ISTITUTO di ISTRUZIONE SUPERIORE "E. FERMI - F. EREDIA" - CATANIA

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1 Unione Europea Repubblica Italiana M.I.U.R. Regione Siciliana ISTITUTO di ISTRUZIONE SUPERIORE "E. FERMI - F. EREDIA" - CATANIA Sito web: CT IS03800X@istruzione.it- CTIS03800X@pec.istruzione.it

2 Sommario 1 VERIFICHE INDICI DI CHIAREZZA E INTELLEGGIBILITÀ DELLE AULE Criteri di progettazione acustica Il confort acustico STATO DI FATTO AULA M SITUAZIONE DI PROGETTO AULA M Ing Giuseppe Bramanti Pagina 1 di 18

3 1 VERIFICHE INDICI DI CHIAREZZA E INTELLEGGIBILITÀ DELLE AULE 1.1 Criteri di progettazione acustica Al fine di poter improntare correttamente la progettazione acustica di una sala è necessario tener conto di alcuni importanti aspetti, quali: la forma; il trattamento acustico. La scelta della forma ha un importanza fondamentale perché è necessario ridurre al minimo gli echi o la diffusione irregolare del suono. Sono, pertanto, da preferire le forme compatte in alternativa a quelle irregolari, specie se presentano uno sviluppo longitudinale molto allungato, poiché si creerebbero zone d ombra acustica. Il trattamento acustico consiste nel calcolare l assorbimento acustico globale che deve avere un ambiente per assicurare una buona diffusione del suono riverberato, scegliendo il tipo di materiale fonoassorbente da impiegare e determinando la quantità di unità fonoassorbenti da mettere in opera al fine di conferire all assorbimento globale il valore ottimale. Per quanto riguarda il trattamento acustico dell ambiente, il calcolo dell assorbimento globale deve tener conto di due esigenze: ricondurre il valore del tempo di riverbero al valore ottimale in relazione alla destinazione d uso dell ambiente; assicurare in tutti i punti della sala un livello di pressione sonora udibile dai fruitori. Queste due esigenze offrono, tuttavia, un elemento di contrasto determinato dal fatto che all aumentare dell assorbimento globale si riduce sia il valore del tempo di riverbero sia il livello di pressione sonora al ricettore. Pertanto, se si desidera mantenere un valore accettabile del livello sonoro di ascolto, all aumentare del volume dell ambiente è necessario accettare un aumento del valore del tempo di riverbero. Ciò considerato, al fine di ottimizzare la propagazione del suono, la progettazione di un ambiente acusticamente corretto può essere affrontata attraverso un metodo sperimentale o uno analitico. Il metodo sperimentale si avvale delle seguenti fasi: rilievo acustico in loco (UNI EN ISO 140); analisi dei dati; Ing Giuseppe Bramanti Pagina 2 di 18

4 considerazioni sul tempo di riverberazione rilevato e determinazione delle unità assorbenti prima del trattamento; ricerca del tempo di riverberazione ottimale e calcolo delle unità assorbenti per realizzarlo; scelta del tipo di materiale; disposizione del materiale. Il metodo analitico è sviluppato attraverso: analisi dettagliata della natura delle superfici e della loro estensione; ricerca dei coefficienti di assorbimento acustico, da tabelle bibliografiche o da schede tecniche del materiale, e determinazione delle unità assorbenti prima del trattamento; calcolo del tempo di riverberazione (T 60 ) teorico; ricerca del tempo di riverberazione ottimale in funzione dell uso e del volume dell ambiente e calcolo delle unità assorbenti per realizzarlo; scelta del tipo di materiale; disposizione del materiale. Realizzare un ambiente confortevole richiede anche una specifica conoscenza dell esigenza per la quale tale ambiente è stato realizzato. In particolare, una sala da concerto ha esigenze notevolmente differenti rispetto ad un ambiente abitato, così come un sala per riunioni si differenzia da una stanza d ospedale. Per quanto riguarda gli ambienti scolastici la normativa di riferimento fa capo al D.M. 18 settembre 1975 recante Norme tecniche aggiornate relative all edilizia scolastica, ivi compresi gli indici minimi di funzionalità didattica, edilizia ed urbanistica da osservarsi nelle opere di edilizia scolastica, il quale indica i valori ottimali del tempo di riverberazione sia in funzione del volume dell aula, sia in funzione delle frequenze. A tale scopo, sono stati costruiti dei diagrammi che consentono di determinare il tempo di riverberazione ottimale in funzione del volume e della destinazione d uso dell ambiente come quello di seguito riportato in Figura 1 e in Figura 2. Ing Giuseppe Bramanti Pagina 3 di 18

