Acustica Edilzia 2023/2024 PDF

Corso di Laurea Magistrale DAMS Teatro – Musica – Danza A.A. 2023/2024 Corso di ACUSTICA, SONORIZZAZIONE DEGLI AMBIENTI, ILLUMINOTECNICA ACUSTICA EDILIZIA Ing. Claudia Guattari PROGETTAZIONE ACUSTICA...

Corso di Laurea Magistrale DAMS Teatro – Musica – Danza A.A. 2023/2024 Corso di ACUSTICA, SONORIZZAZIONE DEGLI AMBIENTI, ILLUMINOTECNICA ACUSTICA EDILIZIA Ing. Claudia Guattari PROGETTAZIONE ACUSTICA Dispense finalizzate esclusivamente a scopi didattici ACUSTICA EDILIZIA ❑ Progettazione acustica di un ambiente interno può essere di due tipologie: Scelte di tipo architettonico, con Dimensionamento degli impianti particolare riguardo della forma, della destinati a correggere le condizioni natura dei materiali interni e di ambientali, affinché la permanenza tamponatura, delle chiusure, dei delle persone nell'ambiente risulti la colori, delle proprietà superficiali più gradevole possibile PROGETTAZIONE PASSIVA PROGETTAZIONE ATTIVA Dispense finalizzate esclusivamente a scopi didattici ACUSTICA EDILIZIA ❑ Limitare l’ingresso dei fenomeni sonori indesiderati. ❑ PROGETTAZIONE DI TIPO PASSIVO: scelta adeguata delle chiusure perimetrali. Dispense finalizzate esclusivamente a scopi didattici ACUSTICA EDILIZIA ❑ Favorire la corretta propagazione dei suoni desiderati e la fruizione da parte degli utenti. ❑ PROGETTAZIONE DI TIPO ATTIVO: impianto di amplificazione acustica. Dispense finalizzate esclusivamente a scopi didattici ACUSTICA EDILIZIA ❑ Materiali fonoassorbenti. trasformano una buona parte dell’energia acustica che attraversa il materiale in un altro tipo di energia (solitamente calore); servono per controllare le riflessioni del suono all’interno della sala (riverberazione), per aumentare la qualità e/o l'intelligibilità di ascolto e il comfort acustico (si parla di trattamento acustico di una sala). ❑ Materiali (o meglio strutture) fonoisolanti. si oppongono alla propagazione sonora tra due ambienti o tra un ambiente e l’esterno (o viceversa); La loro funzione è quella di isolare acusticamente l’ambiente nel quale ci troviamo da suoni provenienti da ambienti attigui o dall’esterno (ad esempio in un edificio residenziale) o, viceversa, di limitare la trasmissione in ambienti attigui o all’esterno di suoni provenienti dall’ambiente nel quale ci troviamo (ad esempio in un capannone industriale). Dispense finalizzate esclusivamente a scopi didattici ACUSTICA EDILIZIA - FONOASSORBIMENTO ❑ Un materiale è detto fonoassorbente se presenta un alto valore del coefficiente di assorbimento in alcuni intervalli di frequenze. ❑ Le modalità di assorbimento del suono e gli andamenti del coefficiente di assorbimento in funzione della frequenza dipendono dal tipo di materiale e dal sistema d'installazione. ❑ Di solito si fa riferimento non proprio al solo materiale, ma all'elemento assorbente così come viene installato (pannello). ❑ Esistono 3 principali categorie di pannelli assorbenti: pannelli fonoassorbenti porosi; pannelli forati risonanti assorbenti; pannelli vibranti. Dispense finalizzate esclusivamente a scopi didattici ACUSTICA EDILIZIA - FONOASSORBIMENTO ❑ Pannelli fonoassorbenti porosi. I pannelli fonoassorbenti porosi sono costituiti da materiale poroso avente in superficie numerosi fori, dai quali si accede a cavità cieche di dimensioni e forma casuali. Quando una perturbazione acustica colpisce un pannello poroso, le particelle d'aria all'interno delle cavità vibrano e dissipano energia per attrito. Maggiore è la velocità delle particelle, maggiore è la dissipazione. Ingrandimento della struttura Particolare della disposizione delle fibre di di una schiuma un materassino di kenaf Dispense finalizzate esclusivamente a scopi didattici ACUSTICA EDILIZIA - FONOASSORBIMENTO ❑ Le prestazioni di un pannello poroso dipendono da: grado di porosità (volume d'aria nei canalicoli/volume totale del pannello); forma ed orientamento medio delle cavità; spessore dello strato poroso, che individua la posizione e l'ampiezza della banda di frequenza per la quale il pannello è efficace; coefficiente di assorbimento del pannello fonoassorbente poroso, in funzione della frequenza. ❑ Lo spessore per il quale è efficace il pannello aumenta al diminuire della frequenza, così che diventa impraticabile l'adozione di pannelli fonoassorbenti porosi per un buon assorbimento delle