Principi di acustica

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1 26 Maggio 2016 Principi di acustica

2 Cos è il suono?

3 Cos è il suono? Il suono è un fenomeno fisico oscillatorio che si propaga in un mezzo elastico. È il risultato di una perturbazione ondulatoria che viene generata e si propaga nell aria, interagendo con i confini dell ambiente e gli oggetti contenuti. La sensazione uditiva è legata alle caratteristiche dell ambiente.

4 Compressione Rarefazione Sovrapressione Depressione p + - tempo A λ C = λx F 1 sec A: Ampiezza λ: Lunghezza d onda T : Periodo = intervallo di tempo necessario per una oscillazione completa F : frequenza (numero di cicli in un secondo [Hz]) = 1/T

5 Come si caratterizza un suono: Quantità e Qualità QUANTITA QUALITA Livello Livello Bassa Suoni Alta sonoro sonoro frequenza Gravi frequenza basso elevato Suoni Acuti Suono puro legge sinusoidale Suono composto = somma di più suoni puri

6 ANALISI IN FREQUENZA Spettro in banda di terzi di ottava 20 Hz 20 KHz Acustica ambientale (e impianti)

7 VEDERE IL SUONO Camera acustica Simulazione previsionale della propagazione acustica mediante software

8 La propagazione sonora negli ambienti chiusi Il suono generato all interno di un ambiente chiuso produce un campo acustico che è il risultato della sovrapposizione delle ONDE DIRETTE e delle ONDE RIFLESSE Le onde dirette provengono dalla sorgente e raggiungono direttamente l'ascoltatore, comesefosseincampolibero; Le onde riflesse sono invece prodotte da tutte le riflessioni sulle pareti che delimitano l'ambiente.

9 La riflessione del suono Antenna acustica Onda incidente Onda riflessa

10 ACUSTICA ARCHITETTONICA: PROGETTARE GLI

11 SCUOLE SALE RIUNIONI LOCALI PUBBLICI DOVE? MENSE AMBIENTI DI LAVORO PALESTRE

12 1 2 2 Onda DIRETTA Onde 1a RIFLESSIONE Nel caso del parlato, le riflessioni che giungono con un ritardo < 50 ms rispetto al suono diretto ne migliorano la comprensione RT Riverbero

13 IlTempodiRiverbero RT (ot60)èunparametroacusticocheriguardailfenomenoper il quale il suono persiste nell ambiente anche una volta cessato l evento sonoro. Il Tempo di Riverbero RT è definito come: Tempo di riverbero (RT) «il tempo necessario affinché in un determinato punto vi sia un decremento di 10^6 volte dell energia presente, ovvero che la pressione acustica nell ambiente diminuisca di 60 db, in seguito allo spegnimento della sorgente». 60 db Scarto i primi 5 db (tratto scalinato) e faccio partire il cronometro finché il livello è sceso di 60 db 0,85 s

14 Si fissa un tempo di acquisizione del livello sonoro molto stretto e si misura l andamento nel tempo allo spegnimento della sorgente sonora. Si hanno tre tratti: stazionario (sorgente accesa) inclinato (sorgente spenta, riflessioni n-esime) fondo

15 Misura mediante impulso Palloncino Pistola Clappatore Tavola di legno

16 Media

17 Rapporto del tempo di riverbero medio

18 Tempo di riverbero di una palestra nelle situazioni pre e post trattamento acustico Situazione pre intervento Situazione post intervento

19 RT ottimale (es-parlato; sala 500 mc) ACUSTICA ARCHITETTONICA: PROGETTARE GLI UNI RT medio tra Hz [1] RT ottimale: 0,6 sec [2] RT ottimale: 0,5 sec [3] RT ottimale: 0,9 sec [4] RT ottimale:?? 4 Volume?

20 Tempo di riverbero in ambienti limite Camera anecoica (simile ambiente campo libero) Camera riverberante

21 Riflessione, assorbimento e trasmissione del suono La porzione di energia riflessa dalle superfici di confine dipende dal loro comportamento acustico, in generale descritto dai coefficienti di assorbimento, riflessione e trasmissione(a, r, t). Il coefficiente di assorbimento acustico indica la porzione di energia sonora che entra nella parete e che, convertendosi in calore, non ritorna nell ambiente: Wi= WR + WT + Wa

22 Assorbimento acustico

23 Materiali porosi

24 I risuonatori di Helmholtz sono costosi da realizzare ed efficaci solo su strette bande di frequenza. Un meccanismo simile si ottiene con pannelli perforati distanziati da una superficie rigida. Inserendo materiale poroso nella cavità si espande lo spettro di assorbimento.

25 Riflessione sonora e fonoassorbimento

26 Riverbero e fonoassorbimento 1 Soffitto riflettente 2 Soffitto fonoassorbente

27 Indici di qualità Parlato ACUSTICA ARCHITETTONICA: PROGETTARE GLI Indici che rappresentano il rapporto tra l energia associata al suono diretto e alle prime riflessioni e l energia associata alle successive riflessioni Indice di CHIAREZZA C50 rapporto suono utile/riverberato, l intervallo ottimale, per questo parametro, è dai 2 ai +2 db. Speech Transmission Index (STI) rappresenta il valore medio del rapporto S/N(signal-to-noise) apparente(derivato dai valori della MTF, Modulation Transfer Function) in un campo di frequenze ritenute importanti per la modulazione dell inviluppo del segnale vocale. È compresotra0e1,piùessoèvicinoepiùilparlatorisultaintelligibile, piùèvicinoazeroemaggiorisonoleinformazioniperseacausadella scarsa intelligibilità. 0< STI < 1

28 Musica Indici che rappresentano il rapporto tra l energia associata al suono diretto e alle prime riflessioni e l energia associata alle successive riflessioni. Indice di chiarezza (musica): percezione nitida di note musicali suonate in successione rapida e possibilità di distinguere chiaramente note di uno o più strumenti suonate contemporaneamente. -4 < C80 < 2 Indice di intensità(sound Strenght) G: rapporto tra due intensita G può essere interpretato come la differenza tra il livello della pressione sonora nel punto di ascolto ed il livello della potenza sonora emessa dalla sorgente -35< G < -20 Early Decay Time (EDT) tempo di riverberazione calcolato sui primi 10 db della curva di decadimento 1,8< EDT < 2,6

29 Fonoassorbimento Vs. Fonoisolamento ISOLAMENTO ACUSTICO fonoisolamento ACUSTICA DI INTERNI fonoassorbimento

30 Isolamento acustico Rumore di calpestio Rumore aereo Rumore impianti

31 Ponti acustici Ponte acustico nel setto acustico del controsoffitto (canalizzazione impianti) Ponte acustico giunzione parete vetrata/colonna Ponte acustico fessurazione Innesto armadio-vetro

32 Grazie per l attenzione.