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

2 Acustica2. Acustica

ACUSTICA ARCHITETTONICA

1 T60 lità ti1. T60 e qualità acustica2 Indici di q alità ac stica per m sica e parlato2. Indici di qualità 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 qualità 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 individualità;chiari e distinti mantenendo la loro individualità;

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 intensità 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 dell’acustica 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 densità dib) andamento temporale della densità dienergia nel ricevitore R.

0t

DDD Δ+ DDD Δ+D

0

Db)T 1D1 DDD Δ+= 212 DDD Δ+=

DD ΔΔ DD ΔΔDR

b)12 DD Δ<Δ 1nn DD −Δ<Δ

D2

D1 D'ΔD rivDR DDD +=D1

DD

D'''D''DΔD 2

ΔD1

(T – T ): transitorio di attacco;D

t

(TA – T0): transitorio di attacco;(TE – TA): regime

(T T ) t it i di ti i3a.a. 2010-11 - Corso di Impianti tecnici per l'edilizia - E. Moretti

TAT2T1T0 T T'TE TF0 (TF – TE): transitorio di estinzione.

La riverberazioneLa riverberazione

DD

T T tT0 TE

In condizioni di campo libero non vi sono più i transitori di attacco e diIn condizioni di campo libero, non vi sono più i transitori di attacco e di estinzione e la densità 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 è utile ai• Se da un lato la presenza del campo sonoro riverberato è utile aifini dell'ascolto, perché il suo contributo innalza il valore della densitàfini dell ascolto, perché il suo contributo innalza il valore della densitàdi 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 può peggiorare la qualità dell'ascolto stesso, conperdita di intelligibilità e "impastamento" del segnale sonoro.


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 densitàacustica 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 densitàti 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.


t (ms)

TEMPO DI RIVERBERAZIONETEMPO DI RIVERBERAZIONE

t di i b i è d fi it il t i ffi hé• tempo di riverberazione τ60: è definito come il tempo necessario affinchél d ità di i ti i t di i i di 106 ltla densità 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 è τ60 maggiore è la durata dei transitori di attacco e di• Maggiore è τ60, maggiore è la durata dei transitori di attacco e diestinzione ed il valore della densità acustica a regimeestinzione ed il valore della densità acustica a regime.

• In un’ipotetica situazione limite, con coefficiente di assorbimento=1, τ60=0,u potet ca s tua o e te, co coe c e te d asso b e to , τ60 0,vista l'assenza del campo riverberato.p

• Si intuisce dunque che τ60 dipende dalla capacità complessiva diassorbire energia acustica da parte dell'ambiente; maggiore èl'assorbimento, minore è il tempo di riverberazione.


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

proprietà di assorbimento acustico delle superfici che la delimitanoproprietà 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 =τ V volume dell’ambiente in m3A

n A = assorbimento globale o unitài

1iiSA ∑α=

=

A = assorbimento globale o unità

assorbenti dell’ambiente1i= assorbenti dell ambiente.

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

delimitano l’ambiente e Si la relativa superficie in m2.


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 0,1÷0,7 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 è superata dalla teoria di Eyring nella quale viene menoassorbimento delle pareti è superata dalla teoria di Eyring, nella quale viene meno

l'ipotesi di continuità dell'assorbimento cioè fra una riflessione e l'altra esiste semprel ipotesi di continuità dell assorbimento, cioè 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 1lnS

16,0α−

=τ

in cui αmed è il coefficiente di assorbimento medio delle pareti


TEMPI DI RIVERBERAZIONE OTTIMALITEMPI DI RIVERBERAZIONE OTTIMALIIl valore del tempo di riverberazione che coniuga le due esigenze contrapposte di b i t lli ibilità ffi i t li ll di i t ità è il t di i b ibuona intelligibilità e sufficiente livello di intensità è 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 qualità

d ll' ldell'ascolto.

In linea generale per sale destinate all'ascolto del parlato si riscontrano valori di τ60ù àpiù brevi, a parità di altre condizioni, che per le sale destinate allo svolgimento di

programmi musicaliprogrammi musicali. I valori più brevi di τ60 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 può sopperire mediante l'impianto elettoacustico alla perdita di densità di energia sonora prodotta dal basso contributo del campo di riverberazione.

Viceversa i valori ottimali più alti per τ60 si riscontrano nel caso di ascolto di p p 60musica per organo nelle chiese. In questi casi infatti il fenomeno della riverberazione ègià stato considerato dal compositore di questo tipo di musica come parte integrante delgià stato considerato dal compositore di questo tipo di musica come parte integrante del segnale musicale e l'ascolto in un ambiente poco riverberante risulterebbe grandemente g p g

impoverito.


TEMPI DI RIVERBERAZIONE OTTIMALITEMPI DI RIVERBERAZIONE OTTIMALI

Un'altra considerazione di carattere generale riguarda il fatto che il valore

ottimale di τ60 cresce leggermente all'aumentare del volume della sala, per 60

una determinata destinazione d'uso.

Ciò corrisponde intuitivamente al fatto che all'aumentare del volume della salaCiò corrisponde intuitivamente al fatto che, all aumentare del volume della sala,

i tt li i t d ll i t lli ibilità i f d l li llsi accetta un lieve peggioramento della intelligibilità in favore del livello

àsonoro, assieme alla sensazione soggettiva di maggiore vastità dell'ambiente

che viene spontaneamente associata ad una coda sonora più lunga.


TEMPI DI RIVERBERAZIONE OTTIMALITEMPI DI RIVERBERAZIONE OTTIMALITempo di riverberazione ottimale per la banda di ottava con frequenza centrale

pari a 500 Hz in funzione del volume e della destinazione d'uso del locale3,5

pari a 500 Hz in funzione del volume e della destinazione d uso del locale,

3,0

per organoa2 5

musica per

o per musica classica

gera[s]

2,5

sala da concerto pe

ncerto per musica leggera

egistrazione)

zion

e

2,0

sala da concer

da concerto (studio di regist

erbe

raz

(teatro)sala da co

ala da ballo1,5

di ri

v e

conferenze

sica operistica (teat

sala da

empo

1 0 cinema, sala per comusic

te

auditori per parlato1,0 cin

studio televisivo

tudio radiofonico0,5

ststud

1000

500 1000 50003

10000 50000


volume della sala [m ]3

TEMPI DI RIVERBERAZIONE OTTIMALITEMPI DI RIVERBERAZIONE OTTIMALIVaria ione percent ale del tempo di ri erbera ione ottimale rispetto al alore aVariazione percentuale del tempo di riverberazione ottimale rispetto al valore a

500 Hz2

500 Hz

z1,5

500

Hz

τ60 ,

ott a

1

ativ

o di

ol

tiplic

a

0,5

tore

mo

f att

frequenza [Hz]

0100 200 500 500020001000 10000

frequenza [Hz]

Secondo alcuni Autori, la variazione del tempo di riverberazione ottimale in funzione dellafrequenza deve essere contenuta all'interno degli intervalli di variabilità riportati in figura; con talegrafico si possono ottenere i valori del τ60 ottimale per altre frequenze, come scostamentografico si possono ottenere i valori del τ60 ottimale per altre frequenze, come scostamentopercentuale dai valori ottimali alla frequenza di 500 Hz. Seguendo questo criterio si ammette che

alle frequenze più basse possa anche quasi raddoppiare rispetto al valore corrispondente a 500τ60 alle frequenze più basse possa anche quasi raddoppiare rispetto al valore corrispondente a 500Hz; secondo altri Autori τ60 dovrebbe risultare il più possibile uniforme per tutte le frequenze


60utili dello spettro.

