Samenvatting akoestische maatregelen voor slechthorenden
-
Er bestaan vijf klasse-aanduidingen voor spraakverstaanbaarheid gebaseerd op STI.
Daarbij horen de termen van "slecht" tot "uitstekend". Voor ouderdomsslechthorendheid (presbyacusis) worden doorgaans de klassen een
plaats verschoven. Daardoor zijn ontwerpregels bij presbyacusis zeer wel
mogelijk.
-
Er zijn zoveel verschillende aandoeningen van het
gehoor dat algemene richtlijnen voor het ontwerp slechts bij presbyacusis
kunnen worden geven.
-
De spraakverstaanbaarheid neemt toe door toevoeging van
absorptiemateriaal in een ruimte. Een gemiddelde absorptiecoëfficiënt (over de
gehele ruimte) van 25% à 30% moet als ondergrens worden beschouwd.
Slechts in uitzonderingsgevallen kan de stoffering in een ruimte (meubilair, gordijnen,
vloerbedekking) daarvoor zorg
dragen, zodat eigenlijk altijd een absorberend plafond noodzakelijk is
-
Dat geldt in ruimten waar gezamenlijke activiteiten
plaatsvinden, maar bijvoorbeeld ook in de woonkamers van een bejaardencentrum.
Een voldoende verstaanbaarheid van menselijke spraak, radio of TV is ook daar meestal
niet met meubilering en stoffering te bereiken.
-
De spraakverstaanbaarheid neemt toe als de afstand tussen
spreker en toehoorder afneemt, maar ook als de ruimte kleiner wordt; de galm neemt dan ook af. Dat wordt
bijvoorbeeld toegepast in kleine, gedempte leslokalen voor slechthorenden.
-
Hoortoestellen helpen vooral als de verhouding tussen het
signaal (een spreker bijvoorbeeld) en het aanwezige rumoer groot genoeg is. In
een rumoerige omgeving helpen ze weinig; de toevoeging van absorberende
materialen is dan veel effectiever.
1. Typen slechthorenden, met name ouderen
In webpagina A.3 is reeds een "audiogram" getoond. Het wordt hier herhaald als
figuur 1. De nullijn geeft het gehoor van de gemiddelde normaalhorende mens.
Indien de lijn daaronder ligt is er sprake van gehoorverlies. De figuur laat
zien dat de curve jaar na jaar slechter wordt; verouderingsprocessen spelen zich
ook af in de zeer fijne trilhaartjes van het binnenoor. Dit soort verlies wordt
in het jargon "presbyacusis" genoemd.

Figuur 1: Een audiogram geeft de
gevoeligheid van een oor per frekwentie. Bij oplopende leeftijd
neemt de gevoeligheid af, maar het verlies is het sterkst in de hoge
frekwenties. Juist die frekwenties bepalen het verschil tussen
klinkers en medeklinkers en zijn dus essentieel voor het
spraakverstaan.
Met behulp van een audiogram kan gehoorverlies in harde dB's worden uitgedrukt.
Er zijn echter vele aandoeningen, ook bij kinderen, die niet binnen het
eenvoudige schema van het audiogram vallen. Definiëring is dus lastig en het
beste kan hier het "audiologieboek"
[[1]] worden
geciteerd:
"Op grond van de testresultaten kan bij benadering de beperking worden afgeleid
die de slechthorende ondervindt in diverse luistersituaties. Tot op dit punt is
er een objectieve argumentatie mogelijk.
In het dagelijks spraakgebruik worden ten aanzien van slechthorendheid
verschillende gradaties onderscheiden: licht, matig, ernstig en zeer ernstig. De
laatste categorie wordt in Nederland meestal aangemerkt als doofheid."
Het zal duidelijk zijn dat het ontwerpen van een school voor zeer slechthorende
kinderen specialistenwerk is. Maar het ontwerpen van een bejaardencentrum of een
restaurant waar ouderen elkaar moeten kunnen verstaan moet tot het
standaardpakket van een architect worden gerekend. We zullen die ontwerpregels
weer op twee manieren behandelen. Allereerst komt de situatie aan de orde met
één spreker in een ruimte. Dat is binnen deze site nogal eens aangeduid als "het
schoollokaal". Maar ook bijvoorbeeld een woonkamer in een bejaardencentrum valt
onder dit type [[2]].
