PROBLEMI DI ACUSTICA AMBIENTALE

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1 PROBLEMI DI ACUSTICA AMBIENTALE ANNO Prof. ing. Riccardo Fanton Istituto Tecnico S.B.Boscardin Vicenza 1

2 PROBLEMI DI FISICA AMBIENTALE: PROPAGAZIONE IN CAMPO LIBERO 1) Un suono, di frequenza 500 Hz, si propaga in un ambiente nel quale la pressione misura 1, Pa e la densità dell aria è di 1,25 kg/m 3. Sapendo che la sovrappressione massima è di μpa calcola: a) la pressione efficace del suono; b) la densità di energia acustica nel caso: I) di onde sonore piane; II) di onde sonore sferiche ad una distanza di 1,00 m e successivamente di 2,50m dalla sorgente. 2 [D 1 = J/m 3 ] 2) Un suono viene generato in una stanza in cui la pressione atmosferica vale 1, Pa; la densità dell aria misura 1,100 kg/m 3. Sapendo che la pressione sonora massima è di mpa, calcola la densità di energia acustica nella stanza nei seguenti casi: a) onda sonora piana; b) Onde sonore sferiche ad una distanza di 1,00 m dalla sorgente per frequenze di: n 1 =200 Hz; n 2 = 1000 Hz; n 3 = 3000 Hz ; n 4 = Hz. [D 1 = J/m 3 ] 3) La densità di energia di un onda sonora piana è 5, J/m 3. Sapendo che l ambiente in cui si propaga ha una pressione di 0, Pa e che la densità dell aria è di 1,19 kg/m 3, calcola la sovrappressione massima prodotta dall onda sonora. [p max = Pa] 4) La densita di energia di un onda sonora piana è di J/m 3. Sapendo che la pressione massima prodotta dal suono misura mpa calcola la pressione atmosferica dell aria. [c) p eff = Pa]

3 5) Calcolare la densità di energia acustica per onde piane nei seguenti casi: a) Soglia del dolore p eff = 2, Pa (140 db) b) residenza urbana p eff = 6, Pa ( 50 db) c) soglia di udibilità p eff = 2, Pa ( 0 db) La temperatura dell aria è di 20 C e la sua densità di 1,29 kg/m 3. 3 [c) D= J/m 3 ] 6) Una sorgente sonora di onde sferiche, di frequenza 500 Hz, ha una densità di energia acustica di 1, J/m 3 ad una distanza di 3,00 m dal emettitore. Sapendo che la temperatura della stanza in cui si trova è di 25 C e che la densità dell aria misura 1,28 kg/m 3 (g=1,40) calcola la pressione efficace del suono a quella distanza dalla sorgente. [p eff = Pa] 7) Un onda piana si propaga con una intensità di 1, w/m 2. La pressione atmosferica nell ambiente è di 1, Pa; la pressione massima sonora risulta pari a 3624 μpa. Calcola la densità dell aria. [r o =1.37 kg/m 3 ] 8) Un onda sonora è generata da una sorgente di potenza elettrica 200 W ed efficienza 1.5%. Calcolare ad 1,00m dalla sorgente: a)la potenza acustica, b)l intensità sonora, c) il livello di potenza sonora, d) il livello di intensità sonora, e) il livello di pressione, f) la pressione efficace e massima a questa distanza.(considerare l onda sferica) [f) p max = 14 Pa] 9) Dato un livello di potenza acustica di 125 db, calcola i livelli di pressione e di intensità sonore rispettivamente ad 1.00 m e a 2.00 m dalla sorgente. L onda è sferica. [L I2 =108 db] 10) Due sorgenti sonore coerenti poste alla stessa distanza da un ricevitore in campo libero producono in quel punto una pressione di Pa. Calcola il livello di pressione nel caso funzionino una alla volta e nel caso in cui funzionino simultaneamente. [L p =37dB]

4 11) Due sorgenti sonore incoerenti producono in un punto distante d 1 dalla prima sorgente e d 2 dalla seconda una pressioni sonore rispettivamente di Pa e Pa. Calcola il livello di pressione nel caso funzionino una alla volta e nel caso in cui funzionino simultaneamente. [L ptot =24 db] 12) Un segnale sonoro è composto dalla sovrapposizione di tre onde armoniche aventi le seguenti caratteristiche: onda i p eff [Pa] f [Hz] Calcolare: a) i livelli di pressione sonora per ogni frequenza, b) i livelli di pressione sonora con l attenuazione secondo la curva A, c) il livello di pressione totale in db e in dba. 13) Calcolo delle frequenze di taglio, inferiore e superiore, e della frequenza nominale centrale delle bande di ottava (bande di ampiezza % costante) [L ptot =26 dba] 14) Una sorgente sonora puntiforme produce, in campo libero, un livello di pressione sonora ad una distanza di 2.00 m di 100 db. Quanto vale il livello di pressione sonora a 8.50 m? [L p2 = 87.4 db] 15) Verificare che il livello di potenza sonora nella situazione dell esercizio precedente è la stessa alle due distanze. 16) Una sorgente sonora sferica, in campo libero, irradia 0.85 W di potenza sonora alla frequenza di 500 Hz. Calcola le seguenti grandezze alla distanza di 1.50 m: a) la pressione sonora quadratica media p rms (=p eff ); b) il livello di pressione sonora; c) il livello di intensità sonora; d) se la sorgente irradia anche 0.85 W di potenza sonora alla frequenza di 2000 Hz quale sarà il livello di pressione sonora totale? [d) L p1 = 108 db] 4