TEMPI DI RIVERBERAZIONE OTTIMALITEMPI DI RIVERBERAZIONE OTTIMALI

F l i i h il t di i b i tti lFormule empiriche per il tempo di riverberazione ottimale.

1. ascolto di musica (ambiente di forma compatta)

3ott60 V1,0=τ ott,60 V1,0τ

2. ascolto del parlato

V105,0 4ott60

−+=τ ,ott,60

Entrambe le relazioni forniscono il tempo di riverberazione ottimale in secondiEntrambe le relazioni forniscono il tempo di riverberazione ottimale in secondi se il volume della sala è espresso in m3.


Indici di qualità acustica delle saleIndici di qualità acustica delle sale

Il tempo di riverberazione è un parametro globale che non si presta a l t i i l li i di i ti di lt i lt t t i ffi i tvalutazioni locali nei diversi punti di ascolto; esso risulta pertanto insufficiente.

Indici di qualità acustica

A lt d lAscolto del parlato

Ascolto della i

I t di di li i i i bili t t di l t l lità ti di

parlato musicaI metodi di analisi impiegabili per tentare di valutare la qualità acustica di una

sala conducono a risultati più certi nel caso del parlato per il quale èsala conducono a risultati più certi nel caso del parlato, per il quale è possibile individuare più facilmente le condizioni ottimali di ascolto in base a p pparametri oggettivi (livello sonoro, rapporto segnale/rumore, l'intelligibilità).

Inoltre la tipologia della sorgente anche al variare dell'oratore resta in terminiInoltre, la tipologia della sorgente, anche al variare dell oratore, resta in termini pratici univocamente definita.


p

Qualità acustica per la musicaQualità acustica per la musica

Nel caso della musica invece, oltre ad aversi tipologie assai diverse per la t è f il i hi t i lsorgente sonora, non è facile raggruppare in pochi parametri le

impressioni che corrispondono ad un buon ascolto soggettivo allo scopoimpressioni che corrispondono ad un buon ascolto soggettivo, allo scopo di valutare la qualità acustica di una sala.

L d i d di tit i i di i di lità d tt i idLe grandezze in grado di costituire indici di qualità devono mettere in evidenza gli aspetti locali in modo da poter eseguire l'analisi acustica in punti diversi digli aspetti locali, in modo da poter eseguire l analisi acustica in punti diversi di un dato ambiente, e devono prestarsi ad essere correlati con giudizi soggettivi p g gg

di ascolto.

Seguono questo criterio gli indici che fanno riferimento ad un buonSeguono questo criterio gli indici che fanno riferimento ad un buon equilibrio fra campo sonoro utile e rumore di riverberazione. q p


Qualità acustica per la musicaQualità acustica per la musica

Uno studio organico sulla qualità acustica delle sale per l’ascolto dellaUno studio organico sulla qualità acustica delle sale per l ascolto dellamusica fu fatto da Beranek negli anni ’50, mediante l’introduzione dig ,punteggi in grado di quantificare i numerosi elementi che concorrono alla suadefinizione. Risulta difficile stabilire dei criteri per individuare le condizioniottimali di ascolto della musica sia per i numerosi parametri qualitativi delottimali di ascolto della musica, sia per i numerosi parametri qualitativi dellinguaggio musicale sia perché, nella percezione, entrano in gioco giudizi di tipog gg p , p , g g pestetico ed emozionale.

T t t h il i t i i ibil è i 100 B kTenuto conto che il massimo punteggio raggiungibile è pari a 100, Beranekprevede la valutazione della qualità della sala secondo cinque categorie:prevede la valutazione della qualità della sala secondo cinque categorie:

Categoria Punteggio’A’ eccellente da 90 a 100

A da ottimo ad eccellente da 80 a 89A da ottimo ad eccellente da 80 a 89B' da buono a molto buono da 70 a 79B da buono a molto buono da 70 a 79B da accettabile a buono da 60 a 69C' accettabile da 50 a 59C scarso al di sotto di 50


C scarso al di sotto di 50

Qualità acustica per la musicaQualità acustica per la musicaIndice di chiarezza C: introdotto da Reichardt e Leumann (1974) per valutarela trasparenza temporale (percezione nitida di note musicali suonate inla trasparenza temporale (percezione nitida di note musicali suonate insuccessione rapida) e la trasparenza armonica (possibilità di distingueresuccessione rapida) e la trasparenza armonica (possibilità di distinguerechiaramente note di uno o più strumenti suonate contemporaneamente), è ilrapporto fra il suono utile e il rumore di riverberazione, in dB:

∫ms80 2 dt)t(p∫

=∞

010

dt)t(plog10C

∫∞

80

2 dt)t(pms80

Il tempo di integrazione del suono utile pari a 80 ms proposto per la musicaderiva dalla considerazione che l'intervallo di tempo di integrazionedell'orecchio è più lungo per la musica che per il parlato e che i transitori delladell orecchio è più lungo per la musica che per il parlato e che i transitori dellamaggior parte degli strumenti musicali hanno una durata minore di 100 ms.agg o pa te deg st u e t us ca a o u a du ata o e d 00 s

Valori ottimali dell’indice di chiarezza per la musica:-4 ≤ C80≤ 2 dB


Qualità acustica per il parlatoQualità acustica per il parlato

Negli anni ’50 Haas e Lochner e Burger, in studi riguardanti il parlato,prevedevano di suddividere le riflessioni in due gruppi: le prime, checontribuiscono a migliorarne l’intelligibilità e le successive che la peggioranocontribuiscono a migliorarne l intelligibilità, e le successive, che la peggiorano.

Sono stati introdotti degli indici che rappresentano il rapporto tra l’energiaassociata al suono diretto e alle prime riflessioni e l’energia associataalle s ccessi e riflessioni tanto maggiore sarà tale rapporto tanto piùalle successive riflessioni: tanto maggiore sarà tale rapporto, tanto piùelevata sarà la qualità acustica della salaelevata sarà la qualità acustica della sala.

Occorre individuare l’istante temporale in corrispondenza del quale avviene laddi i i t ifl i i tili ifl i i di t b tisuddivisione tra riflessioni utili e riflessioni disturbanti:

A seconda del valore da esso assunto furono proposti degli indici alcuni deiA seconda del valore da esso assunto furono proposti degli indici, alcuni deiquali validi per il parlato (Thiele e Shultz proposero, nel 1953, un intervallocompreso tra 0 e 50 ms per il parlato), altri per la musica, ad esempio 80ms.


Indici di qualità per il parlatoIndici di qualità per il parlato

Nel caso del linguaggio parlato l’esigenza fondamentale è la corretta g gg p gcomprensione del messaggio trasmesso, ossia la sua intelligibilità, intesa p gg , g ,

coma percentuale di parole o frasi correttamente comprese da un ascoltatore p p prispetto alla totalità delle frasi pronunciate da un parlatore.