Het tweede type ruimte wordt gekarakteriseerd door een situatie met meerdere
sprekers (spreken in rumoer) waarin één spreker moet worden verstaan en de
andere sprekers voor het rumoer zorgen. Andere vormen van rumoer
(keukengeluiden, een spelende radio, ventilatielawaai) vallen hier uiteraard ook
onder, maar de onderlinge sterkte is dan lastiger vast te leggen.
2. STI als kwaliteitscriterium
Iemand met een gehoorbeperking stelt strengere eisen aan het akoestisch klimaat
van een ruimte dan een normaalhorende. Omdat het dan meestal over de
spraakverstaanbaarheid gaat kunnen we hiervoor één van die maten te hulp roepen.
Bij de "speech transmisson index" STI is een objectieve maat gekoppeld
aan een kwaliteitscriterium. STI is een meetbare grootheid die een getal
oplevert tussen 0 en 1. Via metingen van de verstaanbaarheid van woorden en
zinnen door proefpersonen kan dan de spraakverstaanbaarheid worden uitgedrukt in de termen
"uitstekend" tot "slecht". De koppeling van STI aan die termen staat in tabel 1
op de eerste en tweede rij.
Tabel 1: Een meting of berekening van STI levert een getal tussen 0 en
1. Die waarden zijn gekoppeld aan een kwaliteitsaanduiding voor de
spraakverstaanbaarheid.
STI-waarde
|
< 0.30
|
0.30 - 0.45
|
0.45 - 0.60
|
0.60 - 0.75
|
0.75 - 0.90
|
> 0.90
|
Normaalhorenden
|
slecht
|
matig
|
redelijk
|
goed
|
uitstekend
|
|
Presbyacusis
|
|
slecht
|
matig
|
redelijk
|
goed
|
uitstekend
|
In de literatuur is te vinden dat mensen met presbyacusis een ophoging van STI
tussen 0.1 en 0.2 nodig hebben om op gelijke hoogte te komen met
normaalhorenden. Aangezien een klassestap in de tabel overeen komt met een stap
in STI van 0.15 is een verschuiving van een klasse verreweg de simpelste methode
om metingen aan akoestische kwaliteit te koppelen. Dat staat gegeven in de
onderste rij van tabel 1 [[3]].
3. Het akoestisch ontwerp voor één spreker in een galmende ruimte
3.1 Eerdere lessen voor een klaslokaal
De spraakverstaanbaarheid van één spreker in een al of niet galmende ruimte wordt
behandeld in de webpagina D.50 over het klaslokaal. Figuur 2 herhaalt één van de
figuren uit dat deel waarin de spraakverstaanbaarheid wordt uitgezet tegen de
afstand tussen spreker en toehoorder. De gemiddelde absorptiecoëfficiënt
(inclusief aan wezigen) van de
ruimte dient als parameter [[4]]. Aan de
figuur zijn aan de rechterzijde STI-getallen toegevoegd en de kwaliteitsklassen
gaan nu in kleur.

Figuur 2: De spraakverstaanbaarheid in een klaslokaal van 8.0
× 6.0 × 3.25 m3. De figuur is een
ingekleurde kopie van de figuur uit het desbetreffende hoofdstuk. De
aanduidingen "matig" tot "uitstekend" gelden voor normaalhorenden.
In figuur 2 daalt de spraakverstaanbaarheid met de afstand. De figuur laat ook
zien dat een gemiddelde absorptie van 30% noodzakelijk is om een klaslokaal te
ontwerpen dat ook op de achterste rij nog het predicaat "uitstekend" verdient.
Die absorptiecoëfficiënt vereist aandacht tijdens het ontwerpproces maar is technisch niet al te problematisch.
Echter, de aanduiding "uitstekend" in de grafiek geldt voor normaalhorenden.
Voor mensen met een lichte tot matige gehoorbeperking verschuiven de klassen
volgens tabel 1 en ontstaat het beeld uit figuur 3. Een uitstekende
spraakverstaanbaarheid is nog steeds mogelijk maar dan alleen op kortere afstand
van de spreker. De truc om kinderen met een minder gehoor vooraan in de klas te
zetten is al eeuwenoud, maar in het moderne onderwijs wil de leerkracht nog wel
eens zwerven door het lokaal en vaak ook is de spreker een medeleerling [[5]].

Figuur 3: Herhaling van figuur 2 voor een klaslokaal van 8.0
× 6.0 × 3.25 m3. De curven zijn
precies gelijk maar de aanduidingen gelden nu voor mensen met presbyacusis.
