Laboratoriet för tillämpad psykologi
Institutionen för tekning och byggd miljö
Effekterna
ff k
av bbakgrundsbuller
k
d b ll ochh
andra
d akustiska
k ti k förhållanden
fö håll d i
skolan
Anders Kjellberg
j
g
2 Nordiske Konference om kommunikation
2.
kommunikation, teknik og pædagogik
Fredericia, 11-12 mars 2009
Betydelsen av akustiska förhållanden
för skolarbetet
1. Akustiska förhållanden kan göra att man inte hör vad
som sägs
2. Även om man kan höra vad som sägs kan de
akustiska förhållandena ggöra det mer
ansträngande och försämra förståelse och
inlärning.
3 Även
3.
Ä
prestationen
i
i visuella
i ll uppgifter
if som
läsförståelse kan försämras av buller.
4 Långvarig bullerexponering (t.ex.
4.
(t ex från trafikbullret i
bostadsområdet) kan försämra prestationsförmågan
också när man får ggöra uppgiften
ppg
under tysta
y
förhållanden.
Betydelsen av akustiska förhållanden
för skolarbetet 1.
Akustiska förhållanden kan göra att man
i hör
inte
hö vadd som sägs
ä
A Bakgrundsbullret ger en dålig
A.
signal/brusnivå
B Klassrummets
B.
Kl
efterklangstid
f kl
id äär för
fö
långg
Signal/brus-nivå
g
Signal/brus-nivån: förhållandet mellan
ljudnivån på det man vill höra (signalen) och
g ljud
j (bruset).
(
)
övriga
Anges som skillnaden i ljudnivå (decibel)
mellan signalen och bruset.
br set
Ju mindre denna skillnad är, desto svårare blir
det att uppfatta vad som sägs.
Rekommenderad signal/brusnivå i klassrum:
15-20 dB.
Talets ljudnivå
Medelnivå för tal på en meters avstånd:
– Normal 60-65 LeqA
eqA.
– Höjd röst 65-70 LeqA
– Hög röst: 75-80 LeqA
– Skrik: 83-89 LeqA
Talets ljudnivå vid lyssnarens öra bestäms
av det direkta och det reflekterade ljudet
Direkt ljud: Den delen av talet som går närmaste vägen
f å talaren
från
t l
till lyssnaren
l
Reflekterat ljud: Den del av ljudet som når lyssnaren
efter
ft att
tt ha
h reflekterats
fl kt t från
f å olika
lik ytor
t i rummet.
t Når
Nå
örat lite senare än det direkta ljudet.
Ljudnivå och avstånd till talaren
Utan något reflekterat ljud (utomhus) minskar
ljudnivån med 6 dB för varje fördubbling av
avståndet
Inomhus kommer på längre avstånd större del
av ljudet som når örat att vara reflekterat och
avståndet får minskande betydelse.
Vanlig rekommenderad bakgrundsnivå i
kl
klassrum
utan verksamhet:
k
h
35 dB(A)
d ( )
Signal-brusnivå
• I ett klassrum där bakgrundsnivån är 48 dB kan
man vänta sig att talnivån på två meters avstånd
gg ppå ungefär
g
63 dB.
ligger
• Signal/brusnivån är alltså 15 dB. OK
• Men påå 7 meters avstånd
å d har
h talnivån
l i å
förmodligen sjunkit till 57 dB och
signalbrusnivån alltså till 9 dB. För dålig.
”Talbananen"
Talbananen" visar talljudens frekvens och styrka
125
250 konversationsnivå
500 750 1k 1,5k 2k på
3k 14kmeters
5k 8khåll.
Hz
vid vanlig
dB 0
20
40
60
80
100
OBS!
Stigande
nivå neråt
Akustiska förhållanden kan ggöra att man
inte hör vad som sägs.
B Efterklangstiden
B:
Eft kl
tid i rummett
Efterklangstid: tiden (s) som det tar för
ljudnivån att sjunka 60 dB efter det att
ljudkällan har stängts av. Beror på:
– Rummets volym;
y ; ju
j större desto längre
g
efterklangstid.
– Hur mycket
y
ytorna
y
i rummet absorberar och
reflekterar av ljudet. Ju hårdare ytor desto längre
efterklangstid.
Typiska efterklangstider
Kyrkor
Konserthus, föreläsningssalar
Radio TVRadioTV & filmstudio
Kontor, bostäder
En lång efterklang kan störa
taluppfattningen
Reflekterat
R
fl k
ljud
lj d som kommer
k
mer än
ä 35-40
35 40 ms efter
f
det direkta ljudet lägger sig över det efterföljande
ljudet och stör taluppfattningen. Det reflekterade
ljudet maskerar det direkta ljudet.
