Requisiti acustici ed intelligibilità negli edifici ad uso collettivo

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1 Milano, 28 aprile 2011 Arianna Astolfi Requisiti acustici ed intelligibilità negli edifici ad uso collettivo Politecnico di Torino Dipartimento di Energetica, gruppo TEBE Corso Duca degli Abruzzi, Torino, Italy

2 SOMMARIO Gli edifici ad uso collettivo Definizione dei requisiti acustici Valutazioni prestazionali in ambienti scolastici, uffici open-space e locali di ristorazione Inquadramento legislativo/normativo Elementi di progettazione acustica Il collaudo 2

3 GLI EDIFICI AD USO COLLETTIVO PERCHE IL PROGETTO ACUSTICO? 3

4 LE SCUOLE Scuola materna Per ottenere: Scuola elementare Buona comprensione verbale Limitato sforzo vocale dell insegnante Università Scuola secondaria 4

5 GLI UFFICI Per ottenere: Elevata privacy tra le postazioni Elevata privacy tra gli uffici Buona intelligibilità nella propria postazione 5

6 GLI AMBIENTI PER LA RISTORAZIONE Buona intelligibilità al tavolo Buona privacy tra i tavoli 6

7 COSA BISOGNA CONTROLLARE Il rumore di fondo La riverberazione sonora riduzione del rumore esterno fonoisolamento riduzione del rumore degli impianti r2 r1 d Q fonoassorbimento S r3 7

8 LA SORGENTE PARLATORE 8

9 LO SFORZO VOCALE E L EFFETTO LOMBARD ISO 9921 Effetto Lombard: relazione fra lo sforzo vocale (livello sonoro del parlato continuo equivalente) e il livello di rumore ambientale nella posizione del parlatore 9

10 QUALITÁ DELLA COMUNICAZIONE VERBALE La qualità della comunicazione verbale può essere espressa in termini di intelligibilità del parlato e sforzo vocale (ISO 9921) L intelligibilità del parlato quantifica la percentuale di un messaggio verbale compreso correttamente Indici di intelligibilità: A-weighted Signal -to-noise ratio (SNR A ), Rapporto segnale - rumore ponderato A; Speech Interference Level (SIL); Chiarezza (C50); Speech Transmission Index (STI); Speech Intelligibility Index (SII) 10

11 La Chiarezza C50 (ISO ) L indice di chiarezza, C50, è ottenuto dal logaritmo del rapporto fra l energia del suono utile e l energia del suono disturbante, secondo la seguente relazione: C 50 10log 50ms 0 50ms 2 p ( t ) dt 2 p ( t ) dt [ db ] 11

12 Lo Speech Transmission Index (IEC /98) L indice STI è basato sulla Funzione di Trasferimento della Modulazione m(f) che quantifica la riduzione dell indice di modulazione m i di un segnale di test con caratteristiche spettrali tipiche di un parlatore reale 12

13 VALUTAZIONE DELL INTELLIGIBILITA E RELAZIONI TRA VARI INDICI Valutazione dell intelligibilità Frasi (%) meaningful PBwords (%) CVC EQB -nonsense words (%) STI SIL (db) SII Eccellente 100 > 98 > 81 > 0,75 21 Buona ,60 0, > 0,75 Discreta ,45 0, Scadente ,30 0, < 0,45 Pessima < 70 < 60 < 31 < 0,30 < 3 (ISO 9921) 13

14 UNI 11367:2010 All interno di ambienti dove il comfort acustico, e nello specifico l intelligibilità del parlato, rivestono un importanza fondamentale (aule scolastiche, sale conferenze, ecc.) e/o dove il controllo dell assorbimento acustico risulta essere critico (palestre, piscine, ambienti per lo sport in generale) è necessario determinare i parametri C50 (chiarezza) e STI (Speech Transmission Index) Le modalità di misurazione e di valutazione sono descritte nella serie di norma UNI EN ISO 3382 e nella CEI EN

15 LE SCUOLE 15

16 REQUISITI PER UNA BUONA INTELLIGIBILITA DELLA PAROLA NELLE AULE SCOLASTICHE L f [db(a)] T [s] Note Bradley, ,4-0,5 V = 300 m 3 Bistafa e Bradley, ,4-0,5 100 V 500 m 3 ; ideale V 500 m 3 ; accettabile Hodgson e Nosal, varia volumetria Picard e Bradley, (33)* 28,5 (21,5)* 0,5 > 12 anni < 6-7 anni * Per ascoltatori con problemi di udito L s -L f 15 db(a) con sforzo vocale dell insegnante compreso tra il normale e l elevato 63dB(A) 16