5 Figura 1 Tempo di riverberazione dipendente dal volume Figura 2 Tempo di riverberazione dipendente dalla frequenza Ing Giuseppe Bramanti Pagina 4 di 18

6 Analiticamente il valore ottimale del tempo di riverberazione per il parlato alla frequenza dei 1000 Hz, è valutabile attraverso la seguente relazione T60, ott V Successivamente verranno valutati i tempi ottimali di riverberazione per le altre frequenze attraverso la seguente relazione: Tempo riverbero ottimale 4000 Hz 1,1 Tempo riverbero ottimale 2000 Hz 1,05 Tempo riverbero ottimale 1000 Hz 1 Tempo riverbero ottimale 500 Hz 1,1 Tempo riverbero ottimale 250 Hz 1,3 Tempo riverbero ottimale 125 Hz 1,75 1/9 Tabella 1 - icienti passaggio tempo riverbero ottimale alle varie frequenze Ing Giuseppe Bramanti Pagina 5 di 18

7 1.2 Il confort acustico Per confort acustico si intende quella condizione psicofisica di benessere nella quale si trova un individuo immerso in un campo sonoro, in relazione all attività che sta svolgendo. L elemento da valutare è quindi molto soggettivo, legato ad esigenze personali o a particolari sensibilità individuali, delle quali sarà necessario tener conto all atto della progettazione di un edificio o, caso assai più frequente, nel corso di interventi di miglioria acustica. Ciò nonostante, è possibile determinare la qualità acustica di un ambiente attraverso alcuni indici che, riferiti a diverse condizioni d ascolto, consentono di valutare differenti aspetti della percezione sonora, ai quali corrispondono ben individuabili giudizi soggettivi. Relativamente alla qualità acustica degli ambienti destinati all ascolto della parola, è necessario garantire l assenza di disturbo e la buona ricezione. Il raggiungimento di tali requisiti porta al conseguimento di condizioni ottimali di intelligibilità della parola, definita come percentuale di parole o frasi correttamente comprese da un ascoltatore rispetto alla totalità delle parole o frasi pronunciate da un parlatore. Garantire l assenza di disturbo significa ridurre qualsiasi rumore di fondo che mascheri il suono prodotto dal parlatore (rumore prodotto da apparecchiature interne all edificio o rumori provenienti dall esterno) e contenere quella sensazione uditiva sgradevole e fastidiosa prodotta da uno stato generale d insoddisfazione verso l ambiente acustico. La buona ricezione è dunque legata alla presenza di un sufficiente livello sonoro nell ambiente e alla percezione ottimale delle onde sonore dirette e riflesse, sia per quanto riguarda la loro composizione in frequenza, sia per quanto riguarda gli sfasamenti temporali che la caratterizzano. In particolare, il contributo delle onde riflesse deve essere tale da instaurare una situazione favorevole di compromesso, in modo che possano contribuire al rinforzo del livello sonoro diretto, senza che una durata troppo lunga della coda sonora mascheri i segnali successivi. In questo caso, il tempo di riverberazione resta quindi un parametro oggettivo molto utile per valutare la buona ricezione in un ambiente. Il tempo di riverberazione T 60, è definito come l intervallo di tempo in cui l energia sonora decresce di 60 db dopo lo spegnimento della sorgente. Ing Giuseppe Bramanti Pagina 6 di 18

