quaderno tecnico di acusticaC

C

P3 srl

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. A.

Si ringraziano per la collaborazione

Prof. Ing. Roberto Zecchin, Dipartimento di Fisica Tecnica, Università di Padova

Arch. Antonio di Bella, Dipartimento di Fisica Tecnica, Università di Padova

Ing. Daniele Marchiori

Indice 3

Noteperl’impiegodiquestoquadernotecnico 4

Generalità 5

1. Introduzione 6

2. Teoria 7 2.1 Concettidiattenuazionelineare 9 2.2 Concettiditrasmissioneperbreakouteperbreakin 9

3. Metodidiprova 11 3.1 L’attrezzaturasperimentale 11 3.2 Misuraevalutazionedeidatisperimentali 14

4. Risultatisperimentalirelativiaicanalidiritti 16 4.1 Risultatirelativiall’attenuazionelinearedeicanalidiritti 16 4.2 Risultatirelativiallaperditaditrasmissionedeicanalidiritti 16 4.3 Risultatirelativiallivellodipotenzaacusticaconvogliatadaicanalidiritti 17

5. Variazionedell’energiasonoraneipezzispeciali 18 5.1 Premessa 18 5.2 Generalitàsuifenomenidiattenuazionedeipezzispeciali 18 5.3 Generalitàsuifenomenidigenerazionedeipezzispeciali 19 5.4 Curvaaspigolovivoconalettedirettrici 20 5.5 Curvaaraccordocircolarecondeflettori 22 5.6 Derivazioneatrevie 25 5.7 Derivazioneaduevie 30 5.8 Curvaaraccordocircolare 31 5.9 Derivazionedinamicaestaccoascarpetta 35 5.10 Staccoconcollarino 38 5.11 Attenuazioneperriflessionefinale 40 5.12 Riduzioni,allargamenti,spostamentieserrande 42 5.13 Attenuatoriacusticiesilenziatori 43

6. Conclusioni 46

Fattoridiconversione 48

Bibliografia 49

Indice

�

Accettazionedelleinformazioni

Modifiche

Interpretazioniformali

Applicazione

Permessod’usoedlriproduzione

Utilizzodeilogotipi

Questapubblicazioneèstataredattacomequadernotecnicodiconsultazionepergliope-ratoridelsettoreenoncostituiscestandarddiqualità.L’applicazionedeicontenutiadunprogetto,dipendeesclusivamentedallasceltadelprogettista.P3nonhané ilpoterenél’autoritàdifarapplicareleinformazioniquicontenute.

P3siriservadimodificareapropriadiscrezioneicontenutidelpresentemanualeinsuc-cessiveedizioniomediantesupplementi.

Un’interpretazioneformaledipartideltestochedovesserorisultaredidubbiadefinizione,può essere richiesta unicamente per iscritto a P3 che farà seguire la relativa rispostascritta. Interpretazioni orali o scritte, espressedaqualsiasialtrapersona, sia fisicasiagiuridica,sonodaconsiderarsinonufficiali.Ciònon impedisceachiunquediesprimereunapropriaopinionesupartidelquadernotecnico,purchéspecifichichiaramentechesitrattadiun’opinionepersonaleecheinnessunmodorappresentaunattoufficialediP3.

Le indicazioni contenute in questo quaderno tecnico sono state sviluppate sulla base diprincipidiingegneriaericerca,conlaconsulenzaeleinformazioniottenutedacostruttori,utilizzatori,laboratorisperimentaliealtrispecialistidelsettore.Essesonosoggetteaulteriorirevisioniomodifichesenuoveesperienzeonecessitàlerendesseronecessarieodesiderabili.P3nonassumealcunaresponsabilitàperl’applicazionedeiprincipiedelletecnichecontenutiinquestomanuale.Ècomunqueprevalente,nellaprogettazioneenellacostruzione,ilrispettodileggioregolamentiemanatidalleautoritàcompetentiinmateria.

Èpermessol’usononesclusivoedesentedadirittid’autoredipartideltestoedelleillu-strazioni, qualora l’impiego sia finalizzato all’inserimento in capitolati d’appalto, bandigara,disegnicontrattualiespecifichedibuonaesecuzionenellarealizzazionediretiaerau-liche.Altrimentilariproduzioneancheparzialedelpresentecatalogoèvietataaterminedilegge,copyrightbyP3Srl2003-PADOVA-ITALY.

IlogotipiP3,P3ductalsonoregistratiesonoproprietàdiP3Srl;essisonoilsegnodiiden-tificazionediP3ductal.P3prescriveunusocorrettodeilogosevietaespressamenteilloroimpiegoperaltrimotivi.Lapresenzadeilogosnoncostituisceinalcunmodoapprovazionediprodotti,metodiocomponentidapartediP3.

Note per l’impiego di questo quaderno tecnico

��

La conoscenza delle proprietà acustiche delle pareti dei canali è di fondamentaleimportanza nella progettazione dei sistemi di distribuzione d’aria e dei relatividispositividiattenuazioneditipopassivooattivoperilcontrollodelrumore.Ilcomportamentoacusticodeicanalirealizzatiinmaterialiomogenei(ades.lamie-ra d’acciaio o alluminio) è abbastanza ben conosciuto, mentre non sono ancorastatestudiateneldettaglio lestrutturepiùcomplesse (ades. ipannelli sandwichinschiumadipoliuretanoespansafralamined’alluminio).A frontedellacrescentediffusionedeicanalipreisolati inalluminioP3ductal,sièritenuto opportuno iniziareuna ricerca teoricae sperimentale inquesto campo. Inquestoquadernovengonopresentati i risultatidiunaricercasperimentaleevienedescrittounapparatospecificoperlavalutazioneincamerariverberantedelrumoretrasmessoattraversoicanali.Tale appararato consente di misurare l’attenuazione lineare ed anche i livelli dipotenzaacusticadi“breakin”edi“breakout”.Conidatiraccolti,èstatopossibilestabiliredelle relazioniparametricheper lavalutazionedell’attenuazione lineareedell’isolamentoacustico.Queste relazioni sonodiaiutonellaprogettazioneacusticadei canalipreisolati inalluminioP3ductalenellavalutazionedel rumore.E’ risaputoche il rumore lungoilcondottosubiscedellevariazionidovuteaifenomenidiautogenerazioneedatte-nuazione.L’influenzadeiquali,talvolta,assumeunacertaimportanza.Alloscopoditrattaredettifenomenisièdecisodifarriferimentoadunmodellodicalcolopropostodal-l’ASHRAE[6].Partendodalrumoreprodottodalventilatoresièingradodivalutarelasuavaria-zionelungoilcondottoequindidistimarelaquantitàdirumoreuscentedaitermi-nalid’ambiente.