5 17) Sono stati rilevati i seguenti livelli di pressione sonora nelle bande di 1/3 di ottava di 800 Hz, 1000 Hz e 1250 Hz che risultano rispettivamente i seguenti: f [Hz] L p [db] Qual è il il livello di pressione sonora nella banda di ottava da 1000 Hz? [L ott =94 db] 18) Il livello di pressione sonora misurata attorno ad una macchina fresatrice da i seguenti valori nelle bande di terzi di ottava 800 Hz, 1000Hz e 1250 Hz: 1/3 ottava 800 Hz 1000 Hz 1250 Hz L p(m+s) (db) L ps (db) A t (incapsulaggio)(db) Dove L p(m+s) è il livello di pressione sonora a macchina funzionante, L ps è il rumore ambientale a macchina spenta e A t è l attenuazione prodotta dall incapsulaggio della macchina. Calcolare: a) Il livello di pressione sonora equivalente L eq per la banda di ottava 1000 Hz per la sola fresatrice, quindi, senza il rumore di fondo. b) Nel caso si incapsuli la macchina ottenendo i valori A t in tabella quanto sarà la riduzione del livello sonoro atteso? [b) A t = -18 db] 19) Due rumori si sommano incoerentemente e producono un livello di pressione al ricevitore di 88,5 db. Quando il primo dei due segnali è spento il livello sonoro rimanente misura 69.3 db. Quanto è il livello sonoro prodotto dal primo segnale? [L p1 =88.4 db] 20) Nelle specifiche di una macchina utensile è indicato come livello massimo di rumore, nella posizione dell operatore, un valore di 90 db. Quando la macchina è in funzione il valore del livello di pressione sonora misurato risulta di 94 db, quando la macchina è spenta il livello di pressione sonora misurato è di 91 db. Verificare se il livello sonoro indicato dal costruttore è corretto. [L m =91 db] 21) Tre macchinari sono posizionati, all interno di un capannone, sui vertici di un rettangolo di lati BC= 10.0 m, CD=7.0 m. A D B C 5

6 I livelli di potenza sonora emessi dalle tre macchine risultano: W A = 13 W; W C = 19 W; W D = 21 db Calcolare il livello di rumore percepito nella posizione B. [L pb =106.9 db] 22) Un pistone oscillando all interno di un cilindro produce un onda sonora con pressione massima di 9.5 Pa a 1.0 m. Si calcoli, la pressione efficace,l intensità sonora, il livello di intensità sonora e la potenza acustica generata dal pistone. [W=3.11W] 23) Un campo emisferico emette un livello di potenza sonora di 75 db. Si calcoli il livello di pressione sonora ad una distanza di 5,0 m dalla sorgente e ad una distanza di 15,0 m dalla stessa. Calcolare inoltre la variazione del livello di pressione tra i due punti. [DL 12 = 9.5 db] 24) Una sorgente sonora emisferica produce un livello di pressione di 80 db in un punto che dista da essa 12,0 m. Calcola il livello di pressione sonora ad una distanza dalla sorgente di 2.0 m. [L p2 =96 db] 25) Una strada di periferia è percorsa da un traffico pressoché continuo (lineare) composto prevalentemente da automobili. Calcolare il livello di potenza emesso da una serie di automobili ciascuna delle quali ha un livello di potenza L WA = 85 db. Le automobili procedono ad una velocità media di 45 km/h. Si è rilevato che mediamente transitano 750 automobili all ora. Calcolare il livello di intensità sonora che raggiunge una finestra che si trova a 8,0 m dalla strada. [L I =53 db] 26) Un altoparlante eroga una potenza elettrica di 500 W con un efficienza dello 1.5%. Esso è posizionato all incrocio tra due pareti e il soffitto di un salone. Calcola i livelli di pressione sonora prodotti ad una distanza di 7,50 m dal trasmettitore in db e nei casi in cui l onda abbia di volta in volta frequenza 250 Hz, 500 Hz, 1000 Hz, 2000 Hz e 4000 Hz i livelli di pressione sonora in dba. [L p1000a =110 db] 6

7 27) Un suono analizzato con un fonometro risulta essere composto da tre frequenze ciascuna delle quali ha i valori di livello di pressione sonora indicati in tabella: f [Hz] L p [db] Calcolare i livelli sonori in dba, il livello complessivo percepito in db e in dba [L pta =55 db] 28) Considerare i dati misurati nell es. 27) ipotizzando che i segnali agiscano per intervalli di tempo diversi come indicato in tabella. Calcolare Il livello globale in questa situazione. f [Hz] L p [db] Dt [s] [L pt =58 db] 29) Sono stati rilevati i livelli di potenza sonora, in bande di ottava, di una sorgente di onde sferiche in campo libero ottenendo i seguenti valori: f [Hz] L W [db] Si calcoli i livelli di pressione sonora in bande di ottava, totale e totale ponderato A per un ascoltatore che si trova a 60 m di distanza con o senza l effetto dell assorbimento dell aria. Considerare T =20 C e umidità relativa UR%=70%. 7 [L patttotalea =49.7 db] 30) Un altoparlante emette onde sonore sferiche e si trova ad un altezza di 5.00 m dal suolo e ad una distanza di 18.5 m da un ascoltatore alto 1.70 m. Sapendo che il livello di potenza della sorgente è di 110 db e che il terreno ha un coefficiente di riflessione α= 0.15, determinare il livello di pressione sonora che raggiunge l ascoltatore. [L pincoer =75 db] 31) Due compressori sono collocati in un ambiente limitrofo ad un ufficio. I compressori funzionano indipendentemente uno dall altro ma con motori elettrici che funzionano alla stessa velocità. La fase delle onde emesse dai due motori è casuale e dipende dall ordine con cui vengono messi in funzione e dall intervallo di tempo tra i due avvii. I due compressori vengono accesi e spenti frequentemente e gli impiegati dell ufficio sono soggetti ad un disturbo significativo a causa dei rumori improvvisi e