8 In generale, per ambienti destinati all ascolto della parola i valori ideali di T 60 sono più brevi rispetto a quelli per le sale destinate all ascolto della musica, in quanto la diffusione musicale richiede una maggiore enfatizzazione dell effetto spaziale. Inoltre, è necessario considerare che ad un incremento del volume dell ambiente corrisponde un aumento del tempo di riverberazione ottimale. In questo caso, è necessario compromettere lievemente l ascolto a favore di un più elevato valore del livello sonoro. In un ambiente avente dimensioni abbastanza prossime fra loro il valore di T 60 è calcolabile secondo la formula di Sabine, ripresa nella norma UNI EN : T 60 V S n a sab ais 1 i asab < 0,30 n S dove i i V è il volume dell ambiente in m 3 S è la superficie totale delle pareti a sab coefficiente medio di assorbimento a i è il coefficiente di assorbimento i-esimo S i è la superficie i-esima degli elementi presenti nell ambiente. La presenza di persone all interno dell ambiente influenza il valore del tempo di riverberazione, poiché determina un aumento dell assorbimento acustico. È questo il caso dei cinema, auditori e teatri, ossia luoghi in cui l affluenza di persone è numerosa. La situazione ottimale verrà verificata nelle condizioni in cui potrà trovarsi l aula, ossia: sala piena, sala piena a ¾, sala piena a ½, sala piena a ¼ e sala vuota. Particolare attenzione sarà la condizione con una capienza del locale pari a ¾ di quella totale. Vengono di seguito prese in considerazione le aule Ing Giuseppe Bramanti Pagina 7 di 18

9 2 STATO DI FATTO AULA M 101 Le caratteristiche geometriche dell aula vengono di seguito riproposte. 635 AULA M Figura 3 Pianta V = 158,90 m 3 Volume aula Come si vede dal grafico n. 1 tutte le aule del Modulo non sono assolutamente adatta all attività didattica in quanto i tempi di riverbero nelle Ing Giuseppe Bramanti Pagina 8 di 18

10 fasce valutate per sala piena, sala piena a ¾, sala piena a ½, sala piena a ¼ e sala vuota sono, per tutte le frequenze d indagine, sempre superiore ai valori limite della normativa peraltro superiore ai valori ottimali. Ing Giuseppe Bramanti Pagina 9 di 18

11 Calcolo unità assorbenti fisse Materiale Superficie Intonaco 0,01 0,56 0,01 0,56 0,02 1,12 0,02 1,12 0,03 1,67 0,03 1,67 Soffitto 52,98 0,01 0,53 0,01 0,53 0,02 1,06 0,02 1,06 0,03 1,59 0,03 1,59 Porte in legno interne 2,86 0,12 0,34 0,11 0,31 0,1 0,29 0,09 0,26 0,08 0,23 0,07 0,20 Infissi esterni 9,75 0,1 0,98 0,06 0,59 0,1 0,98 0,25 2,44 0,4 3,90 0,5 4,88 pavimento in gres 0,05 2,65 0,05 2,65 0,1 5,30 0,1 5,30 0,05 2,65 0,05 2,65 banchetti 4,80 0,03 0,14 0,05 0,24 0,05 0,24 0,1 0,48 0,15 0,72 0,1 0,48 Correzioni basse frequenze 1 0,00 0,5 0,00 0,3 0,00 0,1 0,00 0,1 0,00 0,1 0,00 TOTALE 179,15 5,20 4,88 8,97 10,65 10,76 11,47 orbimento medio 0,03 0,03 0,05 0,06 0,06 0,06 Ing Giuseppe Bramanti Pagina 10 di 18

12 Calcolo unità assorbenti mobili Materiale Superficie persone Sala piena 24 0,2 4,8 0,4 9,6 0,45 10,8 0,45 10,8 0,5 12 0,45 10,8 Sala piena a 3/4 18 0,2 3,6 0,4 7,2 0,45 8,1 0,45 8,1 0,5 9 0,45 8,1 Sala piena a 2/4 12 0,2 2,4 0,4 4,8 0,45 5,4 0,45 5,4 0,5 6 0,45 5,4 Sala piena a 1/4 6 0,2 1,2 0,4 2,4 0,45 2,7 0,45 2,7 0,5 3 0,45 2,7 Sala vuota 0 0,2 0 0,4 0 0,45 0 0,45 0 0,5 0 0,45 0 sedie Sala vuota 0 0,03 0 0,05 0 0,05 0 0,1 0 0,15 0 0,1 0 Sala piena a 1/4 6 0,03 0,18 0,05 0,3 0,05 0,3 0,1 0,6 0,15 0,9 0,1 0,6 Sala piena a 2/4 12 0,03 0,36 0,05 0,6 0,05 0,6 0,1 1,2 0,15 1,8 0,1 1,2 Sala piena a 3/4 18 0,03 0,54 0,05 0,9 0,05 0,9 0,1 1,8 0,15 2,7 0,1 1,8 Sala piena 24 0,03 0,72 0,05 1,2 0,05 1,2 0,1 2,4 0,15 3,6 0,1 2,4 Ing Giuseppe Bramanti Pagina 11 di 18