17 NORME E LINEE GUIDA INTERNAZIONALI OMS Opuscolo OMS, Ufficio Regionale per l Europa, n. 38, Noise in schools, 2001 Stati Uniti ANSI S12. 60, Acoustical performance Criteria, Design Requirements, and Guidelines for Schools, 2002 Regno Unito Building Bulletin 93, Acoustic Design of Schools, a Design Guide, 2003 Svezia Swedish Standard SS , Acoustics Sound classification of spaces in buildings Institutional (healthcare) premises, rooms for education, day centres and after school centres, rooms for office work and hotels, 2002 Francia Decreto 25/04/

18 OMS Noise in schools (2001) Tra le raccomandazioni: L edificio scolastico dovrebbe sorgere il più lontano possibile da sorgenti di rumore dovute ai trasporti e alle industrie; Gli spazi interni dovrebbero essere distribuiti in modo da isolare zone più rumorose da zone che richiedono maggiore tranquillità; Per ogni singolo ambiente scolastico, in funzione della sua destinazione d uso, deve essere assicurato un adeguato isolamento acustico ed una riverberazione ottimale; Gli impianti devono minimizzare l emissione sonora Fissa a 35 db(a), L Aeq, il massimo livello di rumore di fondo ammissibile nelle aule scolastiche durante l attività didattica, mentre il tempo di riverberazione dovrebbe essere non superiore a 0,6 s 18

19 LEGISLAZIONE NAZIONALE Italia Circolare 3150 del 22/05/67 Criteri di valutazione e collaudo dei requisiti acustici negli edifici scolastici DM 18/12/75 Norme tecniche aggiornate relative all edilizia scolastica, ivi compresi gli indici minimi di funzionalità didattica, edilizia ed urbanistica, da osservarsi nell esecuzione di un opera di edilizia scolastica DM 13/9/77 Modificazione alle norme tecniche relative alla costruzione degli edifici scolastici DPCM 5/12/97 Determinazione dei requisiti acustici passivi degli edifici 19

20 Circolare 3150 del 22/05/67 Nelle aule scolastiche la media dei tempi di riverberazione misurati alle frequenze Hz, non deve superare 1,2 s ad aula arredata, con la presenza di due persone al massimo; Nelle palestre la media dei tempi di riverberazione non deve superare 2,2 s 20

21 DPCM 5/12/97 R w R w L nt,w D 2m, nt, w R w (?) L n,w 58 db Rumorosità degli impianti: L ASmax 35 db(a) per gli impianti a funzionamento discontinuo; L Aeq 25 db(a) per gli impianti a funzionamento continuo. D 2m,nT,w 48 db R w Per ciò che riguarda il tempo di riverberazione ottimale nelle aule scolastiche il decreto rimanda alla Circolare del Ministero dei Lavori Pubblici N del 22/05/

22 UNI 11367:2010 Valori ottimali del tempo di riverberazione medio fra 500 e 1000 Hz in ambienti adibiti al parlato e ad attività sportiva 22

23 IL PROGETTO PRELIMINARE AREA ACUSTICAMENTE PROTETTA AULE SCOLASTICHE LOCALI DI SERVIZIO SORGENTI DI RUMORE (strada ad elevato traffico) attività umane, ferrovie, ecc ) 23

24 IL LAYOUT INTERNO 24

25 IL PROGETTO DEL FONOASSORBIMENTO Criteri di progettazione indicati dal Building Bulletin93. 25

26 GLI ARREDI Considerare l assorbimento acustico dei materiali e degli arredi Scelta di arredi maneggevoli e facili da spostare, per evitare il rumore da trascinamento 26

27 ESEMPIO 27

28 GLI UFFICI 28

29 I PROBLEMI ACUSTICI Privacy della parola: conversazioni provenienti dalle postazioni di lavoro vicine Eccessivo rumore di fondo: squilli di telefoni, conversazioni telefoniche, colleghi, impianti di condizionamento, strumentazioni elettroniche da ufficio 29

30 COME MIGLIORARE LA PRIVACY? Ridurre il livello sonoro del parlato? Aumentare il rumore di fondo? Regola dell ABC (Absorption / Blocking / Covering) Assorbire, Bloccare e Mascherare suoni e voci indesiderati e controllare il rumore di fondo eccessivo A. Astolfi Politecnico di Torino - Dipartimento di Energetica, Gruppo TEBE 30