basse frequenze. ❑ Modalità di installazione: la dissipazione di energia è maggiore quando la velocità delle particelle è elevata. il pannello è montato distanziato, lasciando una intercapedine d'aria, anziché incollato sulla parete. Dispense finalizzate esclusivamente a scopi didattici ACUSTICA EDILIZIA - FONOASSORBIMENTO Dispense finalizzate esclusivamente a scopi didattici ACUSTICA EDILIZIA - FONOASSORBIMENTO frequenza di centro banda (Hz) spessore densità Materiali (m) (kg/m3) 125 250 500 1000 2000 4000 Lana di vetro 0.025 40 0,24 0,32 0,65 0,77 0,79 0,81 Lana di vetro 0.025 100 0,25 0,41 0,86 0,94 0,84 0,81 Lana di roccia 0.025 35 0,06 0,19 0,39 0,54 0,64 0,75 Lana di roccia 0.1 35 0,42 0,66 0,73 0,75 0,77 0,79 Feltro morbido 0.012 0,16 0,04 0,10 0,21 0,57 0,92 Tessuto drappeggiato 0,07 0,31 0,49 0,81 0,66 0,54 Intonaco assorbente 0.01 0,25 0,40 0,55 0,65 0,72 0,80 (vermiculite) Intonaco assorbente 0.02 0,08 0,16 0,52 0,87 0,98 0,98 (lana minerale) Sughero 0.02 250 0,15 0,35 0,40 0,50 0,55 0,78 Dispense finalizzate esclusivamente a scopi didattici ACUSTICA EDILIZIA - FONOASSORBIMENTO ❑ Pannelli forati risonanti assorbenti. ❑ I pannelli forati risonanti assorbenti sono costituiti da una lastra di materiale non poroso in cui vengono praticati fori di dimensioni opportune. La lastra viene installata ad una certa distanza dalla parete. ❑ I pannelli forati risonanti assorbenti sono impiegati nell'assorbimento delle medie frequenze: variando spessore del pannello, dimensioni dei fori, percentuale di foratura e distanza dalla parete, si può collocare la banda di assorbimento nel campo di frequenze desiderato. ❑ Inoltre, nell'intercapedine fra pannello e parete, può essere posto materiale poroso, modificando così la frequenza di risonanza del pannello, poiché variano le caratteristiche elastiche della cavità: si ottiene in questo modo un ulteriore controllo delle caratteristiche assorbenti del pannello. Dispense finalizzate esclusivamente a scopi didattici ACUSTICA EDILIZIA - FONOASSORBIMENTO Dispense finalizzate esclusivamente a scopi didattici ACUSTICA EDILIZIA ❑ I pannelli vibranti sono lastre piane rigide di materiale non poroso; l'effetto assorbente è conseguenza del sistema di montaggio del pannello, fissato sopra un telaio ad una certa distanza dalla parete, a formare un’intercapedine d'aria di spessore variabile (alcuni cm), che può essere riempita di materiale poroso. ❑ Il campo acustico fa vibrare la lastra rigida e l'energia di vibrazione è ceduta al materiale poroso, che ha un effetto smorzante. ❑ Coefficiente di assorbimento del pannello: valori più elevati per frequenze intorno alla propria frequenza di risonanza; buoni valori del coefficiente di assorbimento acustico alle basse frequenze, con il massimo per frequenze inferiori ai 200÷300 Hz e tendenza a spostarsi verso frequenze più basse all'aumentare del peso del pannello. Dispense finalizzate esclusivamente a scopi didattici ACUSTICA EDILIZIA - FONOASSORBIMENTO ❑ Coefficiente di assorbimento di alcuni pannello vibranti di comune impiego. Dispense finalizzate esclusivamente a scopi didattici ACUSTICA EDILIZIA - FONOASSORBIMENTO Dispense finalizzate esclusivamente a scopi didattici ACUSTICA EDILIZIA - FONOASSORBIMENTO Dispense finalizzate esclusivamente a scopi didattici ACUSTICA EDILIZIA ❑ Il fenomeno acustico consiste in una perturbazione della pressione atmosferica di carattere oscillatorio, che si propaga attraverso un mezzo elastico (gas, liquido o solido). ❑ Modalità di propagazione del rumore: via diretta, quando il suono non incontra nessun ostacolo, ovvero l’onda sonora si può propagare liberamente; via aerea, il mezzo di propagazione del suono è l’aria, ma vi sono ostacoli tra la sorgente e la destinazione; via strutturale, il suono è prodotto direttamente applicando forze meccaniche alla struttura dell’edificio. ❑ Il rumore prodotto dalle fonti esterne si propaga solo per via aerea e poi penetra all'interno dell'edificio attraverso il suo involucro. Per questo motivo le caratteristiche tecnologiche e costruttive delle strutture risultano determinanti nell'offrire una maggiore o minore resistenza alla diffusione verso l'interno delle onde sonore provenienti dall'esterno e una migliore intellegibilità dei suoni prodotti al loro interno. Chiaramente, le “aperture” (finestre, cassonetti coprirullo, griglie