Il tempo di riverbero Prof. Ing. Piercarlo Romagnoni Dipartimento di Costruzione dell’Architettura – Dorsoduro 2206 – 30123 Venezia S A S A Suono diretto Riflessioni multiple Un fenomeno molto importante che caratterizza l’acustica degli ambienti interni è quello della riverberazione. Esso consiste nella permanenza del suono all’interno degli ambienti anche dopo che la sorgente origine del fenomeno sonoro ha cessato di emettere. Campo libero o anecoico suono diretto p Livello di pressione sonora, L [dB] p Livello di pressione sonora, L [dB] Campo sonoro Andamento della pressione sonora Andamento della pressione sonora in funzione della distanza in funzione del tempo Tempo, [s] Campo semianecoico p Livello di pressione sonora, L [dB] p Livello di pressione sonora, L [dB] Distanza, d [m] suono diretto suono riflesso Tempo, [s] p Livello di pressione sonora, L [dB] campo sonoro diretto p Campo riflesso o riverberante Livello di pressione sonora, L [dB] Distanza, d [m] campo sonoro riflesso Distanza, d [m] sorgente stazionaria (i n te r ru de zio ca n e d im de e n ll a t o so rg e nt e) Tempo, [s] E’ possibile prevederlo utilizzando la relazione semiempirica di Sabine in cui V, volume del locale [m3]; S, superfice complessiva del locale [m2]; am, coefficiente di assorbimento medio. RT60 0,161 V S am s ambiente di forma abbastanza regolare (no partizioni); tre dimensioni principali della sala non molto diverse tra loro; sorgente in posizione baricentrica; coefficienti di assorbimento delle diverse superfici non molto diversi tra loro e non molto elevati; basso assorbimento di energia da parte dell’aria. La relazione di Sabine è stata modificata da Norris e Eyring in modo che per pareti di un ambiente completamente assorbenti (am =1) il tempo di riverberazione risulti pari a zero. RT60 0,161 V S ln1 am s In ambienti di notevoli dimensioni dove è necessario tenere conto dell’assorbimento dell’aria. Indicando con, a, il coefficiente di assorbimento dell’aria [m-1] si può utilizzare la relazione: RT60 0,161 V Sln1 am 4aV s livello di pressione dB livello di regime spegnimento sorgente DLp 60 dB accensione sorgente tempo [s] RT60 Acustica architettonica EDT: interpolazione [0 , –10 dB] T15: interpolazione [-5 , –20 dB] T30: interpolazione [-5 , –35 dB] estrapolazione del tempo corrisp. a –60 dB tramite prolungamento lineare 3.5 s 5s 6s EDT: tempo di primo decadimento; legato alla posizione di misura e alla geometria dell’ambiente. È il parametro più indicato per valutare oggettivamente l’effetto percettivo. Il valore sperimentale del potere fonoisolante è: R f LdB ,1 LdB , 2 10 Log S p 10 Log SE LdB,1 : livello medio di pressione sonora nella camera sorgente [dB]; LdB,2 : livello medio della pressione sonora nella camera ricevente [dB]; Sp : superficie del pannello in prova [m2]; SE = Siai : superficie equivalente di assorbimento rilevato nella camera di ricezione [m2] dB La risposta all’impulso è funzione delle posizioni di sorgente e ricevitore, ma anche della direttività di microfono e sorgente. Tipo di impulso Colpo di pistola Rumore rosa/bianco Sine sweep Caratteristiche Dinamica transiente non buona deterministico casuale buona deterministico buona Il segnale / rumore Rumore bianco Energia sonora è ugualmente distribuita in uno spettro avente banda di frequenza di ampiezza costante Df Rumore rosa Energia sonora uguale in ogni banda di frequenza a larghezza percentuale costante. p Livello di pressione sonora, L [dB] p p Livello di pressione sonora, L [dB] p Frequenza, f [Hz] p Livello di pressione sonora, L [dB] p Tempo, [s] Frequenza, f [Hz] Tempo, [s] Livello di pressione sonora, L [dB] Pressione sonora, p [Pa] Tempo, [s] Segnali continui non stazionari (es. martello pneumatico) Frequenza, f [Hz] Tempo, [s] Livello di pressione sonora, L [dB] Pressione sonora, p [Pa] Tempo, [s] Segnali transienti (es. rumori da impatto) p p Tempo, [s] Livello di pressione sonora, L [dB] Segnali casuali (es. pioggia, vento) Pressione sonora, p [Pa] Tempo, [s] Andamento del livello di pressione sonora in frequenza Livello di pressione sonora, L [dB] Andamento del livello di pressione sonora nel tempo Livello di pressione sonora, L [dB] Segnali deterministici stazionari (es. motori, organi meccanici, pale, ecc.) Pressione sonora, p [Pa] Andamento della pressione sonora nel tempo Tempo, [s] Frequenza, f [Hz] ISO 3382 Sorgente sonora: deve essere omnidirezionale Posizioni microfoni: … garantire adeguata copertura dell’ambiente Devono essere ad almeno 1 m da pareti riflettenti Distanza minima sorgente - microfono: dmin 2 V = volume [m3] c = velocità del suono [m/s] T = tempo di riverbero stimato [s] V c T Catena di misura Input: segnale sonoro di eccitazione generato mediante una sorgente omnidirezionale Sine sweep: forma d’onda sinusoidale pura che parte dalle frequenze basse (50 Hz) e sale verso quelle alte (20 kHz) al trascorrere del tempo evitando distorsioni nell’elettronica di sorgente e di ricevitore Sistema: Ambiente in cui viene emesso il segnale Output: microfono che rileva il segnale filtrato dall’ambiente Condizionatore Microfono di segnale Scheda audio Sorgente dodecaedrica PC Amplificatore Acustica architettonica Elaborazione della risposta all’impulso di pressione sonora Risposta all’impulso: funzione che rappresenta l’andamento della pressione sonora in un dato punto di ricezione durante la propagazione dell’impulso nell’ambiente Ecogramma: funzione ottenuta elevando al quadrato la risposta all’impulso. Mostra con più evidenza la struttura della risposta. ecogramma Struttura della risposta all’impulso Onda diretta Tempo di ritardo iniziale Coda riverberante Prime riflessioni Onda diretta Elevamento al quadrato Prime riflessioni ( Dt 50 ms) Coda riverberante Bruel & Kjaer 4295 OmniSource E’ un altoparlante ad elevata potenza sonora che irradia attraverso un accoppiatore conico verso un orifizio circolare. La dimensione dell’orifizio e la forma della sorgente sono state studiate per irradiare il suono in modo uniforme in qualsivoglia direzione. La sorgente è in grado di emettere potenza sonora fino a 105 dB re 1 pW. 01 dB 60 40 20 0 8k 4k 2k 1k 500 250 125 63 0 1 2 3 4 5 6 s 7 8 9 10 Hz Definizioni Chiarezza C80: Rapporto tra energia sonora che arriva nei primi 80 ms e l’energia che arriva successivamente, espresso in dB: maggiore è il valore, maggiore è il contributo delle riflessioni utili al rafforzamento del segnale. È usato nell’ambito dell’ascolto musicale. g2 80 ms E t EE(0(0) )EE(80 (80)) EE(80 (80)) C 10 log E E0 0 80C80 10 log1010 EE8080 t 80 ms Definizione D50: Rapporto, espresso in percentuale, tra l’energia che arriva al ricevitore nei primi 50 ms e l’energia totale immessa nell’ambiente dal segnale impulsivo. Viene usato per definire il grado di intelligibilità del parlato. g2 50ms E E0 D50 t E(0) E(50) 100% E(0) E50 50ms C80 e D50 esprimono il peso relativo delle prime riflessioni rispetto all’energia totale che arriva all’orecchio dell’ascoltatore in conseguenza di un segnale impulsivo. t