Třída jako divadelní sál: Význam prostorové akustiky ve školách
V rámci výstavby ve školství musíme čelit celé řadě výzev. Řešíme obecné požadavky stavby, ale také mnoho dalších věcí, které se týkají hygieny a komfortu. Vedle ergonomického nábytku, dostatku denního světla a kvalitního větrání, které je pro zdraví dětí důležité především v zimním období, kdy se málo větrá, významně ovlivňuje to, jak se děti i pedagogové cítí, i akustika.
Ve školních třídách, tělocvičnách i jídelnách bývá často hlučno – ne vždy to ale způsobuje jen velké množství lidí. Správným výběrem materiálů ve školách lze hluk mnohdy snadno potlačit a vytvořit tak prostředí, které podpoří soustředění, porozumění i zdravý vývoj dětí.
Rozdělení akustiky
Akustika jako taková je velmi široký pojem, který je třeba rozdělit do několika kategorií. Akustika vnějšího prostředí – tedy takzvaná hluková akustika – má významný vliv již při výstavbě budovy, jelikož se zabývá hlukem z okolního prostředí. Tato problematika je řešitelná již samotným zasazením budovy a situačním uspořádáním místností, například směřováním tříd do vnitrobloku. Hluk z vnějšího prostředí pak samozřejmě řeší také dostatečná neprůzvučnost fasády a oken.
To nás přivádí k dalšímu pojmu, tentokrát již z oblasti stavební akustiky, kterým je právě vzduchová neprůzvučnost. Ta řeší, jak bude zvuk slyšet například z chodby do sborovny. V této věci je třeba dbát nejen na správnou volbu konstrukcí, ale také na výběr a provedení stavebních detailů, jako je napojení příček na strop či podlahu.
Tato napojení pak mají významný vliv i na další pojem v akustice – kročejovou neprůzvučnost, která se zabývá přenosem hluku prostřednictvím vibrací. Jedná se o podstatný parametr zejména pro stropní konstrukce a v zásadě nám říká, jak uslyšíme dupání mezi jednotlivými podlažími. Kročejová neprůzvučnost představuje významný parametr i z hlediska napojení jednotlivých konstrukcí a stavebních detailů. Například špatné napojení příčky a podlahy mezi chodbou a sborovnou jednoznačně negativně ovlivní celkovou neprůzvučnost konstrukce.
Posledním, nejvýznamnějším oborem akustiky ve školách je akustika prostorová, která se zabývá šířením zvuku v uzavřeném prostoru. Velmi významně totiž ovlivňuje klid uvnitř daného prostoru, například v učebně, ale i v chodbě, jídelně nebo kuchyni. Hlavním parametrem sledovaným v této oblasti je takzvaná doba dozvuku, což je fyzikálně čas, za který hladina akustického tlaku klesne o 60 decibelů. Zjednodušeně – ozvěna.
Příliš dlouhá doba dozvuku způsobuje ozvěny, které znejasňují mluvené slovo, zatímco příliš krátká doba působí nepřirozeně a jaksi mrtvě. Problém s dobou dozvuku přitom lze odhalit pouhým hlasitým tlesknutím. V typické učebně by mělo být takové tlesknutí slyšitelné po dobu 0,5-0,6 sekundy. V našem školství se ale bohužel setkáváme i s učebnami, kde doba dozvuku překračuje až tři sekundy. Je však nutné říci, že se tato situace postupně zlepšuje.
Ve vzdělávacích prostorech je vždy třeba hledat dobrý poměr mezi odrazivostí a pohltivostí hluku. Přetlumený prostor je stejně kontraproduktivní jako prostor s příliš velkým dozvukem. Pokud je však doba dozvuku správně navržena, výrazně zvyšuje schopnost učit se a oddaluje nástup únavy. Nadměrný hluk a špatná srozumitelnost přitom mohou vést nejen k horšímu porozumění výkladu, ale i ke zvýšené psychické zátěži dětí. Ty pak bývají neklidné, hůře vnímají výklad a rychleji se unaví.
Právě z tohoto důvodu se ve školních budovách stále častěji využívají akusticky aktivní stavební prvky, které pohlcují zvukové vlny a upravují akustické poměry v místnosti.
Legislativa kolem akustiky a školství
Ke zlepšení přispívá především naše legislativa. Pro prostorovou akustiku má většina zemí EU vlastní, individuální normy s různými limity. Například ve Švédsku je ve školní třídě nutné minimalizovat dobu dozvuku na 0,4 sekundy. U nás se obvykle pohybujeme lehce nad 0,5 sekundou, což je stále v rovnováze. Dodržování těchto limitů, které je samozřejmě vzhledem k rozdílům konkrétních prostorů nutné vždy předem vypočítat, je dnes povinné při každé stavbě či rekonstrukci ve školství, která má projít kolaudací.