I di di d fi i i D50 (Thi l M ) t f il til il

p p p

Indice di definizione D50 (Thiele e Mayer): rapporto fra il suono utile e il suono utile più il suono disturbante (%):suono utile più il suono disturbante (%):

∫ms50 2 dt)t(p∫

=∞0

50

dt)t(pD

∫∞

0

2 dt)t(p0

È l t ll'i t lli ibilità d ll ill b l l t t t i t iùÈ correlato all'intelligibilità delle sillabe nel parlato, tanto maggiore quanto più è elevato il valore di Dè elevato il valore di D.

Valori ottimali dell’indice di definizione sono superiori al 50% per il

20a.a. 2010-11 - Corso di Impianti tecnici per l'edilizia - E. Morettiparlato, inferiori al 50% per la musica

Indici di qualità per il parlatoIndici di qualità per il parlatoIndice di chiarezza C50 ( rapporto suono utile/riverberato): definito come C è l l t i i i 50C80, è calcolato sui primi 50 ms;

∫ms

dttp50

2 )( C∫=

dttpC 0

10

)(log10

valori ottimali: C50 > 3 dB.

∫∞

dttpC

210

)(log10

∫ms

dttp50

)(


Indici di qualità per il parlato: STI e RastiIndici di qualità per il parlato: STI e Rasti

Speech Transmission Index (STI): sviluppato a partire dal 1973 da Houtgast,St k Pl i b ll f i di t f i t di d l iSteeneken e Plomp, si basa sulla funzione di trasferimento di modulazionedella sala (MTF "Modulation Transfer Function") e sul concetto di segnalidella sala (MTF, Modulation Transfer Function ) e sul concetto di segnalimodulati in ampiezza. Un segnale modulato in ampiezza è dato da un segnalep g p gdi frequenza f1 (portante), che assume ampiezza variabile nel tempo secondo

l i t d l di f iù b f ( d l t ) Suna legge imposta da un segnale di frequenza più bassa f2 (modulante). Seentrambi sono sinusoidali:entrambi sono sinusoidali:

)f2(S)( )tf2(senS)t(s 1π= portante

)tf2()t( )tf2(senm)t( 2π=μ modulante

Il segnale modulato in ampiezza è:Il segnale modulato in ampiezza è:

)tf2(sen))tf2(senm1(S)t(s 12 ππ+= m = indice di modulazione


Indici di qualità per il parlato: STI e RastiIndici di qualità per il parlato: STI e Rasti

In molti casi un segnale complesso può essere considerato in termini di segnaleIn molti casi un segnale complesso può essere considerato in termini di segnaledi inviluppo di bassa frequenza; un esempio tipico è quello del segnale vocale, chepp q p p q gpuò essere rappresentato come un segnale di frequenze comprese nella banda acusticainviluppato da un segnale di bassa frequenza (inferiore a 20Hz) legato al ritmo con cuiinviluppato da un segnale di bassa frequenza (inferiore a 20Hz), legato al ritmo con cuisi susseguono i singoli fonemi.g g

In q esti termini q ando n segnale ac stico raggi nge n p nto di ascolto in naIn questi termini quando un segnale acustico raggiunge un punto di ascolto in unasala, il suo inviluppo viene alterato rispetto a quello originario della sorgente., pp p q g gTradizionalmente questa alterazione dovuta alle caratteristiche della sala viene

tifi t tt il t di i b iquantificata attraverso il tempo di riverberazione.

La relazione fra l'inviluppo del segnale di ingresso (emesso dalla sorgente) e quello diit ( il t i t di lt ) è t d ll f i di t f i tuscita (rilevato in un punto di ascolto) è governata dalla funzione di trasferimento

della sala la quale agisce sul segnale come un filtro passa-bassodella sala, la quale agisce sul segnale come un filtro passa basso.

Poiché le applicazioni del metodo sono state fatte dagli Autori essenzialmente sulsegnale vocale il calcolo della MTF viene effettuato per valori di frequenza compresi frasegnale vocale, il calcolo della MTF viene effettuato per valori di frequenza compresi fra300 e 4000 Hz, per una banda di frequenza del segnale di inviluppo compresa fra 0,4 e20 Hz, suddivisa in 18 intervalli di terzo di ottava.


Indici di qualità per il parlato: STI e RastiIndici di qualità per il parlato: STI e RastiC f fCiascun valore della funzione di trasferimento di modulazione viene convertito in termini di rapporto segnale/disturbo apparente S/N:in termini di rapporto segnale/disturbo apparente S/N:

⎞⎛⎞⎛ )(FmS⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

)(1)(log10 10 Fm

FmNS

⎠⎝ −⎠⎝ )(1 FmN F

F è una delle frequenze del segnale di inviluppo m(F) pari al 100% nelF è una delle frequenze del segnale di inviluppo, m(F), pari al 100% nelsegnale emesso dalla sorgente sonora, è l’indice di modulazione della portante.segnale emesso dalla sorgente sonora, è l indice di modulazione della portante.m(F) subisce una riduzione in un generico punto della sala, dopo aver subitol'azione di filtraggio passa-basso propria della funzione di trasferimento frasegnale e punto di ascolto considerato Ciò dà luogo a diversi valori delsegnale e punto di ascolto considerato. Ciò dà luogo a diversi valori delrapporto S/N apparente, al variare del punto di osservazione e della frequenzarapporto S/N apparente, al variare del punto di osservazione e della frequenzaF. Poiché per F vengono scelti 18 valori standardizzati, per ogni punto siconsiderano 18 valori di rapporto S/N. Ciascuno di essi viene inoltre limitato adun campo di escursione compreso fra 15 e +15dB cioè se S/N è <15dB vieneun campo di escursione compreso fra -15 e +15dB, cioè se S/N è <15dB vieneconsiderato il valore assunto realmente se S/N>15dB si prende un valore diconsiderato il valore assunto realmente, se S/N 15dB si prende un valore disaturazione pari a 15dB.Si considera poi il seguente valore: ∑ ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛=⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ 201 SS ∑

=⎟⎠

⎜⎝

⎟⎠

⎜⎝ 4,018 F FNN


Indici di qualità per il parlato: STI e RastiIndici di qualità per il parlato: STI e RastiViene infine effettuata una normalizzazione in modo da ottenere un indice STI(S h T i i I d ) i i l i i i f 0 1(Speech Transmission Index) i cui valori siano compresi fra 0 e 1:

⎞⎛ S 15+⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

NS

STI

L'i di STI t t t il l di d l t S/N30⎠⎝= NSTI

L'indice STI, pertanto, rappresenta il valore medio del rapporto S/Napparente (derivato dai valori della MTF) in un campo di frequenze cheapparente (derivato dai valori della MTF) in un campo di frequenze chesono ritenute importanti per la modulazione di inviluppo del segnalep p pp gvocale. Successivamente è stato proposto, e normalizzato dalla ISO, l'indiceRASTI (R id S h T i i I d ) il l iRASTI (Rapid Speech Transmission Index), il quale non aggiungeconcettualmente nulla a quanto detto in precedenza ma si tratta di unconcettualmente nulla a quanto detto in precedenza, ma si tratta di unprocedimento rapido per calcolare con buona approssimazione l'indice STI.p p p pp

