характерно:

- снижение общего уровня шума в группах на 13 дБ;

- спокойное поведение обучающихся в школьной среде; ученики более усидчивы и устают меньше;

- повышение восприятия речи школьниками на 25%;

- увеличение желания учеников работать в группах, принимая в них более активное участие.

- понижение громкости речи школьниками на 10 дБ;

- замедление сердечного ритма учителей на 10 ударов в минуту, обеспечивающее оптимальную стрессоустойчивость;

- возможность работать учителям на основании новых образовательных методик, построенных на активных методах обучения;

- сохранение длительной концентрации внимания [8].

Способы создания благоприятной звуковой среды в учебных помещениях

В школьных помещениях громкость создаваемого шума неоднородна, в связи с тем, что пространства образовательной среды различаются по деятельности, осуществляемой в них. Целесообразно установить общие принципы создания благоприятной звуковой среды для учебных помещений, а также для коридоров и спортивных залов, поскольку они четко дифференцированы по уровню шумового загрязнения.

Учебные комнаты занимают главенствующее положение на фоне всех остальных помещений, в них реализуется первостепенная функция учреждения - образовательная. Условно классные комнаты подразделяются на помещения для лекционного и группового обучения.

В современных российских школах преобладающим методом обучения является традиционный, при котором учебное помещение имеет вид лекционного типа и представлено преподавательским местом у доски и партами, выстроенными в ряд вдоль стен. Для эффективной реализации процесса обучения необходимо, чтобы слова учителя или лектора достигали обучаемых без посторонних, искажающих шумов. Это возможно осуществить при помощи приемов акустического дизайна, который представляет собой создание звуковых условий с учетом специфики деятельности находящихся в помещении людей.

Первым способом создания благоприятной звуковой среды в учебных помещениях лекционного типа является правильно организованное объемно-планировочное решение помещения. Оно проявляется в пропорциях и длине пространства. Существует ряд рекомендаций, определяющих форму помещения лекционного типа:

- уменьшение ширины зала в передней его части (место лектора) способствует отражению звука в глубину класса [4, с. 26];

в больших лекционных залах распределение звука улучшается, если потолок имеет наклонный, примыкающий к задней стене участок или если задняя стена помещения наклонена в сторону слушателей [4, с. 25];

- расчленение потолка и стен секциями создает при правильном их очертании хорошее распределение отраженного звука [4, с. 28];

При проектировании учебного помещения лекционного типа необходимо учитывать, что расстояние между источником звука (учителем) и слушателями (обучающимися) в последнем ряду максимально должно составлять 25 м от места расположения лектора [4, с. 4].

Для исправления возможных акустических дефектов и достижения требуемого времени реверберации (процесс постепенного затихания звука в замкнутом пространстве после прекращения действия источника звука) в помещениях лекционного типа используются звукопоглощающие материалы [4, с. 53]. Помимо создания звукового комфорта, данные материалы отличаются высоким уровнем экологической безопасности. Все элементы изготавливаются в основном из вторичного сырья - переработанного бытового стекла (панели) и металла (подвесная система). Также использование звукопоглощающих материалов улучшает уровень естественного освещения помещения при помощи отражения 95% дневного света. Данная особенность позволяет сохранять зрение у обучающихся и преподавателей [1].

Рис. 1. Рекомендуемые зоны размещения звукопоглотителей в классе (заштрихованы): а - на стенах; б - на потолке

акустика образовательный звуковой

Звукопоглощающие материалы размещают на поверхностях, от которых не должны попадать к слушателям шумовые отражения - потолок и стены.

На рисунке 1 показаны участки внутренних поверхностей помещения на стенах и потолке, где возможно размещение звукопоглотителей.

В качестве основной звукопоглощающей поверхности традиционно выступает потолок. Данные потолки способствуют поддержанию здорового микроклимата в школе. Они не притягивают и не аккумулируют пыль и сами по себе никаких выбросов в атмосферу не производят [1]. Для помещений лекционного типа, по мнению шведских специалистов, необходимо использование звукопоглощающего потолка с отличными характеристиками для всех частот речи, а также создание звукоотражающей зоны на потолке над учителем. В зависимости от этого материалы на потолке располагаются определенным образом (рис. 2).

Рис. 2. Варианты расположения звукопоглощающих материалов Ecophon на основании их характеристик: а - подвесной потолок; б - низкочастотный звукопоглотитель, в - звукоотражающая зона

Чтобы избежать нежелательной реверберации, нарушающей разборчивость речи, на противоположной лектору стене должны быть расположены поглотители, также с учетом вышеуказанных рекомендаций (рис. 1). Наилучший эффект звукоизоляции (снижение уровня шума), по мнению шведских специалистов, достигается путем сочетания акустического потолка и звукопоглощающих настенных панелей (рис. 3, 4)

Рис. 3. Школа Kubikskola. Швеция, Хельсингборг. Подвесной потолок Master Rigid и настенные панели Akusto Wall компании Ecophon

Рис. 4. Камбрийский колледж. Великобритания, Дисайд. Подвесной потолок Master Rigid и настенные панели Akusto Wall компании Ecophon

В России также занимаются решением проблем создания акустического комфорта. Предлагается свой спектр звукопоглощающих потолочных и настенных материалов, которые можно использовать для создания звукоизоляции в образовательной среде. Самым ярким примером является перфорированный гипсокартонный потолок «Саундлайн-акустика», стабилизирующий не только уровень шума, но и влажность в помещении. Помимо школ, его также используют в детских садах, аудиториях университета и лабораториях (рис. 5) [3, с. 6].

