Η ακουστική στις σχολικές αίθουσες

Εξαιτίας του μεγάλου χρόνου αντήχησης στις μαθητικές αίθουσες, καθώς και του θορύβου που προέρχεται από εξωτερικούς παράγοντες (air condition κ.α) δημιουργείται σοβαρό πρόβλημα στην αντιληπτικότητα και τη κατανόηση στους νεαρούς κυρίως μαθητές, που δεν έχουν αναπτύξει ακόμη την ικανότητα να βγάζουν νόημα όταν κάποιες λέξεις δε γίνουν αντιληπτές από το δάσκαλο. Οι περισσότερες σχολικές αίθουσες (όπως και οι αίθουσες στα φροντιστήρια) δυστυχώς δεν έχουν ανεκτή ακουστική διαμόρφωση. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να χάνεται έως και 1 στις 3 λέξεις που ο δάσκαλος λέει. Ο δάσκαλος πρέπει να φωνάζει στη κυριολεξία για να ακούγεται διότι η φωνή του πρέπει να επικαλύψει αρκετά την ένταση του θορύβου που προέρχεται από το λεγόμενο background θόρυβο. Φανταστείτε πόσο δυσμενέστερο γίνεται το πρόβλημα για τους μαθητές που είτε έχουν πρόβλημα ακοής είτε δεν έχουν για μητρική γλώσσα τη γλώσσα που διδάσκεται.

 Οι σημαντικοί παράμετροι στην ακουστική των σχολικών αιθουσών

-Background noise (θόρυβος του περιβάλλοντος) Για μια σχολική τάξη ο συνολικός θόρυβος περιβάλλοντος υπολογίζεται ως το σύνολο των θορύβων που προκύπτουν όταν η τάξη είναι άδεια. Ο θόρυβος περιβάλλοντος σε μια άδεια σχολική αίθουσα δε θα πρέπει να ξεπερνά τα 35 dbA. Ως θόρυβο περιβάλλοντος λογίζεται ο θόρυβος από τις δίπλα τάξεις, από τα παράθυρα, ο θόρυβος από το κλιματισμό ή τη θέρμανση κ.ο.κ. Παρακάτω βλέπεται ένα σχήμα που περιγράφει τη προέλευση του background θορύβου.

-Reverberation time (RT) (Χρόνος αντήχησης) Για το χρόνο αντήχησης έχω μιλήσει και σε παλαιότερα άρθρα. Όντας ο σημαντικότερος παράγοντας ακουστικής ποιότητας χώρου δε θα μπορούσε να λείπει από αυτή την ανάλυση. Για μια σχολική τάξη τα 0.5 δευτερόλεπτα θεωρείται ένα ιδανικό νούμερο χρόνου αντήχησης. Όμως σπάνια παρατηρείται αυτή η ποιότητα. Πολλές τάξεις παρουσιάζουν χρόνο αντήχησης μεγαλύτερο από 1 δευτερόλεπτο! Πρακτικά αυτό σημαίνει ότι οι ανακλάσεις του ήχου καταφτάνουν με καθυστέρηση στα αυτιά των μαθητών.

 -Signal to Noise Ratio (SNR)(Σηματοθορυβικός λόγος) Η παράμετρος αυτή βοηθά στο καθορισμό της καθαρότητας του λόγου. Η ένταση του ήχου της φωνής του δασκάλου σε db μείον το θόρυβο περιβάλλοντος σε db, μας δίνει το SNR σε db. Όσο μεγαλύτερος ο σηματοθορυβικός λόγος τόσο πιο κατανοητή και η ομιλία. Εάν το SNR είναι πολύ μικρό ή αρνητικό τότε ο θόρυβος περιβάλλοντος επικαλύπτει τη φωνή του δασκάλου. Όσο πιο μακριά βρίσκεται ο μαθητής τόσο λιγότερο θα ακούει. Για κάθε διπλασιασμό της απόστασης σε μέτρα από τη πηγή του ήχου, η ένταση του ήχου μειώνεται κατά 6 db. To SNR είναι απαραίτητο να βρίσκεται σε επίπεδα της κλίμακας +15 db και άνω. Παρακάτω φαίνονται όσα αναλύθηκαν.

Η αντιληπτότητα του ήχου καθορίζεται από το συνδυασμό Signal to Noise Ratio και Reverberation Time. Δεν αρκεί ένας ιδανικός χρόνος αντήχησης για να ακούνε τα παιδιά σωστά. Πρέπει και ο θόρυβος περιβάλλοντος να είναι σε μικρά επίπεδα προκειμένου η φωνή του δασκάλου να φτάνει καθαρή ως και το τελευταίο σε απόσταση μαθητή.

  Τι γίνεται όμως;

Ο χρόνος αντήχησης εξαρτάται από τις διαστάσεις του δωματίου, την επιφάνεια κάθε αντικειμένου/υλικού εντός δωματίου και την ακουστική απορρόφηση που προσφέρει αυτό. Όσο πιο μεγάλη η αίθουσα τόσο πιο μεγάλος ο χρόνος αντήχησης. Όσο πιο μεγάλη απορρόφηση προσφέρουν τα υλικά τόσο μικρότερη η αντήχηση. Τα ποσά είναι ανάλογα και αντιστρόφως ανάλογα.

Συνεπώς δύο επιλογές υπάρχουν. Είτε να μικρύνει ο χώρος σε διαστάσεις είτε να γίνει μια ακουστική διαμόρφωση. Προφανώς και η πρώτη επιλογή δεν προτιμάται. Υπάρχουν βέβαια περιπτώσεις όπου τοποθετείται ειδική οροφή με μεγάλη απορρόφηση και σε μικρότερο ύψος από το προυπάρχον ταβάνι. Μετά όμως αντιμετωπίζεται το θέμα της ηλεκτρολογικής καλωδίωσης καθώς και της παρεμβολής με τα παράθυρα που βρίσκονται σε μεγάλο ύψος. Σχετικά με τους θορύβους από το περιβάλλον απαιτείται μια σωστή ηχομόνωση και μελέτη. Ο ήχος βρίσκει πάντοτε νέα μονοπάτια για να εισχωρήσει. Τα ανοίγματα καθώς και τα χωρίσματα με μικρή απορρόφηση είναι η ειδικότητά του. 

Οι συνηθέστερες παρεμβάσεις στο χώρο προκειμένου να αυξηθεί η απορρόφηση των ηχητικών κυμάτων αφορούν τη τοποθέτηση απορροφητικών πάνελ τοίχου καθώς και νέα πλακάκια οροφής. Όταν το ηχητικό κύμα προσκρούει σε αυτά τα υλικά αντί να ανακλαστεί και να γυρίσει στα αυτιά των μαθητών με καθυστέρηση, μετατρέπεται σε μεγάλο ποσοστό σε θερμότητα. Η διαμόρφωση των υλικών επιτρέπει στον ήχο να ακολουθήσει πολλαπλές διαδρομές με αποτέλεσμα να απορροφηθεί. Μη ξεχνάμε οτι υπάρχει λίστα με τους συντελεστές απορρόφησης όλων των αντικειμένων. Με μια γρήγορη ματιά καταλαβαίνουμε ότι χαλιά και κουρτίνες προσφέρουν καλή απορρόφηση του ήχου.

Τιμπρο-Χροιά και ακουστική ποιότητα

Τι είναι το τιμπρο(χροιά) ή αλλιώς ηχόχρωμα;

Το τιμπρο μπορούμε να πούμε ότι περιγράφει όλα τα χαρακτηριστικά του ήχου που δεν έχουν να κάνουν με τo ύψος,την ένταση και τη διάρκεια του. Για παράδειγμα, ακούγοντας μια κιθάρα και ένα βιολί να παίζουν για ίση χρονική διάρκεια και στην ίδια ένταση,μπορούμε να ξεχωρίσουμε ποιος ήχος προήλθε από τη κιθάρα και ποιος από το βιολί. Η διαφορά εντοπίζεται στο διαφορετικό τιμπρο (ηχόχρωμα) των ήχων. Λέγεται πως χρειάζονται μόνο 60 ms προκειμένου να αναγνωρίσουμε το τιμπρο του ήχου. Οποιοσδήποτε ήχος μικρότερος από 4 ms αναγνωρίζεται ως απλός τόνος.

Πως διακρίνουμε το τιμπρο διαφορετικών ήχων;

Κάθε τόνος που παράγεται από ένα μουσικό όργανο περιέχει παραπάνω από μια συχνότητα. Ακούμε τη μίξη αυτή από συχνότητες όχι ξεχωριστά αλλά σαν μια ενιαία. Η αίσθηση του ηχοχρώματος ενός ήχου εξαρτάται από τον αριθμό των παράγωγων συχνοτήτων που περιέχει, από την ένταση τους, καθώς και από την αρμονική ή όχι σχέση τους με τη θεμελιώδη συχνότητα. Όσο πιο πολλές παράγωγες συχνότητες περιέχει ένα άκουσμα τόσο πιο πλούσιο ακούγεται. Η κατανομή των αρμονικών παίζει σπουδαίο ρόλο στο πως ακούγεται ο ήχος. Τα κρουστά για παράδειγμα δε διαθέτουν αρμονική σχέση με τη θεμελιώδη και έτσι το ύψος τους είναι δυσδιάκριτο.

Το ανθρώπινο αυτί μπορεί να ξεχωρίσει όχι μόνο δύο διαφορετικά όργανα αλλά και δύο όμοια όργανα.Ένας έμπειρος μπορεί να διακρίνει λοιπόν τη διαφορά ανάμεσα και σε δύο φλάουτα για παράδειγμα.Επίσης μπορεί να διακρίνει τη διαφορά και σε ενα φλάουτο το οποίο θα παιχτεί από δύο διαφορετικούς ανθρώπους.Αυτή η διαφορά συχνά ονομάζεται και διαφορά στη ποιότητα του τόνου αντί για διαφορά στο τιμπρο ή το χρώμα.