Classe di qualità di trasmissione del parlato RASTICattiva < 0,32Mediocre 0,32 - 0,45Di t 0 45 0 60Discreta 0,45 - 0,60Buona 0 60 0 75Buona 0,60 - 0,75Eccellente >0 75


Eccellente >0,75

Indici di qualità per il parlato: test ALCONSIndici di qualità per il parlato: test ALCONS

• Per valutare l’intelligibilità del parlato si ricorre frequentemente ad un test aPer valutare l intelligibilità del parlato si ricorre frequentemente ad un test avocabolario, condotto secondo quanto prescritto dalla norma ISO/TR 4870.q pIl test denominato ALCons (dall’acronimo anglosassone Articulation Lossf C t ) è b il d ll i t diof Consonants) è basilare per avere una conoscenza della risposta di

alcuni soggetti tipo nella comprensione del parlato La necessità dialcuni soggetti tipo nella comprensione del parlato. La necessità disvolgere questi test è dovuta al fatto che le misure dei descrittori acustici,g q ,sono normalmente svolte senza l’ausilio di controlli e filtri dell’impianto dil tt diff i i li l t t i f i d l’ telettrodiffusione i quali normalmente entrano in funzione quando l’oratore

parla al microfono: i risultati pertanto sono indicativi per determinare laparla al microfono: i risultati pertanto sono indicativi per determinare lafunzionalità acustica del binomio sala-impianto.p

• La norma presenta alcune definizioni riguardo la tipologia dei fonemi chep g p gsono pronunciati durante il test e ai tipi di prove che possono essereff tt teffettuate.

E i t di d ll lità ti d l D di P i• Esempio: studio della qualità acustica del Duomo di Perugia



• Uno dei test più diffusi è quello a lista chiusa o test a vocabolario: esso siUno dei test più diffusi è quello a lista chiusa, o test a vocabolario: esso sibasa su di una sorta di dettato in cui un certo numero di lettoriprovvede a leggere alcuni gruppi di parole, non necessariamente dii ifi t i t li lt t i di tà t i 20 i 62significato compiuto: agli ascoltatori, di età compresa tra i 20 e i 62

anni distribuiti in maniera omogenea e a copertura dell’areaanni, distribuiti in maniera omogenea e a copertura dell areainteressata, sono forniti dei moduli in cui devono riconoscere il,fonema che hanno udito scegliendolo tra diverse possibilità.

• Il set di vocaboli di ogni scelta è creato ad hoc, affinché i fonemi variantii lti i i i di f il t f dibili ll di i Sirisultino prossimi e quindi facilmente confondibili nella dizione. Si

citano come esempio le voci per la lingua italiana TIna e DIna (la primacitano come esempio le voci per la lingua italiana TIna e DIna (la primacon suono dentale esplosivo sordo, la seconda esplosiva sonora), PIna ep , p ),BIna (labiale esplosiva sorda e sonora rispettivamente) oppure CAna eGA (di i tt l )GAna (di pronuncia gutturale).L l d i l i f d tt t t d l ti• Le parole devono essere incluse in una frase detta portante del tipo:“Segnate ora la parola ” La frase portante è tale che la correttaSegnate ora la parola ….. . La frase portante è tale che la correttacomprensione dello stesso fonema non dipenda dal suo contesto e dal suop psignificato.



• I lettori (almeno due secondo le norme americane un maschio e unaI lettori (almeno due secondo le norme americane, un maschio e unafemmina) vanno scelti fra i parlatori medi (non professionisti, cioè non) p ( pattori o doppiatori), rappresentativi per lingua madre, età e sesso di chi

à l’ tili t d ll’i i t li t d id i lsarà l’utilizzatore dell’impianto analizzato; non devono evidenziare alcungrave difetto di pronuncia o inflessione dialettale non localegrave difetto di pronuncia o inflessione dialettale non locale.

• Gli ascoltatori scelti (in numero pari o superiore ai lettori) devono essereGli ascoltatori scelti (in numero pari o superiore ai lettori) devono essererappresentativi per lingua madre, età e sesso di chi sarà il fruitorepp p gdell’ambiente analizzato, non devono evidenziare alcun grave difetto

tti Gli lt t i d di t ib i i i i l ll’percettivo. Gli ascoltatori devono distribuirsi in maniera casuale nell’arealoro destinataloro destinata.

• Il metodo di valutazione consiste nel ricavare il numero percentuale di• Il metodo di valutazione consiste nel ricavare il numero percentuale diparole correttamente percepite in rapporto al totale delle parole che sonop p p pp pstate lette. Dall’analisi dei moduli compilati da ciascun ascoltatore è

ibil i t i t l d ll’i t lli ibilità d llpossibile ricavare un punteggio percentuale dell’intelligibilità dellaparola espresso come: T t t l di f i d l t tparola, espresso come:

W100T = numero totale di fonemi del test;N = numero di risposte alternative fornite agli ascoltatori, N≥2

)1N

WR(T

100(%)I −= R = numero di voci correttamente percepite dagli ascoltatori;W = numero sbagliato di voci


1NT − W numero sbagliato di voci.

Indici di qualità per il parlato: test ALCONSIndici di qualità per il parlato: test ALCONS% di parole comprese Grado di intelligibilità

< 35% cattivo

65% scarso

80% sufficiente80% sufficiente

95% buono

> 95% ottimo

In ultimo una volta ottenuta l’intelligibilità media per posizione dell’ascoltatore si èIn ultimo, una volta ottenuta l intelligibilità media per posizione dell ascoltatore, si è ricavata l’intelligibilità media globale della sala. Un’ulteriore relazione matematica lega il valore dello STI al giudizio di intelligibilità del test ALConsdel test ALCons.

ALCons = )STI(419,5e5405,170 −,

Valori di ALcons Giudizio di intelligibilitàg0 - 5 Ottimo

5 - 10 Buono10 - 15 Sufficiente15 20 S15 - 20 Scarso

> 20 Cattivo29a.a. 2010-11 - Corso di Impianti tecnici per l'edilizia - E. Moretti

> 20 Cattivo

Progettazione acustica delle saleProgettazione acustica delle sale

La progettazione acustica di una sala, soprattutto se deve rispondere ap g , p prequisiti impegnativi come avviene nel caso di un auditorium, di un teatro oq p gdi uno studio di registrazione, deve essere impostata correttamente findalla forma geometrica.

