Subjective Reactions to Noise in Open-Plan Offices and the Effects of Noise on Cognitive Performance - Problems and Solutions

Abstract

This thesis examines the effects of noise on cognitive performance and subjective reactions in open-plan offices. Earlier research suggests that the acoustic distraction largely results from background speech that is irrelevant to the listener. Combining methods from psychology and room acoustic research, this thesis investigates speech intelligibility as a predictor of the negative effects of background speech and examines some design-related solutions to decreasing these problems. Speech intelligibility is described with the Speech Transmission Index (STI) and the distraction distance which is a room acoustic parameter based on the STI. Evidence from three laboratory experiments and two field studies is presented. The results show that the general perception of both disturbing noise (Study IV) and office distractions (Study V) is strongly correlated with disturbing background speech in open-plan offices. An increase in office distractions mediates negative changes in environmental satisfaction, perceived collaboration and stress symptoms following a move to a modern open-plan office (Study V). The laboratory studies (I, II and III) show that speech intelligibility predicts particularly subjective perceptions of acoustic disturbance but also performance in verbal short-term memory and working memory tasks. The observed performance results are compatible with the STI-performance model proposed by Hongisto (2005). More complex tasks with higher requirements on semantic processing were not affected (Studies I to III). In terms of the investigated solutions, the findings support the use of masking sound in increasing satisfaction with the acoustic environment (Studies I to IV). Filtered pink noise and spring water sound are effective and pleasant masking sounds whereas music cannot be recommended for general use (Study II). Together, Studies III and IV show that perceived noise disturbance can be decreased in open-plan offices by holistic room acoustic design. However, its benefits are limited at short distances between nearby workstations (Study III). Distraction distance predicts perceived noise disturbance in open-plan offices (Study IV), which supports its use in the evaluation and design of office acoustics. The provision of additional quiet workspaces is a complementary way of decreasing the negative effects of office distractions in modern open-plan offices (Study V). Limitations of this work and suggestions for future research are discussed.

Subjektiiviset reaktiot avotoimistojen meluun ja melun vaikutukset kognitiiviseen suoriutumiseen. Ongelmia ja ratkaisuja

Tämä väitöskirjatutkimus käsittelee melun vaikutuksia kognitiiviseen suoriutumiseen ja subjektiivisiin reaktioihin avotoimistoissa. Aiempien tutkimusten mukaan koetut akustiset ongelmat liittyvät suurelta osin sellaisiin puheääniin, jotka ovat kuulijan kannalta hyödyttömiä. Tässä tutkimuksessa selvitetään psykologisia ja huoneakustisia tutkimusmenetelmiä yhdistäen puheenerotettavuuden merkitystä puheen negatiivisten vaikutusten selittäjänä sekä tutkitaan toimistosuunnittelun keinoja ongelmien vähentämiseksi. Puheenerotettavuutta kuvataan puheensiirtoindeksillä ja häiritsevyyssäteellä, joka on puheensiirtoindeksiin perustuva huoneakustinen mittaluku. Tutkimus sisältää kolme kokeellista laboratoriotutkimusta ja kaksi kenttätutkimusta. Tulosten perusteella sekä häiritsevä melu (Tutkimus IV) että kokemus työympäristön häiriötekijöistä (Tutkimus V) korreloivat vahvasti puheäänten häiritsevyyden kanssa. Häiriötekijöiden lisääntyminen toimii välittävänä tekijänä suhteessa negatiivisiin muutoksiin ympäristötyytyväisyydessä, yhteistyön kokemisessa sekä stressioireissa avotoimistoon muuton jälkeen (Tutkimus V). Laboratoriotutkimukset (I, II ja III) osoittavat, että puheenerotettavuus ennustaa erityisesti akustisten olosuhteiden subjektiivista häiritsevyyttä, mutta myös suoriutumista verbaalisissa lyhytkestoisen muistin ja työmuistin tehtävissä. Kognitiivista suoriutumista koskevat tulokset ovat yhdenmukaisia Hongiston (2005) esittämän, puheensiirtoindeksin ja suoriutumisen suhdetta kuvaavan mallin kanssa. Kompleksisemmissa, enemmän semanttista prosessointia sisältävissä tehtävissä ei havaittu puheäänten vaikutuksia kognitiiviseen suoriutumiseen (Tutkimukset I-III). Tutkittujen ratkaisukeinojen osalta tulokset tukevat peiteäänen käyttöä akustisen tyytyväisyyden parantamisessa (Tutkimukset I-IV). Suodatettu kohina ja puronsolina ovat tehokkaita ja miellyttäviä peiteääniä, kun taas musiikkia ei voida suositella yleiseen käyttöön (Tutkimus II). Tutkimukset III ja IV osoittavat, että akustisia ongelmia voidaan vähentää kokonaisvaltaisella huoneakustisella suunnittelulla. Sen hyödyt ovat kuitenkin rajallisia lyhyillä etäisyyksillä lähityöpisteiden välillä (Tutkimus III). Häiritsevyyssäde selittää koettua melun häiritsevyyttä avotoimistoissa (Tutkimus IV), mikä tukee sen käyttöä toimistojen akustisten olosuhteiden arvioinnissa ja suunnittelussa. Työympäristön häiriötekijöiden negatiivisia vaikutuksia voidaan lisäksi vähentää rakentamalla avotoimistoihin vaihtoehtoisia hiljaisia työtiloja (Tutkimus V). Väitöskirjan lopussa tarkastellaan tutkimuksen rajoituksia sekä jatkotutkimustarpeita.