13 TOTALE UNITA ASSORBENTI FISSE + MOBILI Sala vuota 37,88 55,13 60,83 61,76 62,30 60,13 Sala piena a ¼ 36,58 52,53 58,88 59,81 59,70 58,83 Sala piena a 2/4 35,38 50,13 57,08 58,01 57,30 57,63 Sala piena a ¾ 34,18 47,73 55,28 56,21 54,90 56,43 Sala piena 32,98 45,33 53,48 54,41 52,50 55,23 TEMPI DI RIVERBERAZIONE Sala vuota 0,96 0,66 0,60 0,59 0,58 0,60 Sala piena a ¼ 0,99 0,69 0,62 0,61 0,61 0,62 Sala piena a 2/4 1,03 0,72 0,64 0,63 0,63 0,63 Sala piena a ¾ 1,06 0,76 0,66 0,65 0,66 0,64 Sala piena 1,10 0,80 0,68 0,67 0,69 0,66 TEMPI OTTIMALI +15% 1,10 0,82 0,69 0,63 0,66 0,69 TEMPI OTTIMALI CONFERENZE 0,96 0,71 0,60 0,55 0,58 0,60 TEMPI OTTIMALI -15% 0,82 0,61 0,51 0,47 0,49 0,51 TEMPI OTTIMALI NORMATIVA 1,53 1,17 1,13 0,99 0,90 0,99 T 60 /T 60,OTT PARLATO Sala vuota 0% 8% 1% 7% 1% 0% Sala piena a ¼ 3% 3% 2% 11% 6% 2% Sala piena a 2/4 7% 2% 6% 14% 10% 5% Sala piena a ¾ 11% 7% 9% 18% 15% 7% Sala piena 15% 12% 13% 22% 20% 9% Ing Giuseppe Bramanti Pagina 12 di 18

14 Tempi riverbero 5,00 4,50 4,00 3,50 3,00 2,50 Tempo [s] 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 frequenze [Hz] Grafico 1 Ing Giuseppe Bramanti Pagina 13 di 18 Sala piena Sala piena a 3/4 Sala piena a 2/4 Sala piena a 1/4 Sala vuota TEMPI OTTIMALI +15% TEMPI OTTIMALI CONFERENZE TEMPI OTTIMALI -15% TEMPI OTTIMALI NORMATIVA

15 Università Cattolica del Sacro Cuore Milano Centro Sportivo Fenaroli 3 SITUAZIONE DI PROGETTO AULA M101 Si considera l introduzione di pannelli di controsoffitto tradizionali aventi valori di assorbimento acustico come indicato nel grafico successivo. Calcolo unità assorbenti fisse Materiale Superficie Intonaco 0,03 1,52 0,03 1,52 0,04 2,02 0,04 2,02 0,04 2,02 0,04 2,02 Controsoffitto 24,80 0,45 11,16 0,65 16,12 0,85 21, , , ,80 Soffitto 28,18 0,01 0,28 0,01 0,28 0,02 0,56 0,02 0,56 0,03 0,85 0,03 0,85 Porte in legno interne 2,86 0,12 0,34 0,11 0,31 0,1 0,29 0,09 0,26 0,08 0,23 0,07 0,20 pavimento in gres 0,05 2,65 0,05 2,65 0,1 5,30 0,1 5,30 0,05 2,65 0,05 2,65 Tende 15,00 0,03 0,45 0,05 0,75 0,1 1,50 0,15 2,25 0,25 3,75 0,3 4,50 TOTALE 174,35 16,40 21,63 30,75 35,19 34,29 35,02 orbimento medio 0,09 0,12 0,18 0,20 0,20 0,20 Ing Giuseppe Bramanti Pagina 14 di 18