Den största och mest kritiska maskerings-effekten är
att
tt vokaler
k l gör
ö det
d t svårt
å t att
tt höra
hö efterföljande
ft följ d
konsonanter, som är svagare och har högre frekvens.
På samma signal/brus-nivå ger därför en kortare
efterklangstid en klarare signal och bättre
taluppfattning.
Det reflekterade ljudet kan också
underlätta taluppfattningen
pp
g
Reflekterat ljud som kommer tidigare än 35 ms kan
göra det lättare att uppfatta vad som sägs genom att det
förstärker det direkta ljudet.
Om efterklangstiden närmade sig 0 skulle man behöva
tala orealistiskt högt för att höras långt bort i lokalen.
Efterklangstiden bör alltså inte alltid minimeras för att
få bästa taluppfattning. Stora rum kräver längre
efterklangstid och ju högre brusnivån är desto kortare
bör efterklangstiden vara.
O ti l efterklangstid
Optimal
ft kl
tid i klassrum:
kl
0 4 0 5 s.
0,4-0,5
g Boverket & Arbetarskyddsy
Målvärde enligt
styrelsen, 1996 för längsta efterklangstid i
undervisningsrum för klass : 0.6
0 6 s (beräknat som
medelvärdet av efterklangs-tiden i oktavbanden
i
inom
området
åd t 125 – 4000 H
Hz).
)
j
A i Svensk Standard SS 02 52 68: i
Ljudklass
undervisningslokaler bör efterklangstiden vara
högst 0,5
0 5 sekunder i varje oktavband från 125 Hz
till 4000 Hz.
Skapar efterklangstiden någonsin
problem i våra skolor?
p
Mätningar och inspelningar i två skolor i södra
Sverige
En skola hade dålig akustik (ca 1 sek
efterklangstid; 1,6-1,8 i låga frekvenser)
Den
Den andra skolan hade bra akustik ( ca 0,3 sek
efterklangstid)
Betydelsen av akustiska förhållanden
för skolarbetet 2.
1 Akustiska förhållanden kan göra att man inte
1.
hör vad som sägs
2. Även
Ä
om man kan höra vad som sägs kan de
göra det mer
akustiska förhållandena g
ansträngande och försämra förståelse och
inlärning.
De akustiska rekommendationerna grundas
g
framför allt på hur signal/brus-nivån och
efterklangstiden påverkar möjligheten att
höra vad som sägs.
Men
Det räcker inte att höra det, man ska ju helst
också förstå och minnas det
det.
”Jo, jag hörde nog nästan allt han sa’….. men
vad var det han sa’?”
Vad krävs av oss då vi lyssnar
y
till
tal?
Den som lyssnar till tal måste kunna besvara två
frågor:
– Vad säger talaren?: Identifiera orden som sägs.
– Vad betyder det?: Integrera det man just hör med det som
tidigare sagts och med permanent lagrad information
((kunskaper
p i området som man talar om))
Och efteråt ska han kunna besvara en tredje fråga:
– Vad var det han sa?: Den nya informationen ska lagras så
att man kan ta fram den vid ett senare tillfälle.
Arbetsminnets roll
Alla tre frågor kräver insatser från vårt
arbetsminne.
Arbetsminnet har en begränsad kapacitet.
kapacitet
Ju mer av den kapaciteten som krävs för att
identifiera orden som sägs, desto mindre finns
g g g för integrering,
g
g, tolkning
g och
då tillgängligt
lagring av informationen.
Att lyssna till tal och andra ljud i
bullrig miljö
Buller och en lång efterklangstid gör det svårare att
identifiera orden och en större del av arbetsminnets
kapacitet måste då användas för detta.
Mindre resurser finns då tillgängliga för integrering
integrering,
tolkning och lagring av informationen.
Även om man med ansträngning lyckats identifiera
orden kan därför förståelse och inlärning försämras av
bullret.
Buller gör det mer ansträngande och tröttande att lyssna
till tal.
Efterklang och taluppfattning 1
Efterklangstiden (ET) och signal/brus-nivån
avgör möjligheten att uppfatta tal i ett rum
Kortare ET ger en klarare signal och bättre
taluppfattning givet konstant signal/brus-nivå .
Vad krävs av oss då vi lyssnar
y
till
tal?