Generalità

��

Negliimpiantidiclimatizzazione,ilrumoreprovocatodaventilatoriedallaturbolenzadell’ariasitrasmettelungoicanaliesiirradiaversol’ambientecircostanteattraversoleparetideicanalistessi.Questofenomenovienedenominato“breakout”eassumerilevanzaallebassefrequen-ze in corrispondenzadelle quali i ventilatori generano lamaggior parte dell’energiaacusticarendendoisilenziatoridissipativiinefficaci.Ilfenomenodenominato“breakin”siverificacomeconseguenzadell’energiaacusticagenerata nell’ambiente circostante il canale: parte di questa energia attraversa leparetidelcanaleepuòpropagarsilungolostessoversoaltriambienti.La conoscenza delle proprietà di trasmissione acustica dei canali è necessaria siaper la valutazione dell’energia acustica irradiata in una stanza come conseguenzadellapotenzaacusticagenerataall’internodell’impiantodiclimatizzazione,siaperlavalutazionedell’energiaacusticacheentraall’internodeicanali,provenientedall’am-bientecircostante,diffondendosipoilungoicanalistessi.Lacapacitàdel canaledi ridurre l’energiaacusticaentranteouscentenondipendesoltanto dalle proprietà isolanti delle pareti del canale ma anche dall’attenuazionelineare, legata a sua volta alla caratteristica di dissipazione del materiale e allalunghezzadel canale stesso.Comeemersodai risultati sperimentali, ilmateriale inoggettohaunaelevatacaratteristicadiattenuazionelineareallebassefrequenze.IdatichelodimostranosonostatiricavaticonunacampagnasperimentalesvoltadalDipartimentodiFisicaTecnicadell’UniversitàdiPadova.Lacaratteristicadiattenua-zionelinearerisultaantiteticarispettoalletipichecaratteristichediautogenerazionedirumorelungoilcondottodesuntedalmodellodell’ashrae(confermateinunlavoroditesisvoltoindettodipartimentouniversitario).E’proprioquestaantitesichepermetteditrascurare,perleconsuetevelocitàdell’aria(finoa circa8m/s), lapotenzasonorachesigenerainunqualsiasipezzospecialedelcondotto(acausadeimotivorticosichesiinstaurano);inquantovienesmorzatamoltoefficacementedalcondottostesso.

Introduzione1

��

Molteindaginisulcomfortnegliufficiindicanochel’eccessivolivellosonorodelsistemadiclimatizzazioneèresponsabiledellamaggiorpartedeireclamipiùdiognialtroaspet-toambientale,sesiescludequellorelativoalla temperatura.Lecausedellaeccessivarumorositàpossonoesseresiailprogettoinizialenoncorretto,siaunaseguenterevisionedelprogetto,alfinediridurneilcostosenzatenercontodell’aspettodelrumore,siaunainstallazioneinadeguata.Perminimizzarelapossibilitàchelesceltediprogettopossa-no causare problemi di rumore e vibrazioni, i progettisti devono considerare l’aspettoacusticoinognifasedelprogetto:nellaprogettazionedibase,nelprogettodidettaglio,nell’esecuzione.Ancoratroppospessol’areadi influenzadellaprogettazioneacusticasi limitaall’aggiuntadeisilenziatoriacanale,alrivestimentoacusticodellecondotteealladefinizionedeisupportiantivibranti;sisituaallafinedellafasedidesignazionecostruttiva,dopocheilprogettistahapraticamentecompletatoilprogettodelsistema.Questitrattamentiacustici,aggiuntiall’ul-timomomento,possonocontrollareilrumoreelevibrazioni,masenonsonobenintegratinelcomplesso,possonoridurneleprestazioni,inoltre,senonsonobeninstallati,possonoaddi-ritturacausare,alorovolta,problemidirumoreevibrazioni.Diconseguenza,ladefinizionedeimezziperilcontrollodelrumoredovrebbeiniziaredurantelefasidiprogettazionedibaseedidettaglio,econtinuarepertuttelefasidelprogetto.Quantopiùilcontrollodirumoreevibrazionivieneprevistoprima,tantomenooccorreinterveniredopo.Il momento fondamentale della fase di progettazione è costituito dal completamento delprogetto strutturale. Ritardare l’analisi acustica fin a dopo che il progetto strutturale siasostanzialmentecompletato,lasciapocalibertàaiprogettistiperdefinireeposizionarequeisistemiequeimaterialiacusticichesianoeffettivamenteconvenientiedefficaci.Quandosicercadirisolvereunproblemadirumoreinunimpiantodiclimatizzazione,spessosiscoprechelaposizionedisettistrutturali,ditravi,dicolonneodicontroventiètaledarenderelasoluzioneottimaleomoltacostosao,addirittura,impossibile.Seledecisionirelativealprogettoacusticovengonofatteincooperazioneconilprogettistastrutturale,sipossonoevitareproblemidiquestotipoesiriescearendereminimoiIcostodeimaterialidestinatiacontenerelarumorosità.Lacorrettaprogettazioneacusticarichiedeunavastacooperazionefraarchitetti,progettististrutturali,meccanici,elettrici,edespertiinacustica.Perottenerequestorisultato,ilgruppodiprogettazionedeveiniziarealavorareinsiemegiànellefasidi:

1)sceltadeltipodiimpianto;2)selezionepreliminaredellemacchine;3)dimensionamentodeglispazitecnici;4)pianificazionedeglispazitecnici.

Teoria2

��

Ildiagrammadiflussod’energiaacusticainunimpiantodiventilazionepuòesseresche-matizzatocomeinFig.1.

Trasmissionedirumore

daicondotti

Autogenerazionedirumore(curve,serrande,ecc.)

Energiasonoraprodottadalventilatore

autogenerata

"laterale"

Trasmissionelaterale(pareti,supporti,ecc.)

Occupantidegliambientinonventilati

Lineaditrasmissioneprimaria(sistemadicondotti)

Sorgenteprimaria(ventilatore)

Rumoreirradiatodacassaventilatore,

vibrazionimeccaniche

Ascoltatori(occupantidegli

ambientiventilati)

Fig.1-Trasmissionedelrumoreinunimpiantodiventilazione

Premessocheiventilatorirappresentanolaprincipalesorgentedirumoreinunimpiantoaeraulico,isistemidicanalizzazionedell’ariadevonoessereprogettati,dalpuntodivistaacustico,con l’obiettivodinonpermetterechesigeneriosi trasmettarumoreeccessivolungoiltracciato.

Possiamo dire che le proprietà acustiche di una canalizzazione sono identificate daiseguentiparametri:

1)Attenuazioneacustica(lungoilpercorso)vediFigura22)Resistenzaallatrasmissionedirumore(“breakin”e“breakout”)3)Autogenerazionedirumore.