3.2 Een kleinere (woon)ruimte om beter te kunnen verstaan
Een verbetering van de spraakverstaanbaarheid kan worden verkregen door de
ruimte te verkleinen. Dat staat getekend in figuur 4, waar de afmetingen zijn
terug gebracht tot 5.0 × 4.0
× 2.50 m3. In zo'n kleinere
ruimte wordt uiteraard automatisch gebruik gemaakt van de kleine afstand tussen
bron en toehoorder. Maar een kleinere ruimte galmt minder waardoor de curven omhoog
schuiven en
een gunstiger akoestisch klimaat ontstaat. Figuur 4 laat dus de achtergrond zien
van de ontwerpregels voor een lokaal in een school voor slechthorende kinderen.
Zo'n lokaal is klein en absorptie op het plafond is vanzelfsprekend. Maar ook op
de wanden wordt absorptie geplakt.

Figuur 4: Herhaling van figuur 3 maar nu voor een kleinere ruimte: 5.0
× 4.0 × 2.50 m3. De
kwaliteitsaanduidingen gelden weer voor mensen met presbyacusis.
Figuur 4 leert ons ook dat mensen met een matig gehoor het moeilijk kunnen
hebben in een gewone woonruimte. Een percentage van bijvoorbeeld 20% is te halen
in een woonruimte met gestoffeerde meubelen, dikke gordijnen en een tapijt op de
vloer. Echter, bij spaarzamer meubilering is 15% gebruikelijker en kale kamers
met 10% komen regelmatig voor. Daarom wordt in woonruimten voor mensen/kinderen
met gehoorproblemen altijd een absorberend plafond geadviseerd.
Ook in woonruimten in een bejaardencentrum zou standaard een absorberend plafond
moeten worden aangebracht. Aan de gezamenlijke ruimten wordt soms veel aandacht
besteed [[6]]; zelfs de
gangen zijn vaak voorzien van een absorberend plafond, maar ongemeubileerde
woonruimten zijn kaal en galmend. Toevoeging van meubilair haalt de
scherpe kantjes er dan wel wat van af maar het blijft vaak op het randje. De
spraakverstaanbaarheid kan nu worden verbeterd met adequate absorptie. Dat geldt
niet alleen voor gesprekken, ook de radio of TV kan minder
hard.
4. Een ruimte met meerdere sprekers.
Op meerdere plaatsen in deze site is de
spraakverstaanbaarheid behandeld van een gesprek in een
rumoerige omgeving en het schema van figuur 5 is eerder gegeven in pagina “D.20 restaurant”.
Die figuur was afgeleid voor een situatie waarbij het rumoer bestaat uit het
geluid van andere, "ongewenste" sprekers die gemiddeld even luid spreken.

Figuur 5: De spraakverstaanbaarheid opgedeeld in categorieën "matig" tot
"uitstekend" als functie van A/N, de hoeveelheid absorberend oppervlak
gedeeld door het aantal storende sprekers. De parameter r geeft de
afstand tussen bron en ontvanger. Daarbij wordt een correctie aangehouden voor
de richtingskarakteristiek van spraak en horen. De figuur geldt vrijwel
onafhankelijk van de grootte van de ruimte.
In figuur 2 wordt de speech transmission index STI berekend als getal tussen 0 en
1 uit:
N = Het aantal sprekers (niet
het aantal aanwezigen dus) in een ruimte. Daarvan is één spreker "gewenst"; alle
overige sprekers produceren " akoestische ruis".
A = Het totaal absorberend
oppervlak gesommeerd over de gehele ruimte.
r = De afstand tussen een
spreker en een toehoorder die de spreker probeert te verstaan. Dit is een
gecorrigeerde afstand waarbij de richtingsindex van bron en/of toehoorder ook
een rol speelt. In de praktijk is de geometrische afstand 1.5 tot 2 maal
zo groot.
De aanduidingen "matig" tot "uitstekend" zijn verkregen uit tabel 1 voor
normaalhorenden. In figuur 6 is weer een aanpassing gemaakt voor toehoorders met
presbyacusis door de kwaliteitsklassen een plaats te verschuiven.

Figuur 6: De spraakverstaanbaarheid opgedeeld in categorieën "matig" tot
"uitstekend" zoals in figuur 5, maar nu voor toehoorders die lijden aan
presbyacusis.
Het ontwerpen van bijvoorbeeld een restaurant voor een bejaardencentrum gaat nu
niet anders dan de methode die we in pagina D.20 voor een restaurant hadden
ontwikkeld; alleen de eisen aan de akoestische absorptie zijn strenger. Men
raadplege die pagina voor het daadwerkelijke ontwerpproces.