8 più o meno protratti nel tempo che percepiscono ad intervalli irregolari durante il lavoro. Dai rilievi risulta che i compressori producono, ambedue, una frequenza fondamentale di 150 Hz che nel caso di risonanza (interferenza costruttiva) potrebbe essere la causa del disturbo nell ufficio. Un livello di pressione misurato di 60 db è sufficiente a produrre gli effetti indesiderati. a) Spiegare il possibile fenomeno acustico e suggerire una strategia per il controllo del rumore. b) Prescrivere un modo operativo per verificare la teoria proposta. [a) L p1 =54 db] 32) Una trasmettitore irradia onde sferiche in campo libero alla frequenza di 450Hz con una potenza elettrica di 15 W. Il trasmettitore ha un efficienza del 7,0%. Calcolare alla distanza di 0,75 m dalla sorgente: a) l intensità sonora; b) l ampiezza massima di pressione sonora; c) il livello di pressione sonora in db e dba; d) il livello di potenza della sorgente. [d) L w =120 db] 33) Una condotta di acqua in pressione lunga 25 m è situata lungo una parete di un capannone ad un altezza di 1.70 m. Essa emette, nella banda di ottava 500Hz, un livello di potenza sonora di 127 db composto da componenti casuali di rumore dovuto al moto turbolento del liquido al suo interno. Calcolare il livello di pressione sonora a 5.00 m, in direzione orizzontale, dal centro della tubazione sapendo che il pavimento ha un coefficiente di riflessione di [L ptot =96 db] 34) Il livello di potenza sonora emessa da una sorgente in campo libero misura 140dB. Quando la stessa sorgente è posizionata su un pavimento industriale, il livello di pressione misurato in una data direzione, ad una distanza di 8,50 m è di 119 db.quanto vale il livello di pressione (caratteristica di radiazione non uniforme) per la direttività della sorgente? [DL= 6 db] 35)Un incapsulaggio che racchiude alcuni macchinari rumorosi ha un apertura quadrata di dimensioni 0.40 m x 0.40 m al centro di una delle facce di dimensioni 6.50m x 5.50m. L intensità media incidente sull apertura risulta di w/m 2. 8

9 Quale sarà il livello di pressione sonora ad una distanza di 20 m sull asse dell apertura? Considerare il pavimento riflettente. [L p =63 db] 36) Un altoparlante omnidirezionale è posto a 11,00 m di altezza rispetto ad un pavimento riflettente con coefficiente di riflessione Essa emette una potenza sonora di 165 mw. Calcolare il livello di pressione sonora per un ascoltatore posto ad un altezza di m e ad una distanza orizzontale di m dalla sorgente. [L pt =73 db] 37) Una torre di raffreddamento è collocata su una terrazza e protetta da una barriera che la sovrasta di 1.50 m. La torre produce un livello di potenza sonora di 85 db con una frequenza dominante di 250 Hz e si trova a 3.00 m dalla barriera. Ad una distanza in linea d aria di m si trova un edificio che ha le finestre dell ultimo piano allo stesso livello della terrazza. Supponendo la barriera completamente assorbente si calcoli l attenuazione prodotta dalla barriera e si verifichi se il disturbo residuo è inferiore a 35 dba di una zona in Categoria A (abitazioni). [L Perc =32.4 db] 38) Un camion transita lungo una strada; il suo motore produce un rumore con un livello di potenza di 80.0 db e frequenza dominante 300 Hz. Stimare il livello di pressione in dba percepito da un ascoltatore che si trova ad un altezza H 3 = 1.70 m nella posizione C indicata in figura. La posizione A, dove transita il camion (con un altezza del motore H 1 trascurabile), dista d 1 =4.50 m da una recinzione in muratura (coefficiente di trasmissione non significativo). La recinzione è alta H 2 =2.50m e dista d 2 =10.0 m dall ascoltatore. Dall altro lato della strada sorge un palazzo B con una facciata piana che dista d 3 = 9.50 m dal camion. Considera il terreno e la facciata del palazzo perfettamente riflettenti. [L ptota =30.5 db] 9

10 Dati: L w = 80.0 db; f= 300 Hz; H 3 = 1.70 m; H 2 =2.50m; d 1 =4.50 m; d 2 =10.0 m; d 3 =9.50m; H 1 = non significativo. 39) Una sorgente sonora S emette un suono di frequenza 900 Hz. Si pone una barriera sottile a distanza simmetrica d = 15.0 m rispetto alla congiungente sorgentericevitore, che si trovano alla stessa altezza dal terreno. Calcolare l altezza h della barriera sopra la linea congiungente S-R, necessaria per ridurre di 25 db il livello di pressione nel punto R. [h=6.8 m] 40) Consideriamo una barriera acustica rigida posta tra un ricevitore ed una sorgente puntiforme disposti con la sorgente a terra e distante d 1 = 2.00 m dalla barriera, la barriera alta H b =2.00 m, il ricevitore ad una altezza H S =1.00 m da terra e ad una distanza d 2 = 5.00 m dalla barriera. Si vuol determinare l attenuazione DL dovuta alla barriera per rumori di frequenza rispettivamente 125, 250, 500, 1000,2000 Hz (c = 340 m/s) nell ipotesi che anche i bordi verticali della barriera facciano diffrazione (formula di Kurze ) [DL 2000 =23 db] 41) Consideriamo i risultati ottenuti per la barriera descritta nell es. 40). Si riscontra che i valori di potenza sonora distinti per frequenza del segnale indicato sono riportati in tabella: f [Hz] DL f [db] L Wf [db] Calcola il livello di pressione sonora totale percepito in dba dal ricevitore. [L pt =61.7 db] 42) Nella figura sottostante sono riportate le specifiche tecniche di due altoparlanti di una nota marca produttrice di casse acustiche. Stabilire le potenze sonore dei due altoparlanti. 10

11 [L p321 =98 db] 43) In una fabbrica un operaio è esposto per otto ore a 106 dba di rumore. Egli è tenuto per contratto ad utilizzare un dispositivo di protezione (DPI) con un fattore di attenuazione di 30 dba. In questo modo il livello di rumore diventa di 76 dba da non superare la soglia di 80 dba che porterebbero alla necessità di controlli periodici sia per il lavoratore che per l azienda (vedi Allegato A).L operaio lavora per 15 minuti senza le cuffie. Calcolare il livello di pressione equivalente giornaliero. [L AeqT =91 db] 44)Un reparto di una fabbrica metalmeccanica è fornito di 2 trapani (116 dba) 4 mole da banco (82 dba) e due trapani a colonna (69 dba ) le otto postazioni di lavoro sono distribuite su due colonne distanziate tra di loro di 2,50 m mentre tra una posizione e l altra c è una distanza di 2,00 m.la pausa pranzo dura 30 minuti 40dBA. Calcolare il livello equivalente diurno per un operaio che lavora nella seconda postazione della seconda colonna (6). - Le posizioni 1,2,3,4 sono occupate dalle mole - Le 5,7 dai trapani a colonna - Le 6,8 dai trapani. 11

