Cenni di acustica ambientale. Prof. Ing. Cesare Boffa

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1 Cenni di acustica ambientale

2 I esterna Sorgenti esterne all ambiente Sorgente sonora Ascoltatore esterna Sorgenti esterne all ambiente

3 Cenni di acustica ambientale i a r t

4 Cenni di acustica ambientale a a i r r i t t i i a r t i a i r i t i 1 a r t

5 Cenni di acustica ambientale Coefficiente di assorbimento acustico apparente 1 r a t 1 r i

6 Ambiente chiuso Sorgente ed ascoltatore nello stesso ambiente Assenza di sorgenti esterne

7 Ipotesi: Regime stazionario Densità di energia sonora D costante in ogni punto dell ambiente (ambiente riverberante): quindi intensità acustica costante in ogni punto di ogni superficie

8 Propagazione di un onda sonora all interno di un ambiente chiuso

9 CASO 1 Sia data una sala per conferenze di forma parallelepipeda avente dimensioni h=5 m a=10 m b=20 m Pareti, soffitto e pavimento hanno coefficiente di assorbimento apparente = 0,2. Un altoparlante immette una potenza sonora di 10-3.

10 CASO 1 (continua) Calcolare: il livello d intensità acustica percepito dagli ascoltatori presenti nell ambiente.

11 CASO 1 (continua) I è uniforme in ogni punto, il sistema è in equilibrio e in regime stazionario. Tutta la potenza immessa nell ambiente dall altoparlante deve essere assorbita dalle pareti. IS I S

12 CASO 1 (continua) S 5x( I 700 0,2 20)2 (10x20)x , /m m Livello di intensità acustica= L 10 log 6 7, [log 6 7,14x10 ] 10 [0,85 6] 68,5 db

13 CASO 2 Sia data una sala di forma parallelepipeda avente dimensioni h=5 m a=10 m b=20 m Pareti, soffitto e pavimento hanno coefficiente di assorbimento apparente = 0,2. Calcolare: la potenza che deve essere immessa da una sorgente (altoparlante) per produrre un livello di intensità acustica di 130 db (soglia del dolore).

14 CASO 2 (continua) Come nel caso precedente si suppone che I sia uniforme in ogni punto ed il sistema in equilibrio ed in regime stazionario. IS S m Livello di intensità acustica= I log 12 I m 10x700x0, []

15 CASO 3 Sia data una sala per conferenze di forma parallelepipeda avente dimensioni h=5 m a=10 m b=20 m In essa è in funzione un altoparlante di potenza sonora pari a 10-3.

16 CASO 3 (continua) Calcolare il valore del coefficiente di assorbimento apparente delle pareti che determina un livello sonoro di 70 db all interno della sala. Si suppone, come nei casi precedenti, che I sia uniforme in ogni punto.

17 CASO 3 (continua) Si calcola il valore della intensità sonora I in [/m 2 ]. Livello sonoro: 10 log I I 10 log10 IO log I log I12

18 CASO 3 (continua) I m 2 S m IS ,14

19 Confronto tra il risultato del caso 3 e quello ottenuto del caso 1 Caso 1 Caso ,2 0,14 db 68,5 70 I [/m 2 ] 0, S

20 Materiali porosi Pannelli vibranti (risuonatori)

21 i S i S

22 Tempo di riverberazione

23 Tempo di riverberazione Ambiente chiuso Sorgente sonora Potenza Tempo t

24 Tempo di riverberazione S A Sorgente Ascoltatore

25 Propagazione di un onda sonora all interno di una stanza

26 [] I [/m 2 ] I tempo [s]

27 [] I [/m 2 ] I tempo [s]

28 Livello di intensità sonora db tempo t [s] t<t o sorgente sonora in funzione t>t o sorgente sonora spenta 60 = tempo di riverberazione

29 V S i i (SABINE) V S 3 m 2 m 60 s Valida per piccoli (ambiente riverberante, densità di energia sonora uniforme in ogni punto)

30 Tempo di riverberazione 60 è il tempo, misurato in secondi, necessario affinché il livello di intensità sonora decresca di 60 db (pari ad una riduzione di un milionesimo in termini di /m 2 ) dal momento in cui cessa il funzionamento della sorgente all interno dell ambiente.

31 Valori ottimali del tempo di riverberazione a 1000 Hz in funzione del volume dell ambiente 9 k 60 V ott 1000

32 Valore ottimo del tempo di riverberazione in funzione della frequenza riferito al valore a 1000 Hz, secondo vari autori.

33 Caso pratico Calcolo del valore del coefficiente di assorbimento apparente del soffitto di una sala per conferenze affinché il valore del tempo di riverberazione 60 risulti ottimale.

34 Data una sala per conferenze avente dimensioni h=6, a=20, b=15 determinare il valore ottimale del tempo di riverberazione a 1000 Hz e determinare il valore del coefficiente di assorbimento apparente che deve avere il soffitto sapendo che per le pareti =0,2 e per il pavimento (in presenza di pubblico) =0,5. Si supponga, anche in questo caso, che la densità di energia sonora D sia uniforme in ogni punto.

35 Calcolo del volume della sala V 20x15x m Dai grafici o dalle formule (es. k 9 V k 0,4 ) si ricava ott ,9 sec

36 Il valore del coefficiente di assorbimento apparente del soffitto si ricava dalla 60 0,16V S i i in cui soffitto è la sola incognita 60 pav imento S pav imento 0,16V S pareti pareti sof f itto S sof f itto 0,9 0,16x1800 0,5x20x15 0,2x(20 15)x6x2 sof f itto x20x15 0, sof f itto x300 sof f itto 0,