Er zijn een aantal extra overwegingen t.o.v pagina D.20:
-
Men zou licht vermoeden dat bejaarden zachter spreken waardoor de ruis minder
wordt. Inderdaad is dat soms het geval, maar luidere sprekers komen ook voor. De
spraakverstaanbaarheid wordt gegeven door de verhouding tussen gewenste
spraak en ruis. Die blijft dus gemiddeld gelijk maar
de spreiding wordt groter.
-
In webpagina D.20 werd gemikt op vrij hoge dichtheden van tafels en bezoekers.
Het uiteenschuiven van tafels beperkt de hoeveelheid gasten, maar verhoogt het
akoestisch comfort. Immers, A blijft gelijk maar het aantal sprekers N
neemt af.
-
Het percentage van de aanwezigen dat daadwerkelijk spreekt zal in een
bejaardencentrum vaak lager zijn dan in een restaurant gevuld met jeugdige
bezoekers. Daardoor wordt A/N gunstiger.
-
Een grote winst is te behalen door de afstand r te verkleinen. Dat is
uiteraard een open deur, maar het betekent ook dat tafels relatief klein dienen
te zijn. In een beetje rumoerige situatie kunnen twee bejaarden elkaar over een
tafel met een diameter van 2 m echt niet verstaan. De grootheid r in
figuur 6 wordt ook bepaald door:
-
De richtingskarakteristiek van de spreker. Het helpt als de spreker de
toehoorder aankijkt.
-
Dat geldt ook omgekeerd als de toehoorder de spreker aankijkt.
-
Er is een ontwikkeling van hoortoestellen gaande waarbij de
richtingskarakteristiek van de toehoorder wordt opgehoogd. Dat kan flink helpen.
5. Enige opmerkingen over ruimteakoestiek en hoortoestellen
Een uitweiding over hoortoestellen valt buiten het bestek van deze site. Daartoe
kan op andere plaatsen veel deskundiger kennis worden gevonden. Maar in relatie
tot de akoestische aankleding van een ruimte willen we er toch een paar zinnen
aan wijden.
Het geluidniveau van een spreker op conversatiesterkte bedraagt ca. 56 dB op 1 m
afstand. Op een paar meter afstand in een absorberende ruimte blijft daar
ongeveer 45 dB van over. Deze waarden liggen al zo dicht bij de gehoordrempel
dat iemand met bijvoorbeeld 30 dB verlies aan hoge tonen baat heeft bij een
hoortoestel. Het is zeer interessant voor een normaalhorende om eens te
luisteren via een hoortoestel. Opeens vallen ook allerlei achtergrondgeluiden
op. De ventilatie maakt bijvoorbeeld geluid en de koelkast zoemt hinderlijk.
Maar ook de gewenste spraak is luider en dat vormt de winst voor een
slechthorende.
Echter, hetzelfde hoortoestel in een druk restaurant presteert veel minder. De
spraak van degene die tegen je praat is dan bijvoorbeeld 65 dB [[7]], maar als
ook het omgevingsgeluid gelijk aan 65 dB is, versterkt een hoortoestel beide
geluidbronnen even sterk en is er geen winst. Dragers van hoortoestellen klagen
ook altijd over de versterkte omgevingsgeluiden. Een normaalhorende kan met een
signaal-ruisverhouding van 0 dB nog goed uit de voeten, maar eens slechthorende
heeft daar niet genoeg aan.
De signaal-ruisverhouding moet dus omhoog. De eerste methode om winst te behalen
is het ophogen van de bronsterkte, meestal door de spreker dichter te naderen.
De tweede methode is de verlaging van de ruis. Dat kan door een ander restaurant
te zoeken of door de aanwezige hoeveelheid geluidabsorberend materiaal op te
voeren. In de eetruimte van een bejaardencomplex moet een geluidabsorberend
plafond worden aangebracht.In de eetruimte van een bejaardencomplex moet een
geluidabsorberend plafond worden aangebracht.
Er is nog een derde mogelijkheid om de signaal-ruisverhouding te verbeteren: Het
ophogen van de richtingscoëfficiënt, die in alle theoriedelen Q is genoemd.
Dat sloeg dan in de meeste gevallen op sprekers of luidsprekersystemen, maar
ook bij het horen treedt een richtingseffect op. Dit effect kan sterk worden
opgevoerd door toepassing van een "hoorbril". In de pootjes van de bril wordt een
serie microfoontjes aangebracht waardoor geluid van voren wordt versterkt en de
overige hoeken worden verzwakt [[8]].