12 [L Ecuffie =81 db] 45) Un operaio lavora in una cantina per imbottigliare del vino. Esso utilizza per i tempi diversi le macchine indicate in tabella. Calcola il livello di pressione equivalente giornaliero. i Tempo [h] macchina L p [dba] 1 4 riempitrice tappatrice capsulatrice etichettatrice scatolatrice pausa 40 [L Aeqd =76 db] 46) Una macchina smerigliatrice emette un rumore caratterizzato dal seguente spettro in bande di ottava: frequenza [Hz] L w [db] Calcolare il livello di pressione ad una distanza di r=0,75 m dalla macchina in dba per banda ed equivalente. La macchina è appoggiata ad un tavolo (Q=2). Considerando che un operaio usa la macchina per 5 h su otto mentre le altre tre è soggetto ad un rumore di fondo costante di 70 dba, calcola il livello di pressione giornaliero equivalente. Costruire i grafici dei livelli di pressione diretti e corretti con la curva A. [L Aeqd = 93 db] 47) Un agricoltore usa durante una giornata lavorativa Una motosega (L p =103 db) per 1 h, un potatore (93 db) per 2.5 h, un decespugliatore (94 db)per 3 h, un 12

13 soffiatore (91 db) per 2 h e fa una sosta da 0,5 h (50 db) per mangiare. Calcola il livello di pressione equivalente giornaliero. [L Aeqd = 96.4 db] 48) Il rumore di un auto è indicato dalla seguente tabella per bande di 1/3 di ottava. Calcola il valore dei livelli di rumore per bande di ottava e il livello di rumore totale per l auto. f [Hz] L pf [db] [L pt =80 db] 49) Le specifiche tecniche di una cassa acustica utilizzata per un concerto indicano i seguenti valori: potenza nominale 1000W; sensibilità 1W/1m = 92 db. Stabilire se le transenne poste dagli organizzatori a 10,0 m dalla cassa rispettano la normativa che prevede che gli spettatori più vicini non siano investiti da un livello di pressione superiore a 100 db. [r=12.5 m] 50) Una sorgente sonora emette un livello di potenza sonora di 100 db alla frequenza di 900 Hz. Essa è separata da un ricevitore, che si trova alla stessa altezza rispetto al terreno, da una barriera che la sovrasta di 3,00 m. La barriera si estende per 5,00 m sia a destra che a sinistra della sorgente. La distanza in proiezione orizzontale tra la sorgente e la barriera è di 3,00 m mentre quella tra la barriera e il ricevitore è di 5.00 m. Calcola l attenuazione prodotta dalla barriera. [DL=21.7 db] 13

14 SECONDA PARTE: PROBLEMI sulla PROPAGAZIONE DEL SUONO IN CAMPO RIVERBERANTE 1) Un aula scolastica ha le dimensioni 4,00 x 6,00 x 10,00 m e presenta un tempo di riverberazione di 1,50 s quando c è una persona. a) determinare il coefficiente di assorbimento complessivo dell aula. b) Se nell aula ci sono 40 studenti ed ognuno di essi ha un coefficiente di assorbimento as = 0,45 sabin, determinare il nuovo valore del tempo di rimbombo dell aula. [t=0.849s] 2) Una porta di dimensioni 1,00 x 2,50 m è ricavata in una parete di 4,00 x 7,00 m. La porta ha una perdita per trasmissione (potere isolante) di 20 db mentre la parete ne ha una di 30 db. Determinare il potere isolante della combinazione parete + porta. [R tot =27.5 db] 3) La fessura sotto una porta isolante è 1/100 dell area complessiva della porta. Sapendo che il livello del rumore fuori dalla porta è 90 db, determinare il livello del rumore nella stanza al di là della porta chiusa. [L 1 =70 db] 4) Un ufficio è isolato da una parete di 100 m 2 avente una perdita per trasmissione di R 1 =40 db. Nella parete vi è una porta di 2,5 m 2 con potere fonoassorbente R 2 =30 db. Sapendo che il livello del rumore nella sala adiacente all ufficio è di 75 db, determinare il livello del rumore nell ufficio a porta chiusa e a porta aperta. [L uff =59 db] 5) Determinare il tempo di riverberazione di un ufficio il cui volume è 1600 m 3 e l assorbimento complessivo del suono 80 sabin. Qual è l assorbimento necessario per avere il tempo di riverberazione ottimale a 1000 Hz? [DaS=136 sabin] 6) Il volume di una sala è 324 m 3. Le pareti hanno 122 m 2 di superficie e un coefficiente di assorbimento di 0,030. Il soffitto ha una superficie di 98 m 2 e un coefficiente di assorbimento di 0,80. Il pavimento ha una superficie di 98 m 2 e un 14