Data z průzkumů
Důraz na prostorovou akustiku má své kořeny v historii. Prostorová akustika byla vždy zásadní v divadlech nebo koncertních sálech – protože kdyby zde byla řešená špatně, publikum by nerozumělo ani slovu. Právě srozumitelnost slova je velmi důležitá i ve školství, a školní učebnu si můžeme představit jako takový malý sál. Aby se žáci něco naučili, musí být ve třídě skvěle rozumět – jinak by byly jejich mozky přetíženy zpracováváním rušeného zvukového signálu. Průzkumy ukazují, že zvýšíme-li hluk kolem žáků zhruba o 10 decibelů, jejich výkon ihned klesne zhruba o 5-7 %.
Podle celé řady průzkumů pak téměř polovina pedagogů přiznává, že pro ně hluk představuje překážku ve výuce; dalších 30 % mu pak přikládá významný vliv. Podle průzkumu Hadzi-Nikolové et. al Noise exposure of school teachers: exposure levels and health effects z roku 2013, který proběhl mezi 230 pedagogy, může vlivem hluku u pedagogů docházet k poškozování sluchu, chronicky zvýšenému krevnímu tlaku, bolestem hlavy a dalším neblahým zdravotním projevům.
Máme-li vyřešenou prostorovou akustiku, snižujeme úroveň hlasitosti řeči až o 10 dB. To je velmi významný skok, který ušetří spoustu energie a zároveň zvýší srozumitelnost řeči až o 25 %. Je tedy jednoznačně v zájmu všech, aby byla prostorová akustika ve školách správně vyřešena.
Možnosti řešení
Řešení prostorové akustiky se nabízí spousta. Jeho výběru by samozřejmě měly předcházet výpočty, na jejichž základě následně zvolíme materiál, který pohltí nadbytečný hluk v celém frekvenčním pásmu. Zvolit si můžeme například akustické minerální kazety v kombinaci se sádrokartonovými kazetami, nejbezpečnější řešení nicméně představují velkoformátové děrované sádrokartonové desky, které zajistí vyrovnanou pohltivost hluku a zároveň umožní zavěšovat předměty typu projektor přímo do desky. Některé druhy těchto desek mají navíc oproti kazetám výrazně delší životnost – sádrokarton totiž není problém kdykoliv vymalovat bez narušení absorpční funkce.
Desky lze navíc aplikovat i na stěny. Vzhledem k tomu, že pedagog (podobně jako herec ve zmíněném sálu) hovoří vždy jedním směrem, je zcela zásadní eliminace odrazu zvuku od zadní stěny zpět do prostoru třídy. V některých případech je pak vhodné aplikovat pohltivou plochu i na stěnu proti oknům.
Inspirace z Líbeznice
Moderní přístup k prostorové akustice můžeme ilustrovat například na novém pavilonu Základní školy v Líbeznici. Architektonicky výrazná stavba kruhového půdorysu, navržená studiem Grulich architekti, nenabízí jen estetický zážitek, ale také promyšlené řešení akustického komfortu.
V interiéru budovy byly instalovány perforované sádrokartonové desky Rigitone, které díky své jemné perforaci přispívají ke zkrácení dozvuku a zlepšují srozumitelnost řeči. Zároveň obsahují technologii aktivně odbourávající formaldehyd ze vzduchu, což je ve školních prostorách s vysokou koncentrací lidí mimořádně cenné. V novém pavilonu je dle vyjádření ředitele školy ve srovnání se staršími budovami školy výrazně klidnější prostředí. Děti se podle něj v akusticky ošetřené budově lépe soustředí a pedagogové nemusí tolik zvyšovat hlas, aby je bylo dobře slyšet.
Zkušenosti ze zahraničí, ale i z dalších tuzemských projektů ukazují, že investice do akustického komfortu se vyplácí. Perforovanými podhledy, které zkracují dobu dozvuku, jsou vybaveny například mateřská škola Mydlinky v Praze, ZUŠ v Krnově nebo základní škola v Komárově. Na srozumitelnost slova se pak klade důraz i v přednáškových halách univerzit – například v posluchárně Právnické fakulty Masarykovy univerzity v Brně, kde akustika hraje klíčovou roli pro efektivní komunikaci i učení.
Správná akustika není zbytečným nadstandardem, ale základním předpokladem moderní školy. Je-li navíc doplněna o kvalitní světlo, čerstvý vzduch a důmyslný architektonický návrh, vzniká prostředí, kde se děti mohou lépe soustředit a přirozeně se učit. V době, kdy je kvalita vnitřního prostředí ve školách stále častěji sledována i z hlediska hygienických a psychologických dopadů, představuje akustický komfort nezanedbatelný pilíř zdravého a funkčního vzdělávání.
Zpracováno z komentáře Vojtěcha Zítka, Rigips, a podkladů Rigips, Saint-Gobain.