31 IL MASCHERAMENTO Rumore di fondo costante che permette di ridurre la distrazione causata dai tipici rumori da ufficio mediante l emissione di un suono generato elettricamente e trasmesso attraverso altoparlanti installati all interno dell ufficio 31

32 PRIVACY e SII (ANSI S3.5) J.S.Bradley, Acoustical Design for Open-plan Offices, Construction Technology Update No. 63, Ottobre 2004, National Research Council of Canada 32

33 I MODELLI DI CALCOLO COPE Calc Acoustics Institute for Research in Construction National Research Council of Canada I parametri progettuali di un ufficio open-space che influiscono maggiormente sulla privacy acustica sono: assorbimento acustico del controsoffitto altezza dei pannelli divisori tra postazioni di lavoro dimensioni delle postazioni di lavoro Risultano invece avere importanza inferiore, ma non per questo trascurabile: assorbimento acustico dei pannelli divisori potere fonoisolante dei pannelli divisori assorbimento acustico del pavimento altezza del soffitto tipo e posizionamento degli apparecchi di illuminazione 33

34 IL PROGETTO ACUSTICO: L assorbimento acustico del controsoffitto Metallico microforato Cartongesso forato Fibra di roccia 34

35 IL PROGETTO ACUSTICO: Le «nuvole» e i «baldacchini» Questi pannelli acustici hanno spesso una forma convessa e se installati sopra le postazioni di lavoro permettono di controllare le riflessioni sonore tra postazioni; Garantiscono un efficace assorbimento acustico dal momento che il suono viene assorbito da entrambe le superfici del pannello; Oltre a migliorare le prestazioni acustiche di un ufficio sono impiegati per coprire visivamente impianti di condizionamento posti a soffitto o solai lasciati a vista 35

36 IL PROGETTO ACUSTICO: L altezza dei pannelli divisori L altezza dei pannelli non dovrebbe mai essere inferiore a 1.5 m (se non si interviene su nessuno degli altri parametri) E importante che le partizioni siano sempre più alte della testa degli occupanti seduti alla postazione di lavoro (approssimativamente 1.2 m dal pavimento), sia per una maggiore privacy acustica, ma anche per aumentare privacy visiva, essendo le due strettamente correlate Le simulazioni hanno dimostrato che anche aumentando l altezza dei pannelli divisori oltre a 1.7 m non si hanno miglioramenti rilevanti 36

37 IL PROGETTO ACUSTICO: La dimensione della postazione 3 m 37

38 IL PROGETTO ACUSTICO: La disposizione delle postazioni (1) Le superfici verticali esterne dei pannelli che separano le postazioni di lavoro devono essere rivestite in materiale fonoassorbente per evitare riflessioni indesiderate e se possibile, si dovrebbe sempre evitare di posizionare due postazioni in modo che siano visivamente collegate per evitare una trasmissione diretta del suono 38

39 IL PROGETTO ACUSTICO: La disposizione delle postazioni (2) il controsoffitto e qualunque altra ampia superficie adiacente devono essere il più assorbente possibile ( 0.70 per il soffitto e 0.95 per i pannelli); distanziare il più possibile gli occupanti dell isola ; barriere basse tra una postazione e l altra per evitare il contatto visivo diretto e aumentare la privacy senza però eliminare la percezione di condivisione dello stesso spazio 39

40 IL PROGETTO ACUSTICO: combinazioni di più parametri Parametri di A B C D progetto Assorbimento acustico del controsoffitto Altezza del pannelli 1.7 m 1.6 m 1.7 m 1.7 m divisori Assorbimento acustico pannelli divisori Dimensioni postazione 3 x 3 m 3 x 3 m 3 x 3 m 2.5 x 2.5 m lavoro Assorbimento acustico pavimento Sound Transmission STC=21 STC=21 STC=21 STC=21 Class pannelli divisori (ASTM E413-73) Altezza soffitto 2.7 m 2.7 m 2.7 m 2.7 m Tipo e installazione Assenti Assenti Griglia Assenti apparecchi luminosi schermante SII Tutte le simulazioni prevedono un livello del parlato Intermediate Office Speech Level (IOLS) di 53,2 db(a) e un livello del rumore di fondo di 45 db(a) (in grigio i parametri che variano rispetto al caso base A) 40