15 coefficiente di assorbimento di 0,060. Determinare il tempo di riverberazione della sala. 15 [t=0.61 s] 7) Un ufficio con un livello di rumore di 72,5 db ha originariamente un assorbimento acustico di 100 sabin derivanti pressochè totalmente dal soffitto. Successivamente al soffitto dell ufficio di area 20 x 40 m, viene applicato un materiale con un coefficiente di assorbimento di 0,85. Determinare il nuovo livello di rumore. [L dopo =64.2 db] 8) Si vuol verificare il comportamento acustico di una piccola sala per musica da camera delle dimensioni di 15,00 x 11,00 x 6,00 m ed adottare gli eventuali provvedimenti per renderla confortevole. Caratteristiche della sala: Pavimento in piastrelle di ceramica ( a = 0,010) Soffitto cassettonato ad intonaco (a = 0,030) Pareti verticali (leggermente movimentate da rientranze e sporgenze) parte ad intonaco parte in marmo e parte in vetro (finestre) coefficiente di assorbimento medio a= 0,02; Volume ambiente V = 990 m 3 Superficie pavimento 165 m 2 Superficie soffitto tenendo conto dello sviluppo del cassettonato 190 m 2 ; Superficie delle pareti tenendo conto delle sporgenze e rientranze 330 m 2. [t iniz =7.2 s] 9) Una sala per conferenze, di forma a parallelepipedo, ha le seguenti dimensioni b=8,00 m, l= 15,00 m, h= 4,00 m. Le pareti e il soffitto delimitanti l ambiente sono tutte intonacate (coefficiente di assorbimento a 1 = 0.040) ed il pavimento è in marmo (a 2 = 0.030). I posti a sedere sono 80 (assorbimento delle persone A 3 =a 3 S=0.55 sabin, assorbimento sedie A 4 = a 4 S=0.015sabin). Si calcoli il tempo di riverberazione della sala riferito alla banda di ottava di frequenza 1000 Hz. Si proponga un intervento correttivo per ridurre ad un valore accettabile tale tempo nel caso superi quello ottimale. [DA*=70.8 db] 10) Un ambiente a forma di parallelepipedo, di dimensioni b= 8,00 m, l=6,00 m, h=3.30 m, ha le pareti verticali caratterizzate da una superficie vetrata di 16,00 m 2 (

16 coefficiente medio di assorbimento a v = 0.030). Le rimanenti superfici che delimitano l ambiente sono: pavimento in linoleum (a p = 0.030), pareti intonacati a calce grezza (a i =0.050), controsoffitto in pannelli fonoassorbenti (a c =0.70). Calcolare il coefficiente di assorbimento medio della stanza e il tempo di riverberazione del locale vuoto. [t=0.65 s] 11) In una palestra, avente le seguenti dimensioni b=20.00 m, l=40.00 m, h=8.00 m, il coefficiente di assorbimento acustico del pavimento è a 1 = Calcolare il valore minimo che può assumere il coefficiente di assorbimento medio delle pareti e del soffitto in modo che il tempo di riverberazione della sala sia minore di 2,0 s. [a 2 =0.29] 12) Un locale (dimensioni: b=10,00 m =l, h= 3,50 m) destinato a sala conferenze, è caratterizzato da un tempo di riverberazione di 1,6 s. Poiché tale valore risulta troppo elevato per una buona percezione delle parole, si vuole ridurlo a 0,80 s intervenendo sul soffitto intonacato (a i =0.03). Calcolare la percentuale della superficie del soffitto da ricoprire con pannelli fonoassorbenti aventi coefficiente di assorbimento a p =0.55. [S c =67.7 m 2 ] 13) Un auditorium di dimensioni b= 15,00 m, l=30.00 m, h= 7.00 m, ha un tempo di riverberazione a 1000 Hz pari a 2.0 s a sala vuota. Si determini il coefficiente di assorbimento medio della sala. Se nell auditorium sono presenti 400 persone ( assorbimento per persona A p = 0.50sabin), si calcoli il tempo di riverberazione a sala piena e lo si confronti con quello ottimale. [t 1000 =0.96 s] 14) Un ambiente di dimensioni in pianta b= 20.00m, l= m e altezza h = 4.00 m ha un coefficiente di assorbimento medio <a>= Una sorgente sonora posta all interno è caratterizzata da un livello di potenza sonora L w =90 db. Determinare la densità sonora a regime del campo riverberante nell ambiente. [D 0 = J/m 3 ] 15) Un ambiente di dimensioni b=l= m, h= 5.00 m ha un coefficiente di assorbimento medio <a>= Si misura nell ambiente un livello di pressione sonora L p =80 db. 16

17 Volendo ridurre tale livello a 75 db intervenendo su tutta la superficie, determinare il nuovo coefficiente medio delle stesse. 17 [<a p >=0.44] 16) In un ambiente di dimensioni b=7.00m, l=15.00m, h=6.00m, con pareti e soffitto intonacati (a 1 =0.03) e da pavimento in marmo (a 2 =0.02), è in funzione una macchina. A distanza sufficiente dalla macchina, dove il contributo del campo riverberante è predominante, il livello di pressione sonora vale L p = 70 db. Valutare il nuovo valore del livello di pressione sonora che si registra nell ambiente se alle pareti vengono appesi tendaggi di velluto sottile (a 3 =0.50) ed il pavimento viene ricoperto con moquette pesante (a 4 =0.44). [L pf =55.8 db] 17) In un ambiente di dimensioni b=20.00 m, l=20.00 m, h= 5.00 m, si misura un tempo di riverberazione di 2.0 s. Dopo aver effettuato un intervento teso ad aumentare l assorbimento acustico, si ottiene un tempo di riverberazione pari a 1,0 s. Nell ipotesi che nell ambiente funzioni una macchina che emette una potenza sonora di W, calcola il livello di pressione sonora nel locale prima e dopo l intervento. [L pf =69.6 db] 18) All interno di un capannone industriale di dimensioni b= m, l= m, h=11.00 m, sono presenti 20 macchine che producono un livello di potenza sonora L W1 = 100 db e 15 macchine che producono un livello di potenza sonora di 98 db. Il coefficiente di assorbimento medio delle superfici interne è pari a <a>= Valutare il livello di pressione sonora risultante con tutte le macchine in funzione. Nel caso si voglia mantenere all interno dell ambiente un livello di pressione sonora massimo pari a 85 db rivestendo le pareti (a=0.03) con pannelli di materiale fonoassorbente determinare il coefficiente di assorbimento dei pannelli. Calcolare inoltre il tempo di riverberazione prima e dopo l intervento di correzione acustica. [t f =0.86 s] 19) Tre sorgenti sonore puntiformi ed isotrope emettono ciascuna una potenza sonora W = W. Esse sono disposte a distanza r 1 = 2.00 m, r 2 = 1.00 m ed r 3 =3.00 m da un punto R in cui è presente un ricevitore. Determinare il livello di pressione sonora che complessivamente si rileva in R nel caso che:

18 a) r Si trovi all aperto; b) R si trovi all interno di una stanza cubica di lato l= 6.00 m caratterizzata da un coefficiente di assorbimento medio <a>=0.10. [L pt =84.8 db] 20) Una sorgente sonora opera all interno di un ambiente di dimensioni b= 4.00 m, l= 4.00 m, h= 3.00 m, con un pavimento in marmo e pareti laterali e soffitto intonacati. In tabella sono riportati lo spettro di emissione in bande di ottava della sorgente ( livelli di potenza sonora) ed i valori dei coefficienti di assorbimento del marmo e dell intonaco. Determinare: a) il livello di pressione sonora alle diverse frequenze e quello risultante all interno della stanza; b) il tempo di riverberazione del locale alle varie frequenze. F [Hz] L W [db] a m (marmo) a i (intonaco) [L pt = 95 db] ISOLAMENTO ACUSTICO 21) Un tramezzo in mattoni, caratterizzato da un potere fono isolante di 50 db ed avente dimensioni l= 5.00 m, h =3.50 m, divide due ambienti uguali aventi dimensioni in pianta b=4,00 m, l= 5.00m. Sapendo che le pareti del divisorio sono rivestite di intonaco (coefficiente di assorbimento acustico a i = 0.030), così come il soffitto e le altre pareti laterali, mentre il pavimento è ricoperto di moquette (a m =0.44), calcolare l isolamento acustico determinato dal divisorio. 18 [DL=48.1 db] 22) Due ambienti di uguali dimensioni (b=c=7.00 m,l = 5.00 m, h=3.00 m), aventi le superfici delimitanti con un fattore di assorbimento acustico medio <a> = 0.050,

19 sono separati da un divisorio avente un area hl. Si è misurato un isolamento acustico di 30 db; valutare il potere fonoisolante del tramezzo ed il relativo coefficiente di trasmissione. (vedi figura es.21) 23) Calcola il potere fonoisolante della parete di separazione tra un ambiente disturbante (1) e uno disturbato(2), noti i seguenti dati: - livelli di pressione sonora : L p1 =100 db, L p2 =70 db; - volume dell ambiente disturbato: V 2 = 300 m 3 ; - tempo di riverberazione dell ambiente disturbato: t 2 =1.2 s; - area della parete divisoria : S D = 50 m 2. [R=31 db] 24) Un tramezzo, separante due ambienti uguali di dimensioni b=c=l=4.00 m, h =3.00 m, ha un area frontale S D = 12,00 m 2. Sapendo che il suo potere fonoisolante è R=35 db, si valuti il livello di pressione sonora L p2 che si instaura nell ambiente (2) (coefficiente di assorbimento medio <a>=0.30), quando nell ambiente (1) sia operante una sorgente sonora per cui risulti L p1 =70 db. 19 [t= ] [L p2 =32 db] 25) Due ambienti di forma cubica con spigolo l=10.00 m hanno una parte di parete in comune S c =20.00 m 2. Il coefficiente di assorbimento medio delle superfici è <a A >=0.30 per l ambiente disturbante e <a B >= 0.60 per quello disturbato. a) Calcolare il potere fonoisolante della parete comune affinchè l isolamento acustico sia DL=40 db. b) calcolare inoltre la potenza massima della sorgente operante nella camera disturbante affinchè nella camera disturbata non si superi il livello di pressione sonora L p2 = 44 db. [W= W]

20 26) Si determini il livello di pressione sonora per bande di ottava ed il livello sonoro globale nel locale adiacente a quello in cui è contenuta una sorgente sonora (vedi figura). La parete comune ad i due ambienti è realizzata in mattoni pieni intonacati, il livello sonoro per bande di ottava nel locale disturbante è dato dalla tabella sotto indicata insieme ai valori dei coefficienti di assorbimento delle superfici che delimitano il locale disturbato. F [Hz] <a p > (pavimento) <a i > (intonaco) R divisorio [db] L p1 [db] [L pt =39.8 db] 27) In una sala di un ristorante ( b= 10.00m, l=24.00m h=3.50m) si vuole diminuire il livello sonoro prodotto dalla presenza di N=100 persone nelle condizioni di massimo affollamento. A tale scopo si prevede di applicare dei pannelli fonoassorbenti a soffitto. Utilizzando la tabella dati acclusa, che riporta le caratteristiche fonoassorbenti delle superfici della stanza ed il livello sonoro misurato prima dell intervento, si determini: a) il livello sonoro complessivo prima dell intervento; b) il livello sonoro complessivo dopo la posa in opera dei pannelli fonoassorbenti. Si adotti l ipotesi di ambiente riverberante perfettamente diffuso. f [Hz] <a> pareti e pavimento a s soffitto a p pannelli fonoassorbenti A * singola persona L p1 [dba] [L pt2 = 71.7 db] 20

21 28) Un potente ventilatore è posto sulla parete verticale di un edificio industriale. Il rumore da esso prodotto si irradia nello spazio circostante (campo libero) sotto forma di onde semisferiche. Lo spettro di potenza sonoro fornito dal costruttore dell apparecchio vale: f [Hz] L W [db] Si vuol determinare il livello di pressione sonora a r =300 m di distanza dalla sorgente in termini di: 1) livello di pressione sonora per bande di ottava; 2) livello sonoro complessivo (banda larga) 3) livello sonoro complessivo ponderato A. [L pta =45.2 db] 29) Si considerino i due ambienti rappresentati in figura, separati da una parete realizzata in mattoni pieni intonacati. In uno dei due locali è attiva una sorgente sonora che produce all interno del locale stesso un livello di pressione sonora il cui spettro di frequenza in bande di ottava è dato in tabella con i dati relativi alle pareti e al divisorio. f [Hz] L p1 [db] a i (intonaco) a m (marmo) R (divisorio)