Den som lyssnar till tal måste kunna besvara två
frågor:
– Vad säger talaren?: Identifiera orden som sägs.
– Vad betyder det?: Integrera det man just hör med det som
tidigare sagts och med permanent lagrad information
((kunskaper
p i området som man talar om))
Och efteråt ska han kunna besvara en tredje fråga:
– Vad var det han sa?: Den nya informationen ska lagras så
att man kan ta fram den vid ett senare tillfälle.
Buller och arbetsprestation:
Att lyssna till tal
Vad måste man göra för att ta till sig tal som
man lyssnar på?
–
–
–
–
Uppfatta de enskilda orden
Integrera det som just sägs med det tidigare sagda
T lk innebörden
Tolka
i bö d i det
d t som sägs
ä
Lagra informationen
Allt detta görs i arbetsminnet som har en
begränsad kapacitet
Att lyssna till tal och andra ljud i
bullrig miljö
Buller gör det svårare att identifiera orden och en större
d l av arbetsminnets
del
b t i t kapacitet
k
it t måste
å t då användas
ä d för
fö
detta.
Mindre
Mi d resurser fi
finns då tillgängliga
ill ä li för
fö integrering,
i
i
tolkning och lagring av informationen.
Även
Ä
om man med ansträngning lyckats identifiera
orden kan därför förståelse och inlärning försämras av
bullret.
Buller gör det är mer tröttande att lyssna till tal.
Första försöksserien
Frågeställningar
– Hur påverkar ett bakgrundsbuller och
efterklangstiden
g
minnet av upplästa
pp
ordlistor och
texter?
– Kan effekter påvisas även då taluppfattningen är
opåverkad?
Betingelser: i basförsöken två extrem
extrembetingelser vad gäller signal/brus-nivå och
efterklangstid (simulerad).
Experiment 1: Att höra men inte minnas
i dåligg signal/brus-nivå
g
En grupp fick höra en
ordlista
dli med
d signal/brusnivå
i l/b
i å
på 4 eller 27 dB.
De upprepade orden för att
kontrollera att de hört dem.
De skrev ned alla ord de
kunde erinra sigg
Medelantal rätt av de
nedskrivna orden
S/N
4 dB
S/N
27 db
85
8,5
11 0
11,0
p<.001
< 001
Slutsats: Man minns ffärre ord då man har hört dem
med ett dåligt signal/brus-förhållande
Experiment 2: Att höra men inte minnas
under dåliga efterklangs-förhållanden
Medelantal rätt erinrade ord
Kort
Efterklangstid
(0,5 s.)
12,97 (6,93)
Lång
Efterklangstid
(1.2 s.)
10,78 (5,72)
p=.025
Slutsats: Man minns färre ord då man har hört dem i
ett
tt rum medd en för
fö lång
lå efterklangstid
ft kl
tid
Minnesproblemen drabbar orden i början av listan: d
kräver mest bearbetning för att bli ihågkomna
Kontroll tyst efterklang
Kontroll,
efterklang=00
Dålig Signal/brus
Lång efterklang
% rättt
Minne av löpande text
60
50
40
Dålig
Dåli
Bra
30
20
10
0
Signal/Brus
Efterklangstid
Arbetsminneskapacitetens betydelse
Personer med dålig arbetsminneskapacitet
kan förväntas ha mindre kognitiva resurser
över när de lyckats identifiera orden och
har också i flera fall visat sig vara
känsligare för bullerstörning.
Förhållande som kan väntas påverka
effekten
ff kt av dåli
dålig akustik
k tik
En alltför långg efterklangstid
g
eller dåliga
g
signal/brus-förhållanden kan väntas ha särskilt
stor betydelse för förståelse och minne
– Då talsignalen redan av andra skäl är försämrad:
• T.ex.
T
då barn
b
eller
ll någon
å
medd annatt modersmål
d
ål talar,
t l
för hörselskadade och för gamla (som dessutom har
försämrat arbetsminne)
arbetsminne).
– Då redundansen i informationen är liten (då det finns
dåliga möjligheter att fylla i orden man missat),
missat) t.ex.
t ex
• Då det är på ett främmande språk.
• Då man har dålig kunskap om det aktuella ämnet.
Slutsatser
Det räcker inte att de akustiska förhållandena är
tillräckligt
ill ä kli bra
b för
fö att det
d ska
k vara möjligt
öjli att höra
hö vadd
som sägs.