La soluzione di problemi acustici gravi risulta complessa sia conLa soluzione di problemi acustici gravi risulta complessa sia conl’inserimento di materiali e/o strutture con spiccate qualita’ acustiche sial inserimento di materiali e/o strutture con spiccate qualita acustiche siacon l’ausilio di impianto di elettrodiffusionecon l ausilio di impianto di elettrodiffusione

L di i i i tt b i t ti i lLe condizioni necessarie per ottenere una buona risposta acustica in una salasono le seguenti:sono le seguenti:

1. forma geometrica, dimensioni opportune e caratteristiche dei materiali;2 li ll ffi i t t tti i ti di lt2. livello sonoro sufficiente per tutti i punti di ascolto;3 assenza di rumori disturbanti ovvero elevato rapporto segnale/disturbo;3. assenza di rumori disturbanti, ovvero elevato rapporto segnale/disturbo;4. tempo di riverberazione ottimale.


p

Forma della sala e caratteristiche di assorbimento e riflessione acustica delle pareti

GeometriaI difetti acustici legati alla forma della sala sono:

focalizzazione del suono;- focalizzazione del suono;- presenza dei cosiddetti punti sordi, (livelli di pressione sonora sensibilmentepresenza dei cosiddetti punti sordi, (livelli di pressione sonora sensibilmente

più bassi del valore medio;- fenomeni di eco.

Alcune forme delle pareti di confine concentrano localmente l’energia sonora,Alcune forme delle pareti di confine concentrano localmente l energia sonora, mentre altri punti non ricevono abbastanza energia riflessa

li ll i ffi i tlivello sonoro insufficiente


Influenza della formaInfluenza della formaFocalizzazione del suono in presenza di superficie concave e di piani a

b i l llittibase circolare o ellittica.

Esempio di movimentazione di una superficie concava con un opportunoEsempio di movimentazione di una superficie concava con un opportuno

f ffrivestimento, in modo da introdurre fenomeni di diffusione, che

impediscano la concentrazione del suono.


Influenza della formaInfluenza della forma

La forma dell'ambiente deve essere possibilmente compatta, con

dimensioni non molto diverse fra loro.

È consigliato separare architettonicamente la sala da corridoi diÈ consigliato separare architettonicamente la sala da corridoi di

accesso dalla tromba delle scale e da altre zone con forma particolareaccesso, dalla tromba delle scale e da altre zone con forma particolare,

h tit i ità di iche possono costituire cavità di risonanza.


L’ecoL eco

Si manifesta quando vi è una riflessione particolarmente intensa rispetto alSi manifesta quando vi è una riflessione particolarmente intensa rispetto al livello medio del campo riverberato, che giunge nel punto di ascolto con un ritardo rispetto al suono diretto superiore a 70 - 100 ms.

T t t d ll l ità d l ll' i d t l t di it dTenuto conto della velocità del suono nell'aria, ad un tale tempo di ritardo i d i i 24 i l' òcorrisponde un percorso superiore a circa 24 m, per cui l'eco può

manifestarsi solo in ambienti piuttosto grandimanifestarsi solo in ambienti piuttosto grandi .

Per avere il fenomeno dell’eco non basta la sola condizione geometrica maPer avere il fenomeno dell eco non basta la sola condizione geometrica , ma devono coesistere 2 ulteriori condizioni:

1 il ifl d i t ità t di d l1. il suono riflesso deve avere una intensità non troppo diversa dal suono diretto;diretto;

2. l'intervallo di tempo intercorrente tra il suono diretto e quello riflesso deve p qessere di relativo silenzio, senza cioè che tra i due suoni si manifesti la

di i t i b ipresenza di una intensa riverberazione.


L’ecoL ecoNel caso di presenza di eco, un possibile rimedio consiste nel rendere lasuperficie che rinvia il suono diffondente (movimentando la superficie inmodo analogo a quanto visto per la superficie concava) e/o assorbentemodo analogo a quanto visto per la superficie concava) e/o assorbente.

Le superfici riflettenti devono essere disposte in modo che le onde di primariflessione abbiano un ritardo rispetto all'onda diretta inferiore a 50 ms cosìriflessione abbiano un ritardo, rispetto all onda diretta, inferiore a 50 ms, cosìda essere percepite come rafforzamento dell'onda diretta stessa.p p

Se la sorgente è posta in prossimità di una parete della sala è buona regolaSe la sorgente è posta in prossimità di una parete della sala, è buona regolaricoprire la parete con materiale riflettente, in modo che le onde riflessep p ,possano rafforzare l'onda diretta.Un altro fenomeno sgradevole che può manifestarsi è l'eco multipla che siUn altro fenomeno sgradevole che può manifestarsi è l'eco multipla, che si

verifica in presenza di due pareti riflettenti parallele fra loro e inverifica in presenza di due pareti riflettenti parallele fra loro e in presenza di segnali acustici di breve durata.

Viene percepito come una vibrazione legata alla frequenza di ripetizione del t i i l' lt d ll ti t h i lsuono tra un rinvio e l'altro delle pareti opposte, che si sovrappone al suono

utileutile. Questo fenomeno non è legato al vincolo geometrico della distanza visto nel

caso precedente, ma si manifesta per un esteso campo di valori della di t f l ti

35a.a. 2010-11 - Corso di Impianti tecnici per l'edilizia - E. Morettidistanza fra le pareti.

L’ecoL eco

In una sala destinata all'ascolto bisogna porre molta attenzione quando siIn una sala destinata all ascolto bisogna porre molta attenzione quando si utilizza una galleria sovrapposta alla platea, allo scopo di aumentare il numero g pp p , p

di posti utili.

Se la galleria è di una certa profondità la parte coperta della platea puòSe la galleria è di una certa profondità, la parte coperta della platea può soffrire facilmente del fenomeno dell'eco multipla. p

Il rimedio in questi casi consiste, già in fase di progettazione:

evitare gallerie troppo estese (come orientamento di profondità non superiore-evitare gallerie troppo estese (come orientamento di profondità non superiore a 4-5 m);a 4 5 m);

-prevedere il soffitto della platea non parallelo al pavimento, con una inclinazione tale da favorire una buona diffusione del suono.


Posizione reciproca sorgente ascoltatoriPosizione reciproca sorgente - ascoltatori

N ll di i i d i ti d li tt t i di lit i il it i diNella disposizione dei posti degli spettatori, di solito si segue il criterio di porre le file di poltrone ad altezze diverse su un piano inclinato o sopra unaporre le file di poltrone ad altezze diverse, su un piano inclinato o sopra una gradinata, in modo da avere una buona visione in ogni punto della sala, g , g p ,

senza essere ostacolati dagli spettatori che precedono.

Ove non sia possibile disporre i posti nel modo sopra descritto, si può cercare di ottenere lo stesso effetto ponendo la sorgente sonora più in altocercare di ottenere lo stesso effetto ponendo la sorgente sonora più in alto

rispetto alla platea. spetto a a p atea

Questa disposizione viene seguita in alcune sale cinematografiche o in occasione di spettacoli all'aperto ove non sia prevista una disposizioneoccasione di spettacoli all aperto ove non sia prevista una disposizione

fissa delle poltronefissa delle poltrone


Posizione delle superfici riflettenti e delle psuperfici assorbenti

•Evitare di rivestire con materiale fonoassorbente alcune superfici che possono

superfici assorbenti•Evitare di rivestire con materiale fonoassorbente alcune superfici che possonocostituire dei riflettori utili ai fini di un buon ascolto, come ad esempio la paretep palle spalle della sorgente, nel caso di una sala destinata alla diffusione del parlato (aula

l ti l f ) I f tti il d ifl à it d tscolastica o sala per conferenze). Infatti, il suono da essa riflesso sarà poco ritardatorispetto al suono diretto e contribuirà ad elevare il livello del suono utilerispetto al suono diretto e contribuirà ad elevare il livello del suono utile.