41 NF S Acoustics - Offices and associated areas Acoustic performance levels and criteria by type of area NF S31-080/01 1 T r [s] Tipo di ambiente Livello Livello di Livello standard efficienza elevata efficienza Uffici individuali di Uffici collettivi Open space (V < 250 m 3 ) <T r < Open space (V > 250 m 3 ) Sale riunioni 0.6<T r 0.8 2,3 0.6 T r <0.8 2,3 0.4<T r <0.6 2,3 Aree sosta Ristoranti (V < 250 m 3 ) Ristoranti (V > 250 m 3 ) Tempo di riverberazione misurato per le bande di ottava con frequenze di centro banda 500 Hz, 1000 Hz e 2000 Hz, in ambienti arredati e non occupati 2 Volume < 250 m 3 3 Se la sala riunioni è per più di 20 persone sono raccomandati solo i livelli di efficienza e di elevata efficienza. Per ambienti ufficio con un volume maggiore di 250 m 3 è prevista la consulenza di un acustico 4 Per i ristoranti riservati al top-management è richiesto il livello di elevata efficienza 41

42 I LOCALI DI RISTORAZIONE 42

43 OBIETTIVI BUONA COMUNICAZIONE IN UN RISTORANTE Discreta intelligibilità al tavolo SII 0,45 Possiamo agire su: Buona privacy fra i tavoli SII 0,20 Tempo di riverberazione T 0,5 s Rumore di fondo Tipo di clienti Densità di occupazione Schermi acustici 43

44 I REQUISITI Per una buona comunicazione verbale in un locale per la ristorazione: Il tempo di riverberazione medio fra le frequenze 500, 1000 e 2000 Hz, in un locale non occupato di medie dimensioni, ( 170 m 3 ) non dovrebbe eccedere 0,5-0,6 s; Con questo tempo di riverberazione è indicata una densità di occupazione pari a 0,42 p/m 2 nel caso di clientela composta da adulti e 0,38 p/m 2 nel caso di famiglie; In linea generale con un più basso tempo di riverberazione è possibile incrementare la densità di occupazione U. S. Arch. and Transp. Barriers Compliance Board, "Quiet Area in Restaurants", C. No. QA ,

45 L EFFETTO COCKTAIL PARTY Da non dimenticare l effetto «Cocktail party»! «Come riusciamo a capire cosa ci sta dicendo una persona quando altre stanno parlando nello stesso momento?» Intervengono molti fattori, quali: attenzione; mascheramento; ascolto binaurale; acustica dell ambiente;. Secondo gli studi di Gardner*, raddoppiando il numero di individui il livello di rumore incrementa di 6 db invece che 3 db come sarebbe se lo sforzo vocale fosse mantenuto costante *Gardner M. B., "Factors Affecting Individual and Group Levels in Verbal Communication", J. Audio Engin. Society Vol. 19 (1971), pp

46 Buona intelligibilità al tavolo Scarsa privacy tra i tavoli Buona intelligibilità al tavolo Buona privacy tra i tavoli Occupazione = 0,95 p/m 2, 40 persone Occupazione = 0,40 p/m 2, 16 persone L n = 72,6 db(a), T Hz,vuoto = 0,37 s Ln = 66,7 db(a), T Hz,vuoto = 0,37 s sforzo vocale Elevato sforzo vocale Normale 46

47 Buona intelligibilità al tavolo Scarsa privacy tra i tavoli Buona intelligibilità al tavolo Buona privacy tra i tavoli Occupazione = 0,95 p/m 2, 40 persone Occupazione = 0,40 p/m 2, 16 persone L n = 72,6 db(a), T Hz,vuoto = 0,37 s Ln = 66,7 db(a), T Hz,vuoto = 0,37 s sforzo vocale Elevato sforzo vocale Normale 47

48 LE BARRIERE ACUSTICHE 48

49 SOLUZIONI PROGETTUALI GENERALI PER UN RISTORANTE Inserire del materiale fonoassorbente, anche a parete, per ridurre il tempo di riverberazione; Posizionare delle barriere acustiche alte e se possibile fonoassorbenti; Per ambienti molto ampi, suddividere con le barriere in più piccoli compartimenti; Ridurre la densità di occupazione; Nelle mense scolastiche «educare» i bambini al rumore e prevedere un maggior numero di turni 49

50 Grazie per l attenzione! arianna.astolfi@polito.it 50

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