��

Inunimpiantodiclimatizzazione,ilsuonoèdisolitogeneratodaiventilatoriedallaturbo-lenzadell’ariachesipropagalungoicanali.Acausadellanontotalerigiditàdelleparetidei canali, le fluttuazionidellapressionedell’aria internaprovocanovibrazioni.Partediquestaenergiapuòvenireirradiataversol’esternoinformadisuono;mentreun’altrapartesitrasformaincaloreacausadellosmorzamentointernodelmaterialeconcuiilcanaleèrealizzato.Comerisultatosihaun’attenuazionedelrumoreinizialelungoilcanale.Perciò,èutileconoscerelacosiddetta“attenuazionelineare”[dB/m],cioèlaperditad’energiainterminidilivellodipressionedelsuonoperunitàdilunghezzadelcanale.Disolito,abassefrequenze,icanalidiformarettangolaredannounamaggioreattenua-zionediquelladeicanalicircolariaparitàdisezionetrasversale(vederetesti[4],[5]e[6]richiamatiinbibliografia).

Fig.2-Processodiattenuazioneacusticaperuncanaleasezionecostante

Ilrumoredi“breakout”èilsuonoirradiatodall’internodelcanaleversol’ambiente(Figura3).Nelcasodeicanalinonrivestiti,illivellodipotenzaacusticairradiataversol’ambientepuòesserecosìcalcolato:

(1)

doveLW(in)[dB]èillivellodipotenzaacusticaall’internodelcanale,Ao[m2]èlasuperficie

esternadelcanale,Ai[m2]èlasezionetrasversaledelcanale,TL(BO)èlaperditapertra-smissionedi“breakout”,icuivalori,pericanaliinmetallo,sipossonotrovareneitesti[4],[5],[6]e[7]richiamatiinbibliografia.Ulteriorianalisisuquestoargomentosonoriportatiinvecenei testi [1], [8] e [9].Di solito, l’obiettivo finale èquello di valutare la frazionedell’energiasonorachesidiffondelungoilcanale(normalmentegeneratadaiventilatori)e che vienepoi irradiatanell’ambiente circostante, per potere così calcolare il livello dipressionedelsuonoinundeterminatoambiente.L’energiaacusticaall’internodelcanalediminuisceinmodoesponenzialeinfunzioneallalunghezzadelcanaleacausadell’irra-diazioneacusticaedelladissipazioneinternadellepareti.Ilrumoredi“breakin”èilsuonoirradiatodall’ambienteesternochepenetraall’internodelcanale(Figura4).Nelcasodeicanalinonrivestiti,illivellodipotenzaacusticaentrante

2.1Concettidiattenuazionelineare

2.2Concettiditrasmissioneper“breakout”eper“breakin”

Energiameccanicairradiatasottoformadienergiasonoradallasuperficieesternadellaparete

Energiasonoracheponeinvibrazionelaparetedelcondotto

Paretedelcondotto

Energiaresiduachesipropagaall’internodelcondottoEnergiasonoraincidente

Energiameccanicadissipatadallosmorzamentointerno

��

nelcanalesipuòcalcolarenelseguentemodo:

(2)

doveLW(inc)[dB]èillivellodienergiaacusticacheincidesullasuperficieesternadelcanale,TL(BI)[dB]èlaperditapertrasmissionedi“breakin”,icuivalorisipossonotrova-reneitesti[4],[5],[6]e[7]richiamatiinbibliografia.Ulteriorianalisisuquestofenome-nosonoriportatein[1]e[8].Ingenerale,cipossonoessereduepossibilicausedelrumoredi“breakin”:1. sel’ambientecircostanteèaltamenteriverberante,partedell’energiaacusticainuscita

puòvenireriflessaeritornareall’internodelcanalemageneralmentequestaquantitàètrascurabile;

2. seillivellodipressionesonoracausatadallefontiesternenell’ambientecircostanteèabbastanzaaltounaquantitàapprezzabiledienergiapuòentrarenelcanale.

sorgentedirumore

ingressodelcanale

uscitadelcanale

W(BO)

W(inc) W(out)

W(BO)

energiaacusticaconvogliata

Fig.3–Concettoditrasmissionedelrumoreper“breakout”

Fig.4–Concettoditrasmissionedelrumoreper“breakin”

energiaacustica

convogliata

W(inc)

1/2W(in)1/2W(in)

energiaacusticaconvogliata

1110

3.1L’attrezzaturasperimentale

Perpoterdeterminare l’attenuazione lineare, lapotenzaacusticadi“breakout”ed illivello di potenza acustica convogliata, è stato allestito un apparato sperimentale,specificamente progettato, nel Laboratorio di Ricerca Acustica del Dipartimento diFisicaTecnicadell’UniversitàdiPadova(Fig.5).Tutteletrecamereriverberanti,diver-sefradiloroperformaevolume,sonostateimpiegateperleindaginisperimentali.Ilcanalepassadallacamerariverberanteprincipale(sorgente)attraversolacameraricevente1perpoipassarenellacameraricevente2.Leaperturedegliambientisonostateriempiteconelementiadelevatopoterefonoiso-lanteRw(Rw≥70dB),conunrendimentoacusticoparagonabileaquellodelleparetidellaboratorio.Sonostatiallestitidueelementidipassaggioinentrambeleaperture,fralacamerariverberanteprincipaleelacameraricevente1(lunghezza1000mm)efralacameraricevente1elacameraricevente2(lunghezza1500mm).Icanalioggettodellasperimentazione(lunghezza3000mm)sonostaticollegatiaglielementidipassaggiopermezzodiaccoppiamentiabaionetta.I canali preisolati in alluminio presi in esame sono costituiti da materiale cellulareespanso (pannello inschiumapoliuretanicaespansamediante l’impiegodell’acqua,conunadensitàdi52±2kg/m3,20mmdispessore),rivestitosuentrambiilaticonunalaminadialluminiodi80μmdispessore.La tabella 1 riporta le caratteristiche geometriche dei canali utilizzati nelle prove(dimensionieforma).La tabella2,e le figure6e7 illustrano il tipodimisure, ladisposizionee l’allesti-mentodell’apparato.

Metodi di prova3

Fig.5-VedutainpiantadelLaboratoriodiRicercaAcusticadelD.F.T.esezioneorizzontaledell’apparatosperimentaleconladisposizioneutilizzataperleprove.