•Una funzione altrettanto utile può essere svolta da una parte del soffitto prossimo allap p psorgente sonora. Se il soffitto è sagomato in modo opportuno, è possibile realizzareifl tt i i d di i f il di tt h i ti iù l t i d ll triflettori in grado di rinforzare il suono diretto, anche nei punti più lontani dalla sorgente

sonora mediante onde di prima riflessione aventi un ritardo contenuto (entro circa 30sonora, mediante onde di prima riflessione aventi un ritardo contenuto (entro circa 30ms) rispetto al suono diretto e perciò utili per l'ascolto. Per questo motivo, le sale di)grandi dimensioni assumono forme non parallelepipede, in modo da favorire le primeifl i i di t ib i l i d if t tt l' t d li tt t iriflessioni e distribuirle in modo uniforme su tutta l'area occupata dagli spettatori.

•Per quanto riguarda la parete di fondo della sala essa non deve rinviare il suono in•Per quanto riguarda la parete di fondo della sala, essa non deve rinviare il suono indirezione della sorgente, per evitare pericolosi fenomeni di eco se la sala è di grandidimensioni e in ogni caso indesiderabili effetti di interferenza col suono diretto. Se

t t è ifl tt t d i t t i d d i i il liquesta parete è riflettente deve essere rientata in modo da rinviare il suono verso gliultimi posti della sala oppure è necessario che sia rivestita di materiale assorbente eultimi posti della sala, oppure è necessario che sia rivestita di materiale assorbente ediffondente.


Posizione delle superfici riflettenti e delle psuperfici assorbentisuperfici assorbenti


Livello sonoro sufficiente in tutti i punti di pascoltoascolto

Un aspetto molto importante per l'ascolto è legato al livello sonoro nei vari punti della sala. Se non si vogliono sottoporre gli ascoltatori ad uno sforzo di

tt i t li ll i i di 65 dB è i iattenzione esagerato, un livello minimo di 65 dB è necessario per assicurare una buona intelligibilità della parolauna buona intelligibilità della parola.

Un mezzo per aumentare il livello sonoro consiste nel disporre di un rinforzo del U e o pe au e ta e e o so o o co s ste e d spo e d u o o desuono diretto mediante opportuni riflettori che consentano di sfruttare i

principi della riverberazione direzionale.

Sezioni longitudinali di sale la cuiSezioni longitudinali di sale la cuiforma contribuisce a rinforzarel’intensità del campo diretto.


Livello sonoro sufficiente in tutti i punti di pascoltoascolto

All'aumentare del volume della sala mantenendo sufficiente il livello sonoro occorre diminuire le unità assorbenti, fino ad un valore tale da non

compromettere l'intelligibilità. Ne consegue che esiste un volume della sala lt il l è iù ibil i li lloltre il quale non è più possibile assicurare un livello sonoro

soddisfacente senza un deterioramento della qualità dell'ascoltosoddisfacente senza un deterioramento della qualità dell ascolto.

Esiste cioè un volume limite dell'ambiente oltre il quale, per assicurare un livello sonoro soddisfacente, è necessario ricorrere ad un impianto di amplificazione.

Il valore di questo limite dipende anche dalla potenza sonora erogata dalla i di d ll d ll ( isorgente e quindi dalla natura della sorgente stessa (oratore, coro, musica

da camera ecc )da camera, ecc.). Sorgente sonora Volume massimo della sala (m3)Sorgente sonora Volume massimo della sala (m3)

Oratore 3000Oratore 3000Oratore addestrato (attore predicatore) 6000Oratore addestrato (attore, predicatore) 6000Cantante o solista strumentale 10000Cantante o solista strumentale 10000Orchestra sinfonica 20000Orchestra sinfonica 20000


Assenza di rumori disturbantiAssenza di rumori disturbanti

Oltre ad assicurare un livello soddisfacente del suono occorre che questo nonOltre ad assicurare un livello soddisfacente del suono, occorre che questo non risulti disturbato dalla presenza di rumori percettibili sia originati all'interno dellarisulti disturbato dalla presenza di rumori percettibili, sia originati all interno della

sala sia di provenienza esterna. pIn ogni caso occorre rilevare il rumore di fondo e il suo spettro di frequenza.

Il livello di rumore in una sala vuota non deve superare 35 dB.

Isolamento delle strutture adeguato


Tempo di riverberazione ottimaleTempo di riverberazione ottimalePer il tempo di riverberazione, valgono le considerazioni già viste a proposito della destinazione d'uso della sala Il valore del tempo di riverberazione devedella destinazione d uso della sala. Il valore del tempo di riverberazione deve

essere anche sufficientemente indipendente della frequenza per avere un buonessere anche sufficientemente indipendente della frequenza per avere un buon equilibrio fra le varie componenti del suono all'interno dell'ambiente.

Andamento del tempo diriverberazione ottimale per unauditorio per parlato di 500auditorio per parlato di 500m3 in funzione dellafrequenza

22

Hz

1,5

τ60,

ott a

50 0

il tempo di riverberazione ottimale a 500 Hz è pari a 0,75 s, 1

iplic

ativ

o di

mentre alle altre frequenze assume i seguenti valori:τ (500) *0 83 < τ (250) < τ (500) * 1 3

0,5

fatto

re m

olti

τ60,ott(500) 0,83 < τ60,ott(250) < τ60,ott(500) 1,3τ60,ott(500) * 0,83 < τ60,ott(1000) < τ60,ott(500) * 0,88

frequenza [Hz]

0100 200 500 500020001000 10000

f43a.a. 2010-11 - Corso di Impianti tecnici per l'edilizia - E. Moretti

τ60,ott(500) *0,8 < τ60,ott(4000) < τ60,ott(500) * 0,88 frequenza [Hz]

Contributo del pubblicoContributo del pubblicoUn’osservazione a parte merita l'effetto fonoassorbente dovuto alla presenza p p

del pubblico in sala. L'assorbimento acustico prodotto dalle persone è tutt'altro che trascurabile. A titolo orientativo, per la frequenza di 500 Hz, si può stimare

i i 0 5 ità b ti t t li il t ib t iin circa 0,5 unità assorbenti totali il contributo per ciascuna persona. Poiché il tempo di riverberazione varia sensibilmente tra le condizioni di salaPoiché il tempo di riverberazione varia sensibilmente tra le condizioni di sala

vuota di spettatori e sala piena per la valutazione del tempo di riverberazionevuota di spettatori e sala piena, per la valutazione del tempo di riverberazione ottimale occorre procedere con qualche cautela. p q

1. Nei casi meno impegnativi ci si può riferire a condizioni intermedie,calcolando i valori corrispondenti alle situazioni estreme.