22 Determinare nel locale disturbato: a) il livello di pressione sonora per bande di ottava; b) il livello di pressione sonora totale. [L pt = 43 db] 30) Due ambienti (A) e (B) sono separati da una lastra di vetroche funge da divisorio. In (A) sono opportunamente disposti degli altoparlanti che determinano nell ambiente un campo sonoro diffuso. Le pareti dell ambiente (B), avente dimensioni c= 4.00 m, l= 3.3 m, h =3.00 m, sono rivestite di materiale fonoassorbente (a =0,70). In condizioni di regime si misura un livello di pressione sonora nell ambiente (A) pari a L A = 110 db, mentre in (B) risulta L B = 77 db. Si valuti il potere fonoassorbente della lastra di vetro. [R=26.7 db] 31) Un ambiente ha dimensioni b= 8.00 m, l=5.00 m, h=3.00 m, inizialmente le sue pareti e il soffitto sono intonacati, mentre il pavimento è in pietra ruvida, determinare il tempo di riverberazione per bande di ottava in queste condizioni. Si vuole installare nella stanza un impianto di home theatre e quindi si deve ridurre il tempo di riverberazione ad al massimo a 0.40 s dalle frequenze 250 Hz in su. Supponendo di poter disporre solo di tende pesanti per il trattamento acustico dell ambiente, calcolare la superficie minima di tendaggio da installare per ottenere il tempo di riverberazione richiesto. I dati relativi ai materiali sono riportati in tabella. f [Hz] a i (intonaco) a p (pavimento) a T (tende) [S T =118 m 2 ] 32) Al centro di un capannone avente dimensioni b=l=20.00 m, h=5.00 m è posta una macchina che, ad una distanza r 1 =2.00 m, determina un livello di pressione L p1 =103 db a 1000 Hz. Il tempo di riverberazione alla stessa frequenza all interno dell ambiente è t=5.3 s. Calcolare il livello di pressione sonora prodotto dalla macchina ad una distanza r 2 =10.00m. Si vuole ridurre di 10 db il livello di pressione aumentando l assorbimento acustico totale. Calcolare il coefficiente di assorbimento 22

23 che i pannelli fonoassorbenti dovrebbero avere nell ipotesi che vengano collocati solo su tutto il soffitto. [a p =0.93 ] 33) In una sala conferenze di dimensioni b=12.00 m, l= m, h= 5.00 m, con un tempo di riverberazione di 1.1 s, sono installati quattro altoparlanti per ciascuno dei due lati lunghi ( in modo che i due di estremità si trovino allo spigolo con i lati corti). Supponendo che la direttività degli altoparlanti sia determinata solo dal loro posizionamento e che la loro potenza sonora unitaria sia di 0.05 mw, calcolare il livello di pressione sonora che si misura al centro della sala. [L pt =60 db] 34) Un tramezzo di separazione tra due ambienti è costruito in mattoni forati da 12x25x25 cm intonacati sulle due facce per uno spessore complessivo di 15 cm. Il costruttore fornisce le seguenti frequenze in bande di 1/3 di ottava per il potere fonoisolante: f [Hz] R [db] Calcolare l indice di valutazione Rw interpolandolo dalla curva ISO [R w =53 db] 23

24 35) Una ditta che produce laterizi fornisce la seguente scheda tecnica per la parete monostrato ivi descritta. Verificare la correttezza dell indice del potere fonoassorbente Rw dichiarato in base ai dati sperimentali forniti di R in bande di 1/3 di ottava. 24 [corrisponde]

25 36) Due ambienti appartenenti ad un fabbricato di categoria A (abitazione) sono separati da un tramezzo di superficie 15.0 m 2. L ambiente disturbato (B) ha un assorbimento acustico A 2 *=50 sabin. Sono stati misurati in sito i seguenti livelli di pressione sonora nell ambiente A in cui è in funzione la sorgente disturbante e nell ambiente B disturbato. I risultati delle misura per le frequenze di 1/3 di ottava sono indicati in tabella: f [Hz] L A [db] L B [db] Calcola il potere fonoisolante apparente Rw del tramezzo e verifica se soddisfa le condizioni di legge (Rw >50 db) 25 [R w =38 db] 37) Consideriamo la parete analizzata nell es.35; si è verificato che il suo potere fonoisolante Rw=53 db. In letteratura esistono varie formule per il calcolo di tale valore in funzione della massa m (densità superficiale). Verificare quale di quelle conosciute approssima in modo migliore il risultato sperimentale. Dalla tab. risulta m =340,0 kg/m 2. [R w =53 db] 38) Calcolare il potere fonoisolante apparente di una facciata composta da una parete doppia in muratura, da due finestre parzialmente apribili e da una presa d aria. Di tali elementi sono note le prestazioni acustiche in termini di potere fonoisolante (muratura e finestre) e di isolamento acustico normalizzato (presa d aria). La facciata ha il prospetto indicato in figura, non presenta sporgenze di nessun tipo per cui non ci sono termini correttivi per forma. Gli elementi componenti, le cui prestazioni acustiche sono evidenziate in tabella, sono: - 1 parete doppia ( cm) S m = 6.00 m 2 ; - 2 finestra con telaio in legno e vetrocamera ( mm) S v =4.50 m 2, di cui apribili S va = 2.50 m 2 ; - 3 finestra con telaio in legno e pannelli in vetro da 6 mm S v1 = 0.50 m 2 ;

