15 novembre 2010 Proprietà acustiche dei materiali 1

Caratteristiche acustiche dei materialiCaratteristiche acustiche dei materiali

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Interazione del suono con la materia

• Bilancio di energia sonora che incide su una parete.

• Il bilancio energetico dell’energia sonora incidente su di una parete ci permette di capire quali fenomeni interagiscono nella propagazione del suono attraverso un ostacolo.

• Si trascurano gli effetti di diffrazione che si hanno quando la parete ha misure confrontabili con λ/4 dell’onda incidente.

a + t + r =1

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Materiali: fonoisolanti & fonoassorbentiMateriali: fonoisolanti & fonoassorbenti

Esiste una sostanziale differenza tra un materiale fonoisolante ed uno fonoassorbente:

Materiale fonoisolante:

Con caratteristiche tali da minimizzare la potenza sonora trasmessa “Wt”.

Materiale fonoassorbente:

Con caratteristiche tali da minimizzare la potenza sonora riflessa “Wr”.

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Fonoassorbimento = poca riflessione • Considerando una superficie riflettente di grandi

dimensioni rispetto all’onda sonora, la riflessione del suono segue le stesse leggi fisiche della riflessione della luce (Legge di Snell).

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ASSORBIMENTO

Ai fini della valutazione dell’assorbimento acustico NON INTERESSA

se l’energia viene trattenuta dalla parete o se transita nel 2° mezzo

INTERESSA SOLO SAPERE QUANTA ENERGIA NON VIENE RIFLESSA

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Materiali fonoassorbenti: generalità (1)Materiali fonoassorbenti: generalità (1)

Quando la sorgente del disturbo si trova nello stesso locale in cui è l’ascoltatore, si potrà diminuire il livello sonoro totale (campo diretto più campo riflesso) principalmente in tre modi:

• riducendo la potenza sonora della sorgente,

• allontanando l’ascoltatore dalla sorgente ( > r),

• riducendo l’energia riflessa dalle pareti di confine. Questo risultato viene conseguito aumentando l’area equivalente di assorbimento acustico delle superfici esposte al campo acustico ( > A).

 Si ricorda che l’area equivalente di assorbimento acustico A vale:

• A = i Si ( m2 )

dove Si ed i sono rispettivamente l’area ed il coefficiente di assorbimento acustico apparente della porzione “i-esima” della superficie che delimita l’ambiente.

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Materiali fonoassorbenti: generalità (2)Materiali fonoassorbenti: generalità (2)

Nell’ipotesi di campo acustico riverberante, il valore dell’attenuazione del livello sonoro “DL” conseguente alla installazione di materiale fonoassorbente sulle pareti di confine risulta:

• DL (f) = 10 log (A2/ A1) (dB)

dove 1 e 2 indicano i valori prima e dopo il trattamento acustico delle pareti.

In funzione del diverso comportamento acustico al variare della frequenza i materiali fonoassorbenti sono in genere classificati in:

a) materiali porosi,

b) risuonatori acustici,

c) pannelli vibranti,

d) sistemi misti.

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Pannello incollato alla superficie da trattare

Pannello applicato su struttura metallica sospesa dalla superficie da trattare

MATERIALI FONOASSORBENTI

Materiali porosi

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Assorbimento in funzione dello spessore

MATERIALI POROSI

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Effetto della distanza dalla parete

MATERIALI POROSI

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Risuonatori acustici

MATERIALI FONOASSORBENTI

rlV

rcf

22

20

0

c0 : velocità del suono (m/s)r : raggio del collo (m)l : lunghezza del collo (m)V : volume della cavità (m3)

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Pannelli vibranti

df

60

0 : densità superficiale del pannello (Kg/m2)d : distanza pannello – parete (m)

MATERIALI FONOASSORBENTI

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Sistemi composti

MATERIALI FONOASSORBENTI

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MATERIALI FONOASSORBENTI

Pannelli vibranti

Risonatori

Sistemi composti

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Esempio- Casa della Musica

Pannelli porosi

Bass Trap

Risuon. Helmoltz

Pannelli vibranti

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Scattering = riflessione diffusa • Considerando una superficie scabra, una frazione

s dell’energia riflessa totale verra’ riflessa in modo diffuso, mentre la restante frazione 1-s restera’ speculare

Comp. speculareWspec =Winc·(1-α) · (1-s)

Comp. diffusaWdif =Winc·(1-α) · s

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Pannelli diffusoriPannelli diffusori

• I pannelli piu’ comuni sono realizzati con setti di profondita’ variabile in modo pseudo-casuale

• Esistono varianti a diffusione solo orizzontale o in entrambe le direzioni

Marca di riferimento: RPG Diffusor Systems (http://www.rpginc.com)

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Pannelli diffusoriPannelli diffusori

Sono anche disponibili pannelli curvi, molto usati per la costruzione di camere d’orchestra (Orchestra Shell)

Marca di riferimento: Wenger (http://www.wengercorp.com)