2 N ll di l di l t lità ti i i i d ll2. Nelle grandi sale di elevata qualità acustica si possono impiegare dellepoltrone realizzate in modo da avere le stesse unità assorbenti siapoltrone realizzate in modo da avere le stesse unità assorbenti siaquando il posto è vuoto che quando è occupato In questo modo laquando il posto è vuoto che quando è occupato. In questo modo lariverberazione nella sala, vuota o piena, resta la stessa. Realizzazioni di, p ,questo tipo, oltre a funzionare in modo ottimale in ogni condizione diaffluenza di pubblico, sono molto apprezzate dai musicisti, che possono

d t l i di i i d l t tt i ili llsuonare durante le prove in condizioni del tutto simili a quelledell'esecuzione pubblicadell esecuzione pubblica.


ProgettazioneProgettazione

Noti i valori del tempo di riverberazione ottimale alle varieNoti i valori del tempo di riverberazione ottimale alle varie frequenze, si valutano, mediante la relazione di Sabine le unitàfrequenze, si valutano, mediante la relazione di Sabine le unità

assorbenti ottimali Aott (fi) relative alla banda di frequenza fiott ( i) q iconsiderata:

V)f(

V16,0)f(Aitt60

iott τ=

)f( iott,60τ

L lt d i t i li d ll ti l i d ll ti d li diLa scelta dei materiali, della tipologia delle pareti e degli arredi va effettuata in modo da garantire che:va effettuata in modo da garantire che:

)f(A)f(A iotti =


Correzione acusticaQ d bi t ià i è tt i t d tti lità

Correzione acusticaQuando un ambiente già in opera è caratterizzato da una cattiva qualità

acustica è necessario ricorrere alla cosiddetta correzione acustica I casi che siacustica, è necessario ricorrere alla cosiddetta correzione acustica. I casi che si possono presentare sono due:

1 bi t t i b t d il t di i b i è1. ambiente troppo riverberante, quando il tempo di riverberazione èsuperiore a quello ottimale;superiore a quello ottimale;

2. ambiente sordo, quando il tempo di riverberazione è inferiore a quellotti lottimale.

Nel caso 1) che è anche quello più frequente devono essere aggiunte unitàNel caso 1), che è anche quello più frequente, devono essere aggiunte unitàassorbenti Aagg (fi) in modo da soddisfare la seguente relazione:asso be agg ( i) odo da sodd s a e a segue e e a o e

)f(A)f(A)f(A = )f(A)f(A)f(A iiottiagg −=

Ch i t i i di t di i b i ò i itt⎞⎛

Che in termini di tempo di riverberazione, può essere riscritta come:

⎟⎟⎞

⎜⎜⎛

−⋅=11V16,0)f(A iagg ⎟

⎠⎜⎝ ττ )f()f(

,)(i60iott,60

iagg

Per ciascuna banda di frequenza si ottiene un diverso valore delle unitàb ti d i

46a.a. 2010-11 - Corso di Impianti tecnici per l'edilizia - E. Morettiassorbenti da aggiungere.

Correzione acusticaCorrezione acusticaL'aggiunta delle unità assorbenti viene perseguita mediante l'applicazione di

lli f b ti il ffi i t di bi t l fi i d i lipannelli fonoassorbenti, il coefficiente di assorbimento e la superficie dei qualisono dimensionati in base al valore di A (f ) Se non si fosse riusciti adsono dimensionati in base al valore di Aagg (fi). Se non si fosse riusciti adottenere τ60 ott a tutte le frequenze, si sarebbe dovuto scegliere un60,ott q , gpannello con caratteristiche diverse oppure si sarebbero dovute installare

ù (f)più tipologie di pannelli, ciascuno con α(f) elevato solo su una strettabanda di frequenzebanda di frequenze.

Per apportare la correzione acustica nel caso di ambiente sordo, deve esserediminuito il valore delle unità assorbenti con lo stesso procedimento, fino araggiungere quello ottimale alle varie frequenzeraggiungere quello ottimale alle varie frequenze.Alternativamente si può introdurre un impianto elettroacustico di diffusionep pdel suono, in modo da garantire un maggior livello di pressione sonora in tutti ipunti della sala. Nel momento in cui il tempo di riverberazione, dopo lacorrezione rientra entro i valori ottimali anche gli altri indici di qualità acusticacorrezione, rientra entro i valori ottimali, anche gli altri indici di qualità acusticadelle sale migliorano, avvicinandosi ai valori ottimali. Ciò può esseredelle sale migliorano, avvicinandosi ai valori ottimali. Ciò può essereagevolmente verificato mediante misure prima e dopo la realizzazionedell’opera, ovvero attraverso simulazioni mediante opportuni codici di calcolo.


Esempio di correzione acusticaEsempio di correzione acusticaLa misura del tempo di riverberazione avviene in conformità alla UNI 3382,con il metodo della stazionarietà interrotta o con il metodo dell’impulso.

Supponendo di aver misurato il tempo di riverberazione prima dell’intervento,si possono calcolare le unità assorbenti presenti:

frequenza tempo di riverberazione unità assorbentifrequenza (Hz)

tempo di riverberazione misurato (s)

unità assorbenti presenti (m2)

250 1,3 62500 1,0 801000 0,9 894000 1 8 444000 1,8 44

frequenza (Hz) τ60 ottimale(s) A ottimali (m2) A aggiuntive (m2)250 0.80 100 38500 0 75 107 27500 0,75 107 271000 0 64 125 361000 0,64 125 364000 0 63 127 834000 0,63 127 83


Esempio di correzione acusticaEsempio di correzione acusticaPer l'aggiunta di tali unità assorbenti si applica un pannellof b t ffi i t di bi t l t llfonoassorbente con coefficiente di assorbimento α elevato allafrequenza di 4000 Hz poiché il massimo valore delle unità assorbenti dafrequenza di 4000 Hz, poiché il massimo valore delle unità assorbenti daaggiungere si ha a 4000 Hz.gg gSe il pannello mostra, ad esempio, α(4000) = 0,78, la superficie di

ll d i èpannello da aggiungere è:

83)4000(A106

78083

80)4000(A

S agg === (m2)78,08,0

frequenza α del A aggiuntefrequenza (Hz)

α del sughero

A aggiunte (m2) τ60 finale(s) τ60 ottimale(s)( ) g ( )

250 0,35 37,1 0,81 0.80500 0,40 42,4 0,65 0,751000 0,40 42,4 0,61 0,644000 0,78 83,0 0,63 0,63

Tempo di riverberazione dopo l'intervento.


Fasi della progettazione degli interventi di p g gcorrezione acusticacorrezione acustica

Generalmente, la correzione acustica è articolata nelle seguenti fasi:

1 caratterizzazione dello stato attuale mediante una campagna di misure1. caratterizzazione dello stato attuale mediante una campagna di misure dei principali descrittori acustici della sala (tempo di riverberazione indicidei principali descrittori acustici della sala (tempo di riverberazione, indici di definizione, chiarezza, RASTI, STI);

2 tt i d li i t ti2. progettazione degli interventi;

3. simulazioni dello stato di progetto ( ad esempio, impiegando Ramsete), al fine di prevedere lo stato acustico dopo la realizzazione d ll i i ti hdelle correzioni acustiche;

4. misure di verifica dei principali descrittori acustici della sala (tempo di p p ( priverberazione, indici di definizione, chiarezza, RASTI, STI) dopo la

li i d ll’realizzazione dell’opera.