26 - 4 presa d aria posta sopra la finestra su telaio in legno S p = 0.30 m 2. n elemento S frequenze [m 2 ] R muro R finestra R finestra D n presa d aria Per ogni elemento si deve trovare l indice di valutazione Rw con la curva ISO717-1 In particolare si nota che i dati sono forniti in bande di ottava e non di terzi di ottava ciò comporta un analisi meno precisa ma comunque attendibile 26 [R wtot =37.6 db] 39) Una parete è composta da due lastre in cartongesso dello spessore s=1.25 cm con interposto uno strato di lana di roccia di spessore d=7.5 cm. La densità superficiale delle due lastre risulta. Calcolare il potere fonoisolante della parete. [R w =51 db] 40) La parete composta come indicato nell esercizio n. 35 ha un R w =53 db e dimensioni b= 6.00 m, h= 3.00 m. Su di essa è presente una portafinestra di dimensioni c=1.40 m, d=2.20 m ed R wp = 40 db. Calcolare l indice di potere isolante apparente. [R w =44.7] 41) La parete tra due locali adiacenti, in muratura pesante, è alta h=3,40 m e lunga b= 7.00 m. Nella parete vi è una porta in legno larga c= 0.80 m e alta d=2.00 m. Se il potere fonoisolante della parete è R 1 = 54 db e quello della porta in legno è R 2 = 26 db, quale sarà il potere fonoisolante complessivo della parete? [R T =37.6 db] 42) (Solaio: fase di PROGETTO) Un solaio di spessore 20+4 cm in latero-cemento ha una densità superficiale m = 300 kg/m 2, sopra il solaio è disposto un massetto alleggerito di densità d m = 300 kg/m 3 e spessore h = 10 cm. Calcolare l indice di rumore da calpestio ( a 500Hz) nel caso non si disponga nessun isolamento acustico e

27 L'n (db) nel caso in cui venga inserito uno strato di materiale isolante tipo fonostop con massa areica m f =100 kg/m 2 e rigidità dinamica s =21 MN/m 3. [L nw = 54 db] 43) (Solaio: verifica ESISTENTE) Si deve verificare se l isolamento acustico costituito da un solaio esistente è sufficiente per rispettare i limiti imposti dalla normativa (L nw <63 db) per edifici di categoria A (abitazioni). La stanza ricevente (sottostante) ha un area totale S T = m 2 mentre il coefficiente di assorbimento medio delle superfici che la costituiscono è indicato, per frequenze, nella sottostante tabella assieme ai livelli d intensità rilevati in loco. Calcola l indice di valutazione del livello di rumore da calpestio <a> [sabin] L [db] [L nw =54 db] 44) (Solaio: ristrutturazione Esistente) Un solaio esistente è stato analizzato portando ai risultati indicati di seguito: Livello normalizzato rumore di calpestio (L' nw =72 db) Rumore calpestio Curva di riferimento Frequenza (Hz) 27

28 Frequenza L'n o L'nT Curva ISO ISO Diff. Hz db traslata sfavorev L'n,w 72 Somma 30.8 Somma/ Come si vede l indice di valutazione L nw =72 db supera di molto il limite di norma per le abitazioni. Si vuol verificare se inserendo un pavimento galleggiante su uno strato fonoassorbente avente rigidità dinamica s =21 MN/m 2 e densità superficiale m =100 kg/m 2 (spessore 7,5 mm) si rientra nei limiti di legge. [L nw =58 db] 45) (Facciata: verifica Esistente) Per una parete di facciata sono stati misurati i seguenti livelli di pressione L 1,2m, L 2 e tempi di riverberazione t all interno della stanza a cui appartiene la facciata ottenendo i seguenti valori: L 1,2m L t Il volume della stanza misura V 2 =50.00 m 3. Calcolare l indice di isolamento acustico di facciata D n,w. [D nt,w = 47 db] 28

29 46) (facciata: fase di progetto) La parete di facciata studiata nell esercizio n.35 ha un indice di isolamento acustico apparente R wt =44.7 db, con i seguenti valori geometrici della stanza che delimita: - Superficie totale parete - Superficie portafinestra - Superficie muratura - Volume V= m 3 Calcola il valore dell indice di isolamento acustico di facciata (f=500 Hz) 29 [D 2m,nTw =48.6 db] 47) Una parete in mattoni (R w = 53 db) è alta h=3.00 m e lunga b= 5.00 m. Su di essa c è una finestra (R wf = 40 db) di dimensioni H=1.40 m e l= 1.60 m. Calcolare il potere fonoisolante totale nel caso in cui la finestra sia chiusa e in quello in cui la finestra sia aperta. [b) R Wc =8.5 db] 48) Calcolare la frequenza di risonanza di un pannello vibrante costituito da una lastra di legno compensato avente spessore s=10 mm e densità d=780kg/m 3. Il pannello è fissato alla parete rigida mediante telaio perimetrale ed è distante dalla parete stessa d=50 mm. [f r =96 Hz] 49) Per valutare l isolamento acustico di facciata di una palazzina viene utilizzata una sorgente sonora S che emette un livello di potenza sonora Lw= 95 db. Il punto in cui si determina L 1,2m si trova ad un altezza H= 5.00 m e ad una distanza in proiezione orizzontale d= 3.00 m dalla sorgente S. Il volume dell ambiente ricevente misura V=60.00 m 3 mentre la sua superficie totale vale S T = 104 m 2, l indice di assorbimento medio del locale vale <a>= (f=500 Hz). Durante

30 le prove si è rilevato un valore del livello di pressione all interno L 2 = 41 db. Calcolare D 2m,nT. SE SIETE SOPRAVVISSUTI FINO A QUI ORA RISOLVETE QUESTO! [ D 2m,nT = 35.6] 50) In figura sono rappresentate la pianta e la sezione di due stanze appartenenti ad unità immobiliari diverse. Si vuol calcolare il potere fonoisolante apparente della parete A che separa i due ambienti. I dati relativi alle pareti che delimitano i locali sono riportati nelle tabelle sottostanti. Proporre poi un intervento migliorativo Fig.2 fig.1 Cod. descrizione S [m 2 ] R w [db] m [kg/m 2 ] A Parete di separazione cm B Tramezzo in mattoni forati cm C Parete di facciata composta D Solaio in latero-c.to cm collegamenti: tipologia 30

31 Tra parete A e parete C Collegamento a T tra pareti omogenee Tra parete A e parete B Collegamento a croce tra pareti omogenee con cambio di spessore Tra parete a e solaio D Collegamento a croce tra strutture omogenee Si utilizzi il modello di calcolo del CEN. [R w =45 db] 31