16 Università Cattolica del Sacro Cuore Milano Centro Sportivo Fenaroli Calcolo unità assorbenti mobili Materiale Superficie persone Sala piena 24 0,2 4,8 0,4 9,6 0,45 10,8 0,45 10,8 0,5 12 0,45 10,8 Sala piena a 3/4 18 0,2 3,6 0,4 7,2 0,45 8,1 0,45 8,1 0,5 9 0,45 8,1 Sala piena a 2/4 12 0,2 2,4 0,4 4,8 0,45 5,4 0,45 5,4 0,5 6 0,45 5,4 Sala piena a 1/4 6 0,2 1,2 0,4 2,4 0,45 2,7 0,45 2,7 0,5 3 0,45 2,7 Sala vuota 0 0,2 0 0,4 0 0,45 0 0,45 0 0,5 0 0,45 0 sedie Sala vuota 0 0,03 0 0,05 0 0,05 0 0,1 0 0,15 0 0,1 0 Sala piena a 1/4 6 0,03 0,18 0,05 0,3 0,05 0,3 0,1 0,6 0,15 0,9 0,1 0,6 Sala piena a 2/4 12 0,03 0,36 0,05 0,6 0,05 0,6 0,1 1,2 0,15 1,8 0,1 1,2 Sala piena a 3/4 18 0,03 0,54 0,05 0,9 0,05 0,9 0,1 1,8 0,15 2,7 0,1 1,8 Sala piena 24 0,03 0,72 0,05 1,2 0,05 1,2 0,1 2,4 0,15 3,6 0,1 2,4 Ing Giuseppe Bramanti Pagina 15 di 18

17 Università Cattolica del Sacro Cuore Milano Centro Sportivo Fenaroli TOTALE UNITA' ASSORBENTI FISSE + MOBILI Sala piena 21,20 31,23 41,55 45,99 46,29 45,82 Sala piena a 3/4 20,18 29,13 39,15 43,89 44,19 43,72 Sala piena a 2/4 19,16 27,03 36,75 41,79 42,09 41,62 Sala piena a 1/4 18,14 24,93 34,35 39,69 39,99 39,52 Sala vuota 17,12 22,83 31,95 37,59 37,89 37,42 TEMPI DI RIVERBERAZIONE Sala piena 1,20 0,81 0,61 0,55 0,55 0,56 Sala piena a 3/4 1,26 0,87 0,65 0,58 0,58 0,58 Sala piena a 2/4 1,33 0,94 0,69 0,61 0,60 0,61 Sala piena a 1/4 1,40 1,02 0,74 0,64 0,64 0,64 Sala vuota 1,49 1,11 0,80 0,68 0,67 0,68 TEMPI OTTIMALI +15% 1,06 0,79 0,67 0,61 0,64 0,67 TEMPI OTTIMALI CONFERENZE 0,92 0,68 0,58 0,53 0,55 0,58 TEMPI OTTIMALI -15% 0,78 0,58 0,49 0,45 0,47 0,49 TEMPI OTTIMALI NORMATIVA 1,53 1,17 1,13 0,99 0,90 0,99 T 60 /T 60,OTT PARLATO Sala piena 30% 19% 6% 5% 1% 4% Sala piena a 3/4 37% 27% 12% 10% 4% 0% Sala piena a 2/4 44% 37% 19% 15% 9% 5% Sala piena a 1/4 52% 49% 28% 22% 15% 11% Sala vuota 61% 63% 37% 28% 21% 17% Ing Giuseppe Bramanti Pagina 16 di 18

18 Università Cattolica del Sacro Cuore Milano Centro Sportivo Fenaroli Tempi di riverbero 1,80 1,60 1,40 1,20 Sala piena Sala piena a 3/4 1,00 0,80 Sala piena a 2/4 Sala piena a 1/4 Sala vuota Tempo [s] 0,60 TEMPI OTTIMALI +15% TEMPI OTTIMALI CONFERENZE 0,40 0,20 TEMPI OTTIMALI -15% TEMPI OTTIMALI NORMATIVA 0,00 Frequenza [Hz] Grafico 2 Ing Giuseppe Bramanti Pagina 17 di 18

19 Università Cattolica del Sacro Cuore Milano Centro Sportivo Fenaroli Come si vede dal grafico n. 2 l introduzione di un controsoffitto permette l abbassamento dei tempi di riverbero nelle fasce valutate per sala piena, sala piena a ¾, sala piena a ½, sala piena a ¼ e sala a prossima a quella ottimale per il parlato e comunque sempre inferiore ai valori limite previsti dalla normativa. Il Professionista (Ing. Giuseppe Bramanti) Ing Giuseppe Bramanti Pagina 18 di 18