A li i i d l i i di t diApplicazioni ad alcuni casi di studio

RECUPERO DELLA EX-CHIESA DI SAN SEBASTIANO A CANNARACANNARA

PROGETTO ACUSTICO SI TRE SALE CONFERENZA ALL’INTERNO DI UN BORGO


RECUPERO DELLA EX-CHIESA DI SAN SEBASTIANO A CANNARASEBASTIANO A CANNARA

MISUREMISURE

PROGETTAZIONE ACUSTICAACUSTICA

Interno della chiesaInterno della chiesa52a.a. 2010-11 - Corso di Impianti tecnici per l'edilizia - E. Moretti

MISURA DEI TEMPI DI RIVERBERAZIONE E DEGLI INDICI DI QUALITA’DEGLI INDICI DI QUALITA

S lt d ll i i d ll t d i i f iScelta della posizione della sorgente e dei microfoniRiferimento normativo: Norma ISO/FDIS 3382

2 85 1411

S1 74 1310

y

x 1 63 129x

2 m 4 m

Segnale di prova : segnale MLSSegnale di prova : segnale MLS


RISULTATI DELLE MISURERISULTATI DELLE MISURE4.0 Tempo di riverberazione T30

3 0

3.5

2.5

3.0

) T30 i2.0

T30 (

sec) T30 massimo

T30 minimoMi

1.5

T Misure

0 5

1.0

0.0

0.5

Indice di chiarezza C800.0100 1000 10000

F (H )5

6

Frequenza (Hz)

3

4

1

2(d

B) C80 massimo

C80 i i

-1

0C80

( C80 mininoMisure

-3

-2

-5

-4

5100 1000 10000

Frequenza (Hz)


Frequenza (Hz)

RISULTATI DELLE MISUREI di di d fi i i D

RISULTATI DELLE MISUREIndice di definizione D

60

70

50

40

D (%

) D massimoD minimo

20

30D Misure

10

20

0100 1000 10000100 1000 10000

Frequenza (Hz)

STISTI

Cl di lità d llClasse di qualità della comunicazione “discreta”comunicazione “discreta”

(0 40÷0 60)(0.40÷0.60)


MODELLAZIONE DELLA SALAMODELLAZIONE DELLA SALA

Esterno InternoEsterno Interno


PROPOSTE DI INTERVENTOPROPOSTE DI INTERVENTO

Ripristino di intonaco e stucchi

• Introduzione di una pedana in legno• Introduzione di una pedana in legno

• Introduzione di 54 poltrone imbottite (mod. Concerto 430 - Destro S.p.a.)

• Introduzione di 8 pannelli mobili p(vetro 10 mm)


Risultati delle simulazioni4 0

Risultati delle simulazioni3.5

4.0

3.0

VALORI PREVISTI : T

2.5

ec) T30 massimo

T30 i i T302.0

T30 (

se T30 minimoMisureP i i

1 0

1.5 Previsione ΔT30 (8000 Hz) = 0.03 s

0.5

1.0

0.0100 1000 10000

Frequenza (Hz) 6q ( )

4

5

60

70

2

3

B) C80 massimo50

60

1

0

1C

80 (d

B C80 mininoMisurePrevisione

40

D (%

)

D massimoD minimoMisure

3

-2

-1 Previsione

20

30D MisurePrevisione

-5

-4

-3

10-5

100 1000 10000

Frequenza (Hz)

0100 1000 10000


q ( )Frequenza (Hz)

VALORI PREVISTI : D (%) MappaturaVALORI PREVISTI : D (%) - Mappatura

Basse frequenze (125÷250 Hz) Medie frequenze (500÷1000 Hz)

ΔDmax = 10 %

Alte frequenze (2000÷4000 Hz)


VALORI PREVISTI : STI MappaturaVALORI PREVISTI : STI - Mappatura

Classe di qualità della comunicazione “discreta” (0.40÷0.60)q ( )


PROGETTO ACUSTICO DI UN CENTRO CONFERENZECONFERENZE



T60

Tempo di riverberazione ottimale a 500 Hz

T60= 0.5 + 10-4V Relazione valida per il parlatoT60 0.5 10 V Relazione valida per il parlato

S l U S l USala UnoV = 621 350

Sala UnoT = 0 56 sV = 621.350

m3T60 = 0.56 sSala Duem3

Sala DueSala DueT = 0 53 sSala Due

V = 367 345T 60= 0.53 sSala TreV 367.345

m3Sala TreT 60= 0.52 s

Sala Tre60 0 5 s

V = 205.784 m3


PROGETTO ACUSTICO DI UN CENTRO Facoltà di IngegneriaCONFERENZEFacoltà di IngegneriaCorso di Laurea Magistrale in Ingegneria Civile

CONFERENZE

110,9

0,90,90,8

0,80,80,7

0,70,70,6

0,6

]

0,6

] 0,5]

0,5

T60 [s]

T60,max

T60 min

0,5

T60 [s]

T60,max

T60 min0,4T60 [s]

T60,max

T60 min0,4

T60,min0,4

T60,min

0,3

, T60,min

0 2

0,3

0 2

0,3

0,2

,

0 1

0,2

0 1

0,2

0,1

,

0

0,1

0

0,1

0

0,1

0

125 250 500 1000 2000 4000 8000

0

125 250 500 1000 2000 4000 8000

0

125 250 500 1000 2000 4000 8000



DD50

D50 >50%STI-RaSTI

Classe di qualità di trasmissione del RaSTIqparlatoCattiva <0.32Mediocre 0.32-0.45Di t 0 45 0 60Discreta 0.45-0.60Buona 0 60 0 75Buona 0.60-0.75Eccellente >0 75Eccellente >0.75

Lp >60 dB(A)p 60 d ( )


Simulazione inizialeSimulazione inizialeProva 0P ti I tPareti : Intonaco

Pavimento: ParquetPavimento: Parquet

Soffitto: ControsoffittoSoffitto: Controsoffitto

Infissi: Legno 1,6Legno1,4 Sala 1

Arredi: Poltrone in cuoio1

1,2

0 8

1

0 [s]

T60,max

0,6

0,8T60

T60,min

T60 Prova0

0,4

0,2

0

125 250 500 1000 2000 4000 8000


125 250 500 1000 2000 4000 8000

Configurazione di progettoConfigurazione di progetto1,600

1,200

1,400

P ti 0,800

1,000

Pareti :0 400

0,600

,

Intonaco ed intonaco fonoassorbente intonaco

Pavimento: 0 000

0,200

0,400

ParquetPavimento: 0,000Parquet

Soffitto: Controsoffitto fonoassorbenteSoffitto:0 7

0,8Controsoffitto fonoassorbente

Infissi: 0,6

0,7

Legno0,5

Arredi:0,3

0,4Poltrone in cuoio

0,2

,

soffitto

0

0,1

0

31.5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 16000


Risultati: sala 1Risultati: sala 1

C = 6 dB D 80 %C50= 6 dB D50= 80 %

Il progetto acustico consente di prevedere il comportamento diIl progetto acustico consente di prevedere il comportamento diuna sala al fine di adeguare le scelte progettuali alla risposta aglig p g p gimpulsi sonori