Рис. 5. «Сайндлайн-акустика» - потолок, созданный компанией Acoustic Group

Рис. 6. Подвесные звукопоглотители Solo Square компании Ecophon в университете Sol Plaatjie. Южная Африка, Кимберли

В учебных комнатах группового образования обучающиеся не должны создавать акустических неудобств друг для друга. Каждый из них должен слышать и своего соседа, и преподавателя, перемещающегося по помещению. Помимо вышеуказанных приемов акустического дизайна, используемых в лекционных помещениях, допускается использование подвесных и штучных звукопоглотителей. Их применение также допускается в коридорах и холлах школы или университета (рис. 6).

Помимо звукопоглощающих объектов и материалов в учебных помещениях группового типа для уменьшения уровня шума используются мягкие напольные покрытия или ковры, а также мягкие настенные панели. Данные материалы и объекты также используются в коридорах и холлах образовательных учреждений, что позволяет сократить акустическое воздействие внеклассного пространства на образовательный процесс в учебных комнатах (рис. 7).

Рис. 7. Мягкое напольное покрытие в школе. Ковровое покрытие пола в школе святой святой Марии в Австралии

Приемы акустического дизайна в коридорах и зонах отдыха образовательной среды. В современных школах коридоры и зоны отдыха выполняют одновременно несколько функций. Количество видов осуществляемой в них деятельности заметно возросло, что повышает общий уровень шума. Помимо ранее перечисленных способов звукоизоляции, применяемых в учебных помещениях, в коридорах и зонах отдыха используются высокие и декоративные перегородки, дифференцирующие пространство и сокращающие рассеивание шума. Они могут быть выполнены из любых материалов, но чаще всего это пластиковые и деревянные конструкции, имеющие сложнообтекаемые формы со множеством выступающих поверхностей, приглушающих звук. Перегородки могут быть мобильными и легко перемещаемыми в пространстве, а могут иметь строго зафиксированное положение. Трансформация зависит от размеров помещения и уровня шума.

Включение в пространство коридоров стеллажей также становится преградой для распространения шумового загрязнения. Их также используют и в учебных помещениях, размещая на противоположной для лектора стене, способствуя лучшему рассеиванию звука.

Акустические проблемы спортивных залов образовательных учреждений и способы борьбы с ними. Практически все занятия, осуществляемые в спортзалах, привносят в окружающую среду много шума. Очень часто участники образовательного или игрового процессов не слышат друг друга, что иногда приводит к неблагоприятным последствиям, например, надрыв связок. Шведские специалисты предлагают использовать ударопрочные и безопасные акустические системы, которые способны выдерживать удары мяча. Как и в учебных помещениях, в спортивных залах можно использовать настенные и потолочные звукопоглощающие материалы. Но их характеристики будут значительно отличаться. Они имеют более сложную структуру крепления, многослойность. На лицевую поверхность нанесено покрытие из ударопрочной сетки, обеспечивающей отсутствие деформации конструкции от ударов спортивного инвентаря. В свою очередь акустические панели исключают появление эффекта «порхающего эха».

Рис. 8. Ударопрочный потолок Super GPlus компании Ecophon, использованный в международной школе. Германия, Дюссельдорф

Рис. 9. Звукопоглощающие стеновые панели Akusto Wall компании Ecophon в средней образовательной школе Rainey. Великобритания, Марафелт

Общими акустическим приемами для всех помещений в образовательном учреждении являются звукопоглощающие двери, драпировка оконных проемов и звукоизолирующие полы.

Заключение

акустика образовательный звуковой

Благоприятная звуковая среда в школьных помещениях оказывает положительное воздействие как на процесс образования, так и на здоровье объектов взаимодействия. Приемами и способами ее организации занимается акустический дизайн. В зависимости от осуществляемой деятельности помещения в учебной организации делятся на несколько видов, для которых характерны свои специфические способы звукоизоляции. Обобщив их можно сказать, что благоприятная звуковая среда в образовательных помещениях создается: соблюдением определенных объемно-пространственных решений комнаты; звукопоглощающими материалами, расположенными на потолке и на стенах; мягкими напольными и настенными покрытиями; высокими и декоративными перегородками и стеллажами; драпировкой оконных проемов; звукопоглощающими дверьми и звукоизолирующими полами.

Литература

1. Акустика в образовательных учреждениях 2016 [Электронный ресурс]. - URL: https://remstd.ru/archives/akustika-v-obrazovatelnyih-uchrezhdemyah/

2. Акустическое загрязнение 2017 [Электронный ресурс]. - URL: http://ekologyprom.ru/otvety-na-voprosy-po-ekologii/32-jekologija-otvety-na-jekzamen/1031- akusticheskoe-zagrjaznenie.html(дата обращения: 14.12.2017)

3. Декоративно-акустические материалы для потолков и стен // Акустический дизайн: сетевой журн. 2016. URL: http://tiho.by/d/727797/d/otdelochnie_materialy.indd.pdf (дата обращения: 10.12.2017).

4. Жабыко Е. И., Рублевская Н. И. Акустическое проектирование залов многоцелевого назначения: Учеб. Пособие. Владивосток: Изд-во ДВІ ТУ, 2008. - 89 с.

5. Исследования британских университетов в области акустики в школах 2016 [Электронный ресурс]. - URL: https://archi.ru/tech/news_71800.html.

6. Мухина В. С. Шестилетний ребёнок в школе: Книга для учителя. М.: Просвещение, 1990. - 175 с.

7. Ожегов С. И., Шведова Н. Ю. Толковый словарь русского языка. М.: ИТИ Технологии, 2006. - 944 с.

8. Oberdrster M, Tiesler. Akustische ergonomie der schule, Bremerhaven Wirtschaftsverl, 2006. - 193 c.

Размещено на Allbest.ru