Det ska gå att uppfatta vad som sägs utan ansträngning,
annars kan förståelsen och minnet av vad som sagts
försämras. Denna negativa effekt blir förmodligen större
ju längre man ska lyssna i takt med att man blir allt
tröttare.
Betydelsen av akustiska förhållanden
för skolarbetet 3.
1 Akustiska förhållanden kan göra att man inte
1.
hör vad som sägs
2. Även
Ä
om man kan höra vad som sägs kan de
göra det mer
akustiska förhållandena g
ansträngande och försämra förståelse och
inlärning.
3. Även prestationen i visuella uppgifter som
lä fö å l kan
läsförståelse
k försämras
fö ä
av buller.
b ll
Bullereffekter i andra typer av
arbetsuppgifter
Även
Ä
uppgifter
if som inte
i kräver
k
att man tar in
i
information med hörseln kan påverkas av buller
på flera sätt:
– Buller kan distrahera.
distrahera
– Att inte låta sig bli distraherad kräver en
ansträngning som tär på resurserna i arbetsminnet
arbetsminnet.
Effekterna blir störst om bullret varierar mycket och
oförutsägbart
fö
ä b eller
ll om det
d signalerar
i l
något
å
som kan
k
vara viktigt (tal, telefonsignaler etc).
Bullret kan även få sin effekt på läs- och
skrivuppgifter genom att störa specifika
kognitiva processer
Viktigaste exempel: ovidkommande tal.
–Svårt
S årt att utestänga
testänga det ovidkommande
o idkommande talet.
talet Tal
bearbetas mer eller mindre automatiskt.
–Den bearbetningen
b b i
utnyttjar
j samma kognitiva
k
ii
processer som läsuppgiften
–Det ovidkommande talet stör därmed den kognitiva
bearbetningen av den verbala uppgiften.
Laboratorieexperiment
p
om buller och
minnessystem (Hygge et al.)
Elever och deras lärare, i åldersgrupper mellan 13
och 65 år.
år
Många
g olika test för olika typer
yp av minne
Genomförde uppgifterna i olika ljudbetingelser:
vägtrafikbuller, pratbuller och tystnad
Sammanfattande resultat: Skillnaden mellan
bullereffekten i olika typer av uppgifter (Hygge et al.)
8.0
Ordförståelse
7.0
Ansiktsminne
60
6.0
Mi
Minne
av ttextt
5.0
Tyst
Vägtrafikbuller
Bullergrupp
Ovidkommande
tal
Betydelsen av akustiska förhållanden
för skolarbetet 4.
1. Akustiska förhållanden kan göra att man inte hör vad
som sägs
2. Även om man kan höra vad som sägs kan de
akustiska förhållandena ggöra det mer ansträngande
g
och försämra förståelse och inlärning.
3. Även prestationen i visuella uppgifter som
lä fö å l kan
läsförståelse
k försämras
fö ä
av buller.
b ll
4. Långvarig bullerexponering (t.ex. från trafikbullret i
bostadsområdet) kan försämra prestationsförmågan
också när man får göra uppgiften under tysta
förhållanden.
Barn i bullriga områden: Münchenstudien
Långtidsminne - antal poäng
Old airport
8
7
Inget flygbuller
Gamla flygplatsen
Mean
n score
6
5
4
Flygbuller
3
2
1
0
1
2
Mätning nr.
3
Flygplatsen stängs
8
7
Nya flygplatsen
Mean score
6
5
4
3
2
1
0
1
2
Flygplatsen öppnas
3
Mätning nr.
Sammanfattning
Ljudmiljön kan påverka skolarbetet på flera sätt:
1. Den kan göra att eleverna inte hör vad läraren säger.
2 Den kan göra det så mycket svårare att höra läraren att
2.
man inte har resurser över för att tolka och lagra
informationen.
informationen
3. En bullrig arbetsmiljö kan även försämra prestationen i
uppgifter som inte kräver att man hör tal (t
(t.ex.
ex läsläs och
skrivuppgifter). Största effekter har ovidkommande tal.
4 Den
4.
D som bbor i en bbullrig
ll i miljö
iljö utvecklar
t kl inte
i t sina
i
kognitiva färdigheter lika bra som den som bor i en
l
lugnare
miljö.
iljö
Hur påverkar buller lärarnas beteende och
samspelet lärare–elever?
•
•
•
•
Fler avbrott i undervisningen
Mindre effektivt utnyttjad tid
Mindre dialog lärare – elever.
elever
Mer ansträngande undervisning, tröttare lärare.