Ambiente riverberante principale (sorgente):Volume:211,2m3

Superficietotale:214,38m2

Aperturadell’ambienteriempitaconmaterialefibrosotutt’attorno,

conpenetrazioneinprofondità. Ambientericevente1Volume:78,6m3

Superficietotale:102,74m2

Ambientericevente2Volume:78,2m3

Superficietotale:99,37m2

Ingressodelcanale

Canaleinesame

Uscitadelcanale

Tramezze a doppio stratoincartongessosumontan-ti in metallo e con mate-rialefibrosofraimontanti(paretediriempimento)

1110

Tabella1-Dimensionieformadeicanaliinesame

Altezza(interna)

[mm]

Larghezza (interna)

[mm]

Lunghezza[mm]

Fattoredi forma

Sezionetrasversale

[m2]

Area dellaSuperficie esterna

[m2]

Peso[kg]

300 300 3000 1 0,09 4,08 4,2

400 400 3000 1 0,16 5,28 5,5

600 400 3000 1,5 0,24 6,48 6,7

800 400 3000 2 0,32 7,68 8,0

600 600 3000 1 0,36 7,68 8,0

900 600 3000 1,5 0,54 9,48 9,9

800 800 3000 1 0,64 10,08 10,5

1160 600 3000 2 0,70 11,04 11,5

1160 800 3000 1,5 0,93 12,24 12,7

1�12

Tipo dimisurazione

Disposizioneper le prove

Metodie standard

Allestimentoper le misurazioni

Livellodipotenzaacusticainambientesorgente

Tempodiriverbera-zionenell’ambientesorgente

Sorgentedirumoreonnidirezio-naleconmicrofoniin6posizionifissenell’ambientesorgente.

Materialefonoassorbentetutt’attornoalcanalepresoinesame.

Terminazioneanecoicaall’estre-mitàd’uscitadelcanale

ISO3741[10]

ISO354[11]Sorgentesonora

Microfono

Ambientericevente1

Ambientesorgente

Materialefonoassorbente

Canaleinesame

Terminazioneanecoica

Ambientericevente2

Livellod’intensitàdelsuonoirradiatodalleparetidelcanale

Livellodipotenzaacusticadi“breakout”

Isolamentoacusticoperviaaereadelleparetidelcanale

Sorgenteonnidirezionalenell’ambientesorgente.

Materialefonoassorbentenel-l’ambientericevente1evicinoalleparetidelcanale,trannechesuquellapresainesame.

Paretidelcanalediviseinpiccolisegmenti(~0,1m2).Duerilevamentiperognisegmento.

Terminazioneanecoicasullaestremitàd’uscitadelcanale.

ISO9614-2[12]

ISO/DIS15186-1[13]

ISO717-1[14]

Sorgentesonora

Sondaperlamisurazionediintensità

Ambientericevente1

Ambientesorgente

Materialefonoassorbente

Canaleinesame

Terminazioneanecoica

Ambientericevente2

Livellodipressioneacusticaall’internodelcanaleinesame

Differenzadilivellodipressioneacustica(attenuazione)

Sorgenteonnidirezionalenell’ambientesorgente.

Materialefonoassorbentetuttoattornoalcanaleinesame.

Duemicrofonifissiall’internodelcanaleinesame.Terminazioneanecoicasullaestremitàd’uscitadelcanale.

Microfono

MicrofonoSorgentesonora

Ambientericevente1

Ambientesorgente

Materialefonoassorbente

Canaleinesame

Terminazioneanecoica

Ambientericevente2

Livellod’intensitàdelsuonoconvogliatodalcanale

Differenzadellivellodipotenzaacustica(entrata–uscita)

Sorgenteonnidirezionalenell’ambientesorgente.

Materialefonoassorbentenell’ambientericevente2etutt’attornoalcanalepresoinesame.

Superficiediuscitadelcanaleinesamedivisainpiccoliseg-menti.Duerilevamentiperognisegmento.

ISO9614-2[12]

Sorgentesonora

Ambientericevente1

Ambientesorgente

Materialefonoassorbente

Canaleinesame

Ambientericevente2

Sondaperlamisurazione

diintensità

Tabella2–Tipodimisurazione,disposizioneedallestimento

1�12

Fig.6-Vedutaesternadelcanaleinesamenell’ambientericevente

Fig.7-Vedutainternadelcanaleinesame(latodell’ambientesorgente)

Lanaminerale

Paretediriempimento

Canaleinesame

Peraumentarel’assorbimentodelrumorenegliambientiriceventieperevitareilfenomenodi rimbalzodel“breakout”,sonostati impiegaticirca15m3di lanaminerale (50kg/m3densità).Laddovenecessario,èstataapplicataunaterminazioneanecoicaall’estremitàinuscitadeicanali.Glistrumentidimisurazioneeranounanalizzatoredelsuonoaduecanaliadaltaprecisioneconmicrofonidi1/2”,sondadirilevamentod’intensitàedunamplifi-catoredipotenzaconfontedirumoreonnidirezionale.Ilsegnaledirumorebiancovenivageneratodall’analizzatorestesso.Lemisurediintensitàdelsuonosonostateeseguitepermezzodelmetododiscansione.Leparetideicanalisonostatediviseinpiccolisegmenticongriglie(~0,1m2)esonostatiapplicatistratiassorbentidilanamineralelungoleparetinonpreseinesameinmododaridurreilcamporiverberato.

Perlavalutazionedelfenomenodi“breakout”(ediquellodi“breakin”)ènecessariocono-scereleproprietàisolantidelcanale.Tuttavia,l’isolamentoacusticodeicanalipreisolatiinalluminiodipendedallafrequenzaedaipannelliutilizzatipercostruirlichesonofonda-mentalmentediversi fradi loro.Ciòèdovutoallecaratteristichedi rigidità, leggerezzaespessoredeimaterialicompositi,incuipredominalatrasmissione“multi-mode”,comesipuòvederenellaFigura8.Diconseguenza,nonèpossibilecalcolareinmodoaffidabilelaperditaditrasmissionedelcanaletramitelamisurazionedell’isolamentoacusticoperviaaereadiunsemplicecam-pionedimaterialeutilizzatoperilcanale,sebbeneivaloridell’indiceponderatodiriduzionedelrumoredelpannellosandwichedelcanalecompositosianomoltovicini.