di aerazione) rappresentano i punti deboli dell'edificio nella difesa dal rumore. Dispense finalizzate esclusivamente a scopi didattici ACUSTICA EDILIZIA ❑ Trasmissione per via aerea. Dispense finalizzate esclusivamente a scopi didattici ACUSTICA EDILIZIA ❑ Trasmissione per via strutturale. ❑ A differenza del rumore aereo che è assorbito dall’aria e si dissipa in ragione della distanza, il rumore trasmesso per via strutturale, o rumore impattivo (calpestio, sedia che si sposta,…), coinvolge nella sua vibrazione altri elementi, generando una sorta di amplificazione veicolata da strutture orizzontali (solai), o verticali (pareti in muratura), superando anche notevoli distanze. Dispense finalizzate esclusivamente a scopi didattici ACUSTICA EDILIZIA - FONOISOLAMENTO ❑ L’isolamento acustico è una questione tecnica di difficile soluzione perché: la via principale di propagazione del campo acustico è l'aria: occorre verificare che su un isolante acustico non siano presenti aperture, in quanto si perderebbe gran parte del vantaggio derivante dall'installazione del materiale; anche quando le vie aeree sono chiuse, il rumore continua a trasmettersi attraverso il materiale di chiusura; per ottenere una riduzione più significativa si può ricorrere alla creazione di una struttura fonoisolante, intesa come complesso di materiali e loro disposizione architettonica finalizzati ad ottenere la riduzione più elevata possibile del rumore trasmesso. Dispense finalizzate esclusivamente a scopi didattici ACUSTICA EDILIZIA - FONOISOLAMENTO ❑ Diffusori di Shroeder ❑ Sono dei dispositivi caratterizzati dalla presenza uno vicino all’altro di elementi parallelepipedi di diversa altezza che creano una topografia frastagliata con buche e rilievi. ❑ Lo spessore più alto è determinato dalla lunghezza d’onda più grande da diffondere. La larghezza delle buche è circa pari alla metà della lunghezza d’onda più piccola che deve essere immessa nell’ambiente. Dispense finalizzate esclusivamente a scopi didattici ACUSTICA EDILIZIA - FONOISOLAMENTO ❑ Per motivi legati alla natura dei fenomeni sonori, per caratterizzare le pareti dal punto di vista della trasmissione dei campi acustici, si preferisce introdurre il potere fonoisolante R, ovvero la capacità di isolamento acustico di un divisorio e si misura in deciBel. ❑ Un’apertura con estensione pari allo 0,1% del totale di una parete può provocare una riduzione del potere fonoisolante di 30 dB!!! ❑ Evidenze sperimentali: l'isolamento acustico aumenta con la massa della struttura fonoisolante (se la massa superficiale raddoppia, si ha un incremento di R pari a 6 dB); a parità di massa per unità di superficie, le alte frequenze subiscono un'attenuazione maggiore (se la frequenza raddoppia, si ha un incremento di R pari a 6 dB). ❑ Il sistema maggiormente impiegato per la correzione acustica di un ambiente è la realizzazione di un controsoffitto fonoassorbente. Dispense finalizzate esclusivamente a scopi didattici ACUSTICA EDILIZIA ❑ L'andamento del potere fonoisolante R in funzione della frequenza f si può dunque suddividere in 4 zone: frequenze molto basse: R è regolato dalla rigidità del pannello; frequenze intorno alla frequenza fondamentale di risonanza f0: R è regolato dall'effetto di risonanza, con irregolarità dovute alle frequenze naturali (ne consegue che l'isolamento acustico risulterà ridotto in corrispondenza delle frequenze naturali per le quali si determina l'effetto di risonanza che dipende dalla rigidità del divisorio considerato); zona in cui vale la legge della massa (legge della massa ci dice che un elemento sottoposto ad una determinata frequenza, all'aumentare della propria massa aumenta il proprio potere isolante e lo stesso accade se per una determinata massa si incrementa la frequenza); frequenze intorno alla frequenza critica fc: prevale l'effetto di coincidenza (si verifica in corrispondenza di un’onda sonora avente una determinata inclinazione, per quell'angolo di incidenza il divisorio presenta una lunghezza d'onda identica a quella del suono con la conseguenza che per quella frequenza, che prende il nome di frequenza critica e dipende dalle proprietà del divisorio - solitamente riguarda la gamma delle alte frequenze - si ha una consistente perdita di potere fonoisolante del mezzo). 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