A critical review on the use of existing formulae for the calculation of the Reverberation Time in auditoria

Onverstaanbare lessen: schuld van professor of auditorium?

door Lottie Braems & Hannah De Kerpel
Ingenieurswetenschappen: Architectuur

Veel studenten hebben het wel al meegemaakt: verouderde auditoria met slechte akoestische condities waardoor het een nog grotere uitdaging wordt om aandachtig te blijven tijdens die saaie les. Ook wij ondervonden het belang van verbale communicatie in auditoria tijdens onze studentenjaren. Zwakke akoestische condities resulterend in ondermaatse verbale communicatie en lagere spraakverstaanbaarheid veroorzaken twee belangrijke problemen. Enerzijds draagt dit bij tot verminderde leerefficiëntie bij studenten en anderzijds tot gezondheidsproblemen bij professoren. Dit bewijst dat de akoestische kwaliteit van auditoria een belangrijk aspect is dat dringend aandacht en onderzoek verdient. Daarom gingen wij samen met Dr. Ir. Prof. Blasco op zoek naar methoden om deze problematiek te onderzoeken. Onze masterproef biedt ontwerpers een handige tool aan om proactief de akoestische impact van hun plannen te beoordelen.

Om die tool te ontwikkelen was het noodzakelijk een evaluatie en classificatie te maken van een aantal auditoria. De lokalen van de Faculteit Ingenieurswetenschappen en Architectuur te Universiteit Gent leenden zich hiertoe. Verschillende parameters die de akoestische kwaliteit van een auditorium uitdrukken, werden geanalyseerd en berekend of gemeten. Deze werden tenslotte vergeleken met de resultaten verkregen door middel van bestaande voorspellingsmodellen. De resultaten van de verschillende parameters zijn voor elk auditorium afzonderlijk te raadplegen op fiches met zowel beeld- als cijfermateriaal. De uiteindelijk ontwikkelde classificatie van de auditoria laat toe om op een eenvoudige wijze het meest accurate voorspellingsmodel voor een specifieke klasse te selecteren.

Om tot een classificatie te komen, werd de akoestische kwaliteit van tien auditoria grondig onderzocht. De auditoria kunnen in vier categorieën met overeenkomende fysieke en akoestische eigenschappen onderverdeeld worden. De eerste categorie bestaat uit ruimten met een geluidsabsorberend plafond en een geluidsabsorberende achterwand. Lokalen uit de tweede categorie hebben drie aangrenzende geluidsabsorberende wanden, waar in categorie 3 dan weer geen enkel geluidsabsorberend materiaal aanwezig is. Categorie 4 tenslotte heeft naast drie aangrenzende geluidsabsorberende wanden ook een geluidsabsorberend plafond.

Akoestische kwaliteit kan dan wel objectief gemeten worden door algemeen aanvaarde standaarden zoals de Belgische Akoestische Norm voor schoolgebouwen, maar toch kan die kwaliteit door iedereen anders ervaren worden. Parameters zoals spraakverstaanbaarheid en globale akoestische impressie proberen dit subjectieve, psychologische gedeelte te meten. Deze parameters werden verkregen door middel van een enquête. Er werd beroep gedaan op studenten die effectief les volgden in de desbetreffende auditoria. Enkele studenten, verspreid in het auditorium, gaven hun mening over de akoestische kwaliteit door middel van een numerieke schaal.

Opvallend genoeg bleek na de objectieve metingen dat slechts vier van de geteste auditoria voldoen aan de kwaliteitseisen zoals deze zijn opgelegd door de Belgische Akoestische Norm. De bevraagde studenten gaven deze vier auditoria een score die overeenkomt met een “matige” waardering, wat zeker niet voldoende is om een goede spraakverstaanbaarheid te garanderen. Toch waren de meeste bevraagde studenten over het algemeen positief over de spraakverstaanbaarheid, wat mogelijks aantoont dat de Belgische Akoestische Norm vrij streng is. Ook Nederland en Italië hanteren echter dergelijke hoge normeisen. In Portugal, Frankrijk, Verenigd Koninkrijk en de Verenigde Staten van Amerika moeten de auditoria zelfs aan nog hogere normeisen voldoen.

In de wetenschappelijke literatuur is een uitgebreid aanbod aan voorspellingsmodellen te vinden om de akoestische impact van ontwerpen te modelleren. Na een grondige analyse werden de meest courante en algemeen aanvaarde voorspellingsmodellen geselecteerd. Deze werden geprogrammeerd om vervolgens de nagalmtijd te berekenen. De gegenereerde voorspelde nagalmtijden voor elk auditorium werden geanalyseerd ten opzichte van de gemeten nagalmtijden. Deze werden verkregen door het uitvoeren van metingen volgens de norm ISO/CD 3382‑2. De resultaten van deze analyse leidden tot een algemene tabel, specifiek voor auditoria, die elke ontwerper kan gebruiken om het juiste voorspellingsmodel te hanteren. Het belang hiervan komt zeer duidelijk naar voor in het onderzoek. Niet elk voorspellingsmodel blijkt even goed te zijn voor een gegeven situatie. Ook zijn bepaalde modellen, specifiek voor auditoria, zeker niet aan te raden om te hanteren. Hier stelt de vraag zich of deze resultaten hetzelfde zouden zijn voor andere type ruimten zoals kantoorgebouwen, sportzalen, concertgebouwen, enz. Het zou een mooie opportuniteit zijn om hetzelfde onderzoek over te doen met zicht op deze andere type ruimten om uiteindelijk tot één algemene tool te komen die ontwerpers bijstaat in het ontwerpen van een specifieke ruimte. Een belangrijke opmerking is wel dat gezien dit onderzoek zich beperkte tot tien auditoria, er geen garantie is dat de resultaten 100% accuraat zijn. Toch tonen de extra case studies die we uitgevoerd hebben aan dat de resultaten van dit onderzoek ook op andere auditoria van toepassing zijn.

In de wetenschappelijke kringen is er nog geen consensus over welke groep parameters in rekening moet gebracht worden wanneer men de akoestische kwaliteit van een ruimte wil evalueren. Toch zou een consensus ervoor kunnen zorgen dat ontwerpers niet zomaar die parameters kiezen die in hun ontwerp de beste resultaten opleveren. Enkele parameters zijn algemeen aanvaard, zoals de nagalmtijd, aangezien deze het voordeel biedt gemakkelijk berekend te kunnen worden. De tool die in deze studie ontwikkeld werd, stelt de ontwerper in staat het meest accurate model te kiezen, inzake auditoria, en die keuze te verantwoorden.

Het uitgevoerde onderzoek wijst op de noodzakelijkheid naar uitgebreider onderzoek naar verbeteringen en aanpassingen van de huidige modellen. Ook een zoektocht naar nieuwe modellen moet gestimuleerd worden aangezien de voorspellingsfout van de modellen niet conform is met de eis van de Belgische Akoestische Norm. Complexe computerprogramma’s kunnen toegepast worden om tot meer accurate resultaten te komen. Deze zijn echter omwille van complexiteit en het innemen van veel tijd geen interessante oplossing voor ontwerpers die nood hebben aan eenvoudige en snelle procedures.      
Daarnaast is het opmerkelijk dat de akoestische kwaliteit van bestaande auditoria ondermaats is. Dit doet de vraag rijzen of hier te weinig aandacht aan besteed wordt. Een optimalisatie van het ontwerp van auditoria komt zowel student als professor ten goede. Des te meer reden om zo spoedig mogelijk actie te ondernemen. Studenten zullen dan - jammer genoeg - hun slechte punten niet langer kunnen verwijten aan de slechte akoestische omstandigheden van het auditorium.