3.2Misureevalutazionedeidatisperimentali

1�1�

Indi

ced

irid

uzio

ned

elru

mor

e[d

B]

Frequenza(1/3ottava)[Hz]

Fig.8–Confrontofraladifferenzadilivellosonoronormalizzatoper20mmdispessoree0,95m2diareadipannellosandwich(ISO140-10[15];Dn,e,w=27dB)edIndicediriduzionedelrumore,misuratoconunasondaperilrilevamentodell’intensità,peruncanalepreisolatoinalluminiodi3000mmdilunghezzaconsezionetrasversaledi0,09m2(ISO/DIS15186-1;Ri,w=28dB)

Comegiàindicatosopra,l’isolamentoacusticoapparentedelcanaleèugualeall’energiaacusticadissipatadalleparetiedall’energiaacusticadi“breakout”.E’possibilecalco-larelaperditapertrasmissionepartendodalladifferenzafraillivellodienergiaacusticaintrodottanelcanaleequellairradiatadallasuperficieesternadellostesso,prendendoinconsiderazionel’attenuazionelinearedelcanale,comequidiseguito:

(3)

doveP[m]èilperimetro,l[m]èlalunghezzadelcanaleeC[dB]èuncoefficientecollegatoall’attenuazione lineare [1]. L’attenuazione lineare stessa è un importante parametro diprogettazionedelsistemaHVAC.ComesipuòvederenellaFigura9,peruncanaleprei-solato in alluminio P3ductal l’attenuazione lineare è altamente variabile nella fascia difrequenzafra100Hze500Hz.

Fig.9–AttenuazionelinearedeicanalipreisolatiinalluminioP3ductalinrelazioneallalorosezionetrasversale.

Frequenza(1/3ottava)[Hz]

atte

nuaz

ione

line

are

[dB/

m] Areadellasezionetrasversale

delcanale[m2]

1�1�

4.1Risultatirelativiall’attenuazionelinearedeicanalidiritti

4.2Risultatirelativiallaperditaditrasmissionedeicanalidiritti

Lemisurazionieseguiteel’analisidellateoriadeifenomeniinerenticonsentonodirappre-sentareirisultatiinmodoparametrico,inmodotaledarenderliutiliaifinidellaproget-tazione.

Per quanto riguarda l’attenuazione lineare, è stata osservata una correlazione con ladimensionedellatominoredellasezionetrasversaledelcanale.Prendendoinconsidera-zionequestoaspetto,ivaloridiattenuazionelinearesonostatiindicati,nellaFigura10,infunzionedellafrequenzaperdiversivaloridelladimensionedellatominoredellasezionetrasversaledeicanali.Lemisuredimostranochel’attenuazionelineareaumentamanoamanochequestopara-metrodiminuisce.

Atte

nuaz

ione

line

are

calc

olat

a[d

B/m

]

Frequenza(1/1ottava)[Hz]

Fig.10–Relazioneparametricatral’attenuazionelineareeillatominoredellasezionetrasversaledelcanale

Lemisurazionidellivellodipotenzadi“breakout”consentonodideterminarelaperditapertrasmissionedi“breakout”delcanale.Questapuòessererappresentatacomeunafunzionedellafrequenzaedellasezionetrasversaledelcanale,comeillustralaFigura11.

Risultati sperimentali relativi ai canali diritti4

1�1�

4.3Risultatirelativiallivellodipotenzaacusticaconvogliatadaicanalidiritti

Perd

itap

ertr

asm

issi

one

dib

reak

outc

alco

lata

[dB]

Frequenza(1/1ottava)[Hz]

Fig.11–Perditapertrasmissionedi“Breakout”inrelazioneallasezionetrasversaledelcanale

Iparametrisopraccitaticonsentonodivalutareinmodoanaliticoillivellodipotenzaacu-sticaconvogliatalungoilcanale.LaFigura12mostraunconfrontofraivalorimisuratiequellicalcolati.Sinotacheillivelloprevistodipotenzaacusticaconvogliatalungoicanalicoincidepraticamenteconivalorieffettivamentemisurati.

ValoricalcolatiDatisperimantali

Live

llod

ipot

enza

son

ora

conv

oglia

ta[d

B(re

10-1

2 W)]

66

60

54

48

125 250 500 1000 4000

72

42

78

84

90

2000

Frequenza(1/1ottava)[Hz]

Fig.12–Confrontofraillivellodipotenzaacusticaconvogliatacalcolataeivalorisperimentali

1�1�

5.1Premessa

5.2Generalitàsuifenomenidiattenuazionedeipezzispeciali

Inquestoparagrafoverrannoaffrontatiifenomenidiautogenerazioneediattenua-zionesonorachesimanifestanoincorrispondenzadeipezzispeciali(curve,deriva-zionietc.)presentiinunimpiantoaeraulico.Perlalorostimasiutilizzeràunmodellodicalcolopropostodall’ASHRAEadattatoaltipodicondottoinoggetto.Infatti,grazieadunlavoroditesisvoltosemprepressoil Dipartimento di Fisica Tecnica dell’Università di Padova, sono stati integrati irisultati sperimentali, ottenutiper i canalidiritti, con laproceduradi calcolodel-l’ASHRAEperipezzispeciali.Grazieasuccessivemisuresperimentali,svoltedurantelastessatesiuniversitariaeottenutesuretiaeraulicheduranteilfunzionamento,sièpotutoverificarechelestimeoffertedalmodellodicalcoloappenacitatosonocoerenticonlarealtà.

Così come i canali diritti, anche i pezzi speciali contribuiscono ad attenuare ilrumore.Lecurvedellareteaeraulicaprovocanounariflessioneindirezionedellasorgente.Comesipuòfacilmenteimmaginarequestaattenuazioneèpiùgrandenellecurveaspigolovivo,incuilasuperficieriflettenteènormalealladirezionedipropagazionedell’ondaincidente.Sipossonopresentareeffettidi“risonanza”cheprovocanopic-chidiattenuazioneallefrequenze lacui lunghezzad’ondaèesattamente ildoppiodellalarghezzadelcondotto.All’aumentaredelraggiodicurvaturaedell’angolodiapertura,l’attenuazioneten-deràadiminuire.Comecriteriogenerale,sipuòaffermarechepiùbassaèlaresistenzaaerodinamicadellacurvatura,minorerisulteràl’attenuazionedell’energiasonoradaessafornita.Perquantoriguardalediramazionisipotrebbesupporrechel’energiasonoraprove-nientedalcondottoprincipalesisuddividaneicondottisecondarinellostessomodoincuisisuddivideilflussod’aria.D’altraparte,sesiconsideralosboccodiuncondottoprincipaledopounadirama-zione,visaràovviamenteminoreenergiadiquellapresenteprimadelladiramazionestessa.Ingeneralesisupponevisiaunasuddivisionedienergiasonoraproporzio-naleaquelladimassa.Dopoaversubitovarigradidiattenuazionepereffettodelpercorsoneicanali,dellecurvature e delle diramazioni, ciò che rimane dell’energia originaria in ingressogiungealterminaledicondottoesfocianell’ambienteventilato.Nontuttaquestaenergiavieneirradiatanell’ambiente,infatti,perilprincipiodellariflessioneunapartediessatorneràindietrodadoveèvenuta(riflessionefinaleoeffettotappo).Questofenomenoèdovutoadunavariazionediimpedenzaacusticacheilrumoreincontrauscendodalterminaledicondotto.

Variazione dell’energia sonora nei pezzi speciali5

1�1�

5.3Generalitàsuifenomenidigenerazionedeipezzispeciali

Oltrealrumoregeneratodalventilatore,all’internodelcondottopraticamentetuttiicorpisolidiespostialmovimentodell’ariaequindiingradodigenerareturbolenzepossonoprovocareunincrementodelrumorepresente.L’azionedelflussoditurbo-lenzasuunasuperficiesolidaèquelladiprovocare,nellesueimmediatevicinanze,rapidefluttuazionidipressione.Il rumore generato aumenta all’aumentare della velocità dell’aria e quindi in talicondizioniilconteggiodiquesteulteriorisorgentidiautogenerazionesonoradiventaindispensabile.Larelazionechelegalapressionesonoraprodottaallasestapotenzadellavelocità,quasisempreverificata,poneinevidenzacheunariduzioneanchesoltantodel12%invelocitàpuòdareun’attenuazionedelrumoredi4dB.Lafigura13riportacomeavvienelagenerazionedivorticiequindidirumorenellecurve; è significativo conoscere anche il tratto necessario per l’estinzione di taliturbolenze anch’esso rappresentato (in genere 6÷8 volte il deq). Infatti è moltoconveniente fare inmodo che il flusso si sia stabilizzatoprimadi entrare inaltrepotenzialisorgentidirumore,altrimentiilfenomenocomplessivod’autogenerazionepotrebbeesseremoltopiùdrastico.

Percalcolarel’autogenerazionedirumore,percertipezzispeciali,ènecessarioconoscerelacadutadipressioneprovocatadaglistessi.

Fig.13–Fenomeniinerentialleperditedicaricolocalizzate

1�1�

5.4Curvaaspigolovivoconalettedirettrici

Illivellodipotenzasonorageneratodallacurvaaspigolovivoconalettedirettriciequellodeipezzispeciali riportatineisuccessiviparagrafipuòessereottenutocon laproceduradiseguitoriportatacheèstatapropostadall’ASHRAEnellasuaformageneraleedèquiadattataaltipodicondottoinesame.Idatidevonoessereinseritinelleformuleinunitàanglosassoni,peressereinaccordoconicoefficientidicorrelazione.

GenerazionedipotenzasonoraIllivellodipotenzasonorageneratoperbandad’ottavaèdatodallaseguenterelazione:

(4)

dove:• f0 èlafrequenzacentraledellabandad’ottava[Hz] • Δp[inH2O]• Uc velocitàdelfluidocompresotralealette[ft/s] • Q[ft3/min]• S sezionediflussodelcondotto[ft2] • b[ft]• CD lunghezzadellacordadellealettedirettrici[in]• n numerodialette• Kt spettrocaratteristico

Iseguentiparametrisideterminanoconlerelazionisottoriportate:

a. coefficientediperditadipressionetotale

b.

c.

d. numerodiStrouhal

e.

Ora,dalleformuleprecedentietramitesostituzioneèpossibileottenereillivellodipotenzasonorageneratoinfunzionedeitipiciparametricaratteristicidiquest’elemento:

ba

2120

AttenuazioneIcanalipreisolatiinalluminiopresiinesamesidevonoconsiderarenonrivestiti(acausadellalaminainternadialluminio).Lacaratteristicadiattenuazioneèpiùsfavorevoleallealtefrequenze;infattisipossonoosservarenellafigura14lecaratteristichediattenuazio-neperduecurveaspigolovivol’unoconrivestimentointerno,l’altrosenzarivestimento:l’attenuazione èmaggioreallealte frequenzeperquelli rivestiti grazieal diversopoterefonoassorbentediunmaterialemetallicoediunmaterialeisolantedistrutturaalveolareofibrosachesia.NellafigurasiusailparametroBW(utilizzatopercomodità).E’definitocomeilprodottotralafrequenzaeladimensionemaggioredelcondotto.

NelcasodeicanalipreisolatiinalluminioP3ductalinteressaquindilacaratteristicarappre-sentatadallalineacontinua;taleandamentoèstatodesuntodallaseguentetabella3:

Larghezzacondotto Attenuazioneindecibelperbandad’ottava (m) 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

0,13÷0,25 0 0 0 1 4 6 4 4

0,25÷0,51 0 0 1 4 6 4 3 3

0,51÷1,02 0 1 4 6 4 3 3 3

>1,02 1 4 6 4 3 3 3 3

CaratteristicasonoraelementoL’elementoconsideratoècaratterizzatodall’averelealettedistanziatedi5,5cml’unadal-l’altraelalunghezzadell’aletta,primaindicataconCD,di10cm.Conquestidatièpossi-bilericavarelageometriadelsistemadiconvogliamentodell’aria,inparticolareilnumerodialettenecessarie,checom’èchiarosaràproporzionalealladimensioneinpianta.Saràilprimonumerointerochepuòcontenerenalettealladistanzadi5,5cml’unadall’altra.

RivestiteNonrivestite

BW=b*f

ATT

(dB)

6

5

4

3

2

1

0 5 10 15 20 25

7

0

8

Fig.14-Influenzadelrivestimentointernoinunacurva

Tabella3–Attenuazionelinearediunacurvaaspigolovivononrivestita

2120

5.5Curvaaraccordocircolarecondeflettori

AllaFigura15vieneriportatolospettrosonorostimatoavalledellacurvaaspigolovivo:alvariaredelledimensionivieneevidenziatal’influenzadellealette, lequalicom’èstatoappenadetto,aumentanoall’aumentaredella larghezza.Sisupponeunapotenzasonorainingressocostanteeparia20dB.Ilmodellodicalcoloutilizzatocomportachealvariaredelle dimensioni vi sia una generazione di rumore poco variabile alle basse frequenze,una forte variabilità nelle frequenze intermedie ed infine un’influenza nulla alle elevatefrequenze.Inparticolareinquelleintermediesiosservacheall’aumentaredelledimensioniequindidelnumerodellealetteilrumoregeneratocala,ciòvuoldirechel’effettodell’at-tenuazionesifasentireinmodoparticolarmentespiccato.

Questa tipologiadi curvavieneutilizzataquando lavelocitàdell’ariaèelevata; servonoinfatti ad evitare grandi perdite di carico visto che hanno una lunghezza equivalenteminore,ovverounprofiloaerodinamicopiùfavorevole rispettoallaprecedentecategoria.Si ricordache lacadutadipressioneattraverso l’ostacolocon ilmetododelleperditedicaricocostantevienecalcolataconilprodottotralalunghezzaequivalenteelacadutadipressionepermetro(indicatacondp/dl).

f(Hz)

Lw

(dB)

b=0,6mn=14

b=0,9mn=23

b=0,3mn=740

35

30

25

20

15

63 125 250 500 1000 8000

45

10

2000 4000

Fig.15–Spettrosonoroavalledellacurvaaspigolovivoconalettedirettricicon:a=0,3m,v=5m/s,dp/dl=0,8Pa/m,Lwingresso(f)=20dB

ab

Ri

b1

b2

2�22

GenerazionePer questo elemento si usa lo stesso procedimento utilizzato nel paragrafo precedente.Quileperditedicaricosonominori,comeappenadetto,maladiminuzionenonèaltret-tantoevidentenellagenerazionedirumore.Infatti,perquestopezzospecialeilnumerodideflettoripuòvariaredaunoatrementrelalunghezzaCDraggiungedelleestensionimoltomaggiori rispettoalcasoprecedente.Questoèmolto favorevoledalpuntodivistadellacaduta di pressione, ma, sfavorevole per la generazione di rumore. All’aumentare delladimensionedel canale,mentreper la curvaa spigolo vivo conalettedirettrici aumentalavariabilen(numerodialettedirettrici),per lacurvaaraccordocircolareaumentaCD(lunghezzadeldeflettore).Entrambisonocausadiaumentodellarumorosità(comesipuòdedurredallarelazione(4)).Ariguardosiosserviildiagrammariportatoinfigura16,dovesonochiaramentesuppostelestessecondizionialcontorno.

Irisultatiraggiuntidimostranoche,pergrandidimensionievelocità,lapotenzaacusticageneratadiunacurvacondeflettoriè,mediamente,diunpaiodidBpiùbassarispettoaquelladiunacurvaaspigolovivoconalettedirettrici(vedifigura16).Quandoledimensio-nidiminuiscono,nonchélevelocità(sivedràdiseguitocheperquesteduecurvelostudiodell’attenuazioneèlostesso,mentrequellodellagenerazionecomportarisultatipiùsfa-vorevoliperilgomitoadalette),l’effettodellagenerazioneiniziaadesseremoltodiverso;inquesteultimecondizioni,generalmente,unacurvaaspigolovivoconalettedirettricisitrovaadavereunarumorositàdicirca5÷6dBpiùelevata.Siricordachelapotenzasonorauscentesideterminaconlaseguenterelazione:

(5)

Ovvero la somma logaritmica tra la potenza sonora entrante e quella generata in locodiminuitadelcontributodell’attenuazione.

f(Hz)

Lw

(dB)

AlettedirettriciDeflettori

b=1,2mv=8m/s

b=0,4mv=3m/s

40

35

30

25

20

15

63 125 250 500 1000 8000

45

10

50

55

2000 4000

Fig.16–Confrontotraunacurvaaspigolovivoeunacurvaaraccordocircolarecondeflettorecon:a=0,3m,dp/dl=0,8Pa/m,Lwingresso(f)=20dB

2�22

AttenuazioneIlmodellodicalcolochesistautilizzando,aifinidell’attenuazione,nonevidenziaalcunadifferenzatraleduediversetipologiedicurve(dotatedielementidifferentiperlacorrezionedelladirezionedelflussod’aria).Quindiglistessirisultatielestesseconsiderazionichesisonoottenutinelparagrafoprecedentesonovalidiancheperl’elementoinesame.

CaratteristicasonoraelementoIlnumerodideflettoriperquestatipologiadielementopuòvariaredaunoatre;adifferenzadiquelloprecedente la lunghezzaCDquestavoltanonècostante.Comesipuòvederedall’espressione(4)l’influenzanonèdicertotrascurabile;unraddoppioditalelunghezzacomportaunaumentodellagenerazionedipotenzasonoradi3dB.Lostessosipuòdirepern.Ilnumerodideflettorielalorolunghezzavienestabilitoinbaseallatabella4:

Larghezzacanale Numerodi Posizionamento b deflettori deideflettori mm b1 b2 b3

400-800 1 ca.b/3 >800-1600 2 ca.b/4 ca.b/2 >1600-2000 3 ca.b/8 ca.b/3 ca.b/2

Tabella4-Posizionamentodeflettori

Vienepresentatoanchelospettrosonorogeneratoavalledellagiunzioneconunapotenzasonorainingressodi20dBperognibandad’ottava(figura17)

f(Hz)

Lw(d

B)

40

35

30

25

20

15

63 125 250 500 1000 8000

45

10

50

2000 4000

b=0,8n=2CD=0,61m

b=0,4n=1CD=0,38m

b=1,6n=3CD=0,91m

b=0,2n=0

Fig.17–Spettrosonoroavalledellacurvaaraccordocircolarecondeflettoricon:a=0,3m,dp/dl=0,8Pa/m,v=5m/s,Lwingresso(f)=20dB

2�2�

Sipuòosservarecomelagenerazionedirumoresiatrascurabileinassenzadideflettori;all’aumentaredibedinlagenerazionecrescenotevolmente,soprattuttoallebassefre-quenze(infattiall’aumentaredellafrequenzalagenerazionedecresceinmodosignifica-tivo,comportandounlivellodipotenzasonorainuscitaminorediquellainingressogiàafrequenzeprossimeai500Hz),effettochesiaccentuainmodogradualeperdimensioniancoramaggiori:infattiCDcontinuaacrescere.

GenerazionedirumorenelramosecondarioLa generazione di rumore può essere stimata con la seguente equazione di derivazioneteoricosperimentale:

(6)

dove:

• f0èlafrequenzacentraledellabandad’ottava[Hz]

• UBvelocitàdelfluidonelramosecondario[ft/s]

• QBportatadelramosecondario[ft3/min]

• SBsezionediflussodelramosecondario[ft2]

• DBdiametroequivalentedelramosecondario[ft]

• Kjspettrocaratteristicoottenutodallaseguenteequazione:

5.6Derivazioneatrevie

bb

bc

ac

b

a

ab

2�2�

• RDparametrodicurvatura

• Rraggiodicurvatura[ft]

•

numerodiStrouhal

•

• UMeDMsiricavanoallostessomododicomesonostatiricavatiimedesimiparametriperilbracciosecondario,sostituendoperòledimensioniconquelledelcondottoamontedellagiunzione.

Oradalleformuleprecedentitramitesostituzioneèpossibileottenereil livellodipotenzasonorageneratoinfunzionedeitipiciparametricaratteristicidell’elemento:

conabebbdimensionidelramosecondarioeconaebdimensioniamontedellagiunzione.Siritiene,inoltre,difarosservarecheinunaderivazioneatrevieconstaccoascarpettaconvieneconsiderareilraggiodicurvaturaugualeazero.

AttenuazionenelramosecondarioArigorenonesisteunaveraepropriaperditadienergiadovutaallediramazioni.Sipuòdirepiuttostochel’energiaprovenientedalcondottoprincipalesisuddivideneicondottiavallenellostessomodoincuisisuddivideilflussod’aria.Nonvisonoriflessionioassorbimentipereffettodeiqualil’energiatotaleavalledelladiramazionepossaessereminorediquellaamonte.D’altraparte,sesiconsideralosboccodiuncondottoprincipaledopounadira-mazione,visaràovviamenteminoreenergiadiquellaoriginariamentepresenteprimadelladiramazione stessa. A tale giunzione va pertanto attribuita un’attenuazione dell’energiaoriginale,ottenutaindirizzandopartediquestaaltrove.Sipuòritenerechelaripartizionedell’energiasonoraadunadiramazioneavvengainseguitoaduetermini:• ilprimoèassociatoconlariflessionedelleondesonoreincidenti;èpresenteselasomma

dellesezionidiflussodeivariramiavalledellagiunzione,SBi,differiscedallasezionediflussodellacondottaamontedellagiunzione,SM.

• ilsecondoèassociatoconilrapportotralasezionediflussodelramoi-esimo,SBi,conlasommadellesezionidiflussodeivariramiavalledellagiunzione,SBi.

L’attenuazionenelramoi-esimoèdatadallaseguenterelazione:

(7)

cheadattatainquestocasodiventa:

2�2�

Il primo termine è presente solamente quando le onde che si propagano nella condottaprincipalesonoondepiane.Esistequindiunafrequenzaditaglioaldisopradellaqualequestoterminenonhaalcuneffettoe losiconsideraquindinullo.Per lunghezzed’ondaminoriinizianoadessercidiversimodidivibrareeleondenonpossonopiùessereconsi-deratepiane.Questafrequenzasipuòricavaredallaseguenterelazione:

doveC0èlavelocitàdelsuononell’aria(paria340m/s)ebèladimensionemaggioredelcondottorettangolare.

Potenzasonoranelramosecondario

Neldiagramma(figura18),ottenutoconsiderandounapotenzasonorainingressodi20dBperognibandad’ottava,sipuòosservarechelagenerazionedirumoreavvienesoprattuttoallebassefrequenzeinseguitoallaformazionedivorticifluttuanti.Sipuòancheesaminarequantoinfluentesialavelocità.Anche per la condotta primaria ci saranno degli spettri simili al variare della velocità,cambieràsoloilmodulodeivaloricomesivedràpiùinbasso.Neldiagrammasi sono considerati anchegli effetti dell’attenuazione che risulta esserepraticamentecostantealvariaredellafrequenza.

f(Hz)

f(Hz

)

35

30

25

20

15

63 125 250 500 1000 800010

40

2000 4000

V=0m/s V=5m/s V=7m/s

Fig.18–Spettrosonoroavalledelladerivazioneatreviecon:a=0,3m(costante),b=0,6m,bc=0,5m,bb=0,3m,QB=0,15m3/s,Lwingresso(f)=20dB

2�2�

GenerazionedirumorenelramoprincipaleSipuòrisolverefacilmentericollegandosiairisultatiottenutiperilramosecondarioinfatti:

doveDMVsiricavaallostessomododiDMsoloinserendoledimensioniavalledellagiun-zioneanzichéquelleamontecomefattoprima.Quindi dalle formule precedenti, tramite sostituzione, è possibile ottenere il livello dipotenzasonoragenerato in funzionedeiparametricaratteristicidell’elemento. Inquestocasosaranno:

conacebcdimensionidelcondottoprincipaleavalledellagiunzione.

AttenuazionenelramoprimarioAnchequisidovràutilizzarelarelazione(7),cheadattatadiventa:

oralasezionei-esimasaràquelladellacontinuazione(ramoprimario).Dallastessarela-zionesipuòosservarechenelcaso incui lasommadellesezionidei ramiavalledellagiunzionesiaugualeaquellaamonteilprimoterminediventaidenticamentenullo.E’ riportatoundiagrammaparametrico(figura19), relativoadunaderivazioneatrevieconpresadinamica,cheriportal’effettodell’attenuazionenellacontinuazionedelcondottoprincipaleenellostacco.

Siosservicome,inquestecondizioni,lacadutadiattenuazionedopolafco(frequenzaditaglio)siamoltolieve,quasinonvisibile,siaperilramosecondariocheperilramoprimario.

f(Hz)

ATT

(dB)

6

5

4

3

2

63 125 250 500 1000 80001

8

2000 4000

Stacco

Canaleprincipale7

bc=0,9m,bb=0,3m bc=0,7m,bb=0,5m

Fig.19–Attenuazioneprovocatadalladerivazioneatreviecon:a=0,3m(costante),b=1,5m

2�2�

Caratteristicasonoraelemento

Riassumendo,unaderivazioneatreviepuòesserecaratterizzataacusticamentegrazieaiseguentiparametri:

Conoscendolisipuòstimarecomesimodificail livellodipotenzasonorainingressonelpassaggio attraverso la derivazione a tre vie. Nella figura 20 si può osservare come ilrumore tendapreferenzialmenteadirigersinel condottoprincipale; risulterà ovviamenteunvantaggioper il sistema, inquanto, ci saràpiù stradaper raggiungeregli ambienticlimatizzatiequindivisaràun’ulterioreattenuazione.

Siosservicomelagenerazionedirumoreavvengapreferenzialmenteallebassefrequenze.L’aversuppostocostantelapotenzasonorainingresso,ipotesicheinrealtànonsirealizzamai,permettedivalutareinmodoobiettivoilcontributodellagenerazioneedell’attenua-zionedirumoreprovocatidall’elemento.

f(Hz)

Lw(d

B)

35

30

25

20

15

63 125 250 500 1000 800010

2000 4000

40

Potenzasonorainingresso

Potenzasonorainuscitadalprimario

Potenzasonorainuscitadalsecondario

Fig.20–Spettrosonoroavalledelladerivazioneatreviecon:a=0,3m(costante),b=0,6m,bc=0,5m,bb=0,3m,QB=0,18m3/s,Lwingresso(f)=20dB

2�2�

5.7Derivazioneaduevie

a

b bb

ac

ab

bc

GenerazionedirumoreLagenerazionedirumorepuòesserestimataconlastessaequazioneutilizzataperilramosecondariodiunaderivazioneatrevie,l’unicadifferenzastanelfattochelesorgentidirumoreprovocatedaldistaccodellavenafