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1. Acustica architettonica - · PDF file2 Acustica2. Acustica ACUSTICA ARCHITETTONICA 1. T60 lità tiT60 e qualità acustica 2. Indici di q alità ac stica per m sica e parlatoIndici

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2 Acustica2. Acustica

ACUSTICA ARCHITETTONICA

1 T60 lit ti1. T60 e qualit acustica2 Indici di q alit ac stica per m sica e parlato2. Indici di qualit acustica per musica e parlato3 Criteri di progettazione e correzione acustica per le sale3. Criteri di progettazione e correzione acustica per le sale4 Esempi4. Esempi

1a.a. 2010-11 - Corso di Impianti tecnici per l'edilizia - E. Moretti 1

La riverberazione e la qualit acustica di qsalesale

Le condizioni per un'ottimale trasmissione di messaggi sonori in un ambientechiuso, sia che si tratti di parlato o di musica, sono state riassunte da Sabinei t li i lin queste semplici regole:

1. il suono deve giungere sufficientemente intenso in tutti i punti di ascolto dellasala;sala;

2 i i h i d id i i d i ll' lt t2. i suoni che si succedono con rapida emissione devono arrivare all'ascoltatorechiari e distinti mantenendo la loro individualit;chiari e distinti mantenendo la loro individualit;

3 le componenti spettrali di un suono complesso devono mantenere in modo3. le componenti spettrali di un suono complesso devono mantenere in modoinalterato le loro intensit relative.

La presenza delle pareti fa incrementare la potenza acustica ricevutaLa presenza delle pareti fa incrementare la potenza acustica ricevutadall'ascoltatore rispetto al caso del campo sonoro libero; oltre al suono diretto,p pinfatti, in ciascun punto della sala giunge, sebbene con un certo ritardo, ancheil ifl d ll tiil suono riflesso dalle pareti.T l f t il di i b i i l Tale fenomeno, noto con il nome di riverberazione, gioca un ruolofondamentale nella determinazione delle condizioni di comfort auditivofondamentale nella determinazione delle condizioni di comfort auditivoall'interno degli ambienti confinati.

22

g

a.a. 2010-11 - Corso di Impianti tecnici per l'edilizia - E. Moretti

La riverberazioneLa riverberazioneApproccio dellacustica geometrica

3

pp gS = sorgenteR = ricevitore

2

3 R ricevitoreD = distanza tra D e R1 = onde prima riflessione

S d R1 onde prima riflessione..

1..N = n-esima riflessione

Wa) a) andamento temporale della potenzaWs

a) andamento temporale della potenzaemessa dalla sorgente;

b) andamento temporale della densit dib) andamento temporale della densit dienergia nel ricevitore R.

0t

DDD + DDD +D

0

Db)T 1D1 DDD += 212 DDD +=

DD DD DR

b)12 DD

La riverberazioneLa riverberazione

DD

T T tT0 TE

In condizioni di campo libero non vi sono pi i transitori di attacco e diIn condizioni di campo libero, non vi sono pi i transitori di attacco e di estinzione e la densit ha lo stesso andamento temporale della potenza p p

emessa, differendo solo per il ritardo t0 = d/c dovuto alla distanza fra S e R.

4a.a. 2010-11 - Corso di Impianti tecnici per l'edilizia - E. Moretti

La riverberazioneLa riverberazione

Se da un lato la presenza del campo sonoro riverberato utile ai Se da un lato la presenza del campo sonoro riverberato utile aifini dell'ascolto, perch il suo contributo innalza il valore della densitfini dell ascolto, perch il suo contributo innalza il valore della densitdi energia sonora in regime permanente e fornisce "condizioni naturali"di ascolto,

da un altro lato un valore eccessivo della durata dei transitori dida un altro lato un valore eccessivo della durata dei transitori diattacco e di estinzione pu peggiorare la qualit dell'ascolto stesso, conperdita di intelligibilit e "impastamento" del segnale sonoro.

5a.a. 2010-11 - Corso di Impianti tecnici per l'edilizia - E. Moretti

Esempio: si consideri un oratore all'interno di un ambiente chiuso, che emettela parola inglese bisillabica BACK. Da un punto di vista acustico BACK vienepronunciata con due emissioni sonore successive relative rispettivamentepronunciata con due emissioni sonore successive relative, rispettivamente,alla sillaba BA e alla sillaba CK.

W (W)

a a s aba e a a s aba C

A) andamento temporale del livello di0

W (W)0

a)BA A) andamento temporale del livello di

potenza acustica associato alla0

CKemissione della parola ingleseBACK;

-25CK

BACK;3250 50 t (ms)

B) andamento temporale della densitacustica in corrispondenza di un

D (J/m )0 b)

BA

3

acustica in corrispondenza di unricevitore posto in un campo poco

BAp p p

riverberato: le due sillabe non sisovrappongono;

CK

sovrappongono;t (ms)

C) andamento temporale della densitti i i d di

t ( s)

D (J/m )3

acustica in corrispondenza di unricevitore posto in un campo molto

0 c)BAp p

riverberato: le due sillabe siCKsovrappongono.

6a.a. 2010-11 - Corso di Impianti tecnici per l'edilizia - E. Moretti

t (ms)

TEMPO DI RIVERBERAZIONETEMPO DI RIVERBERAZIONE

t di i b i d fi it il t i ffi h tempo di riverberazione 60: definito come il tempo necessario affinchl d it di i ti i t di i i di 106 ltla densit di energia acustica in un punto diminuisca di 106 volterispetto al valore che aveva nell'istante in cui l'onda diretta ha cessatorispetto al valore che aveva nell istante in cui l onda diretta ha cessatodi raggiungere il puntodi raggiungere il punto

Maggiore 60 maggiore la durata dei transitori di attacco e di Maggiore 60, maggiore la durata dei transitori di attacco e diestinzione ed il valore della densit acustica a regimeestinzione ed il valore della densit acustica a regime.

In unipotetica situazione limite, con coefficiente di assorbimento=1, 60=0,u potet ca s tua o e te, co coe c e te d asso b e to , 60 0,vista l'assenza del campo riverberato.p

Si intuisce dunque che 60 dipende dalla capacit complessiva diassorbire energia acustica da parte dell'ambiente; maggiore l'assorbimento, minore il tempo di riverberazione.

7a.a. 2010-11 - Corso di Impianti tecnici per l'edilizia - E. Moretti

T60: teoria di SabineT60: teoria di Sabine

Valutazione quantitativa tramite una relazione analitica che permetta di calcolare ilValutazione quantitativa tramite una relazione analitica che permetta di calcolare il

tempo di riverberazione a partire dalle caratteristiche geometriche della sala e dalletempo di riverberazione a partire dalle caratteristiche geometriche della sala e dalle

propriet di assorbimento acustico delle superfici che la delimitanopropriet di assorbimento acustico delle superfici che la delimitano.

Il fisico statunitense Wallace Clement Ware Sabine fu il primo ad affrontare conIl fisico statunitense Wallace Clement Ware Sabine fu il primo ad affrontare con

approccio scientifico lo studio della risposta acustica degli ambienti confinatiapproccio scientifico lo studio della risposta acustica degli ambienti confinati.

VAV16,060 = V volume dellambiente in m3A

n A = assorbimento globale o uniti

1iiSA =

=

A = assorbimento globale o unit

assorbenti dellambiente1i= assorbenti dell ambiente.

con i coefficiente di assorbimento medio della i-esima superficie dei materiali che

delimitano lambiente e Si la relativa superficie in m2.

8a.a. 2010-11 - Corso di Impianti tecnici per l'edilizia - E. Moretti

T60: teoria di EyringT60: teoria di Eyring

L' i t h li i i d ll f l di S bi t biliL'esperienza mostra che gli errori commessi dalla formula di Sabine sono trascurabili

d i ffi i ti di bi t i ll'i t ll 0 1 0 7 hquando i coefficienti di assorbimento sono compresi nell'intervallo 0,10,7 che

d l i d i i ti icomprende la maggioranza dei casi pratici.

La poca accuratezza della formula di Sabine per valori elevati del coefficiente diLa poca accuratezza della formula di Sabine per valori elevati del coefficiente di

assorbimento delle pareti superata dalla teoria di Eyring nella quale viene menoassorbimento delle pareti superata dalla teoria di Eyring, nella quale viene meno

l'ipotesi di continuit dell'assorbimento cio fra una riflessione e l'altra esiste semprel ipotesi di continuit dell assorbimento, cio fra una riflessione e l altra esiste sempre

un istante in cui nessuna onda colpisce le paretiun istante in cui nessuna onda colpisce le pareti.

V160 ( )med60 1lnS16,0

=

in cui med il coefficiente di assorbimento medio delle pareti

9a.a. 2010-11 - Corso di Impianti tecnici per l'edilizia - E. Moretti

TEMPI DI RIVERBERAZIONE OTTIMALITEMPI DI RIVERBERAZIONE OTTIMALIIl valore del tempo di riverberazione che coniuga le due esigenze contrapposte di b i t lli ibilit ffi i t li ll di i t it il t di i b ibuona intelligibilit e sufficiente livello di intensit il tempo di riverberazione

ottimale. Esso deve assumere, a seconda delle condizioni di ascolto, un valore tale daottimale. Esso deve assumere, a seconda delle condizioni di ascolto, un valore tale da offrire il miglior compromesso per l'influenza del campo sonoro riverberato sulla qualit

d ll' ldell'ascolto.

In linea generale per sale destinate all'ascolto del parlato si riscontrano valori di 60 pi brevi, a parit di altre condizioni, che per le sale destinate allo svolgimento di

programmi musicaliprogrammi musicali. I valori pi brevi di 60 si riscontrano nelle sale in cui il suono diretto viene privilegiato

rispetto a quello riverberato, come avviene per le sale cinematografiche e, in generale quando sia presente un sistema elettroacustico di diffusione sonora Ingenerale, quando sia presente un sistema elettroacustico di diffusione sonora. In

questi casi infatti si pu sopperire mediante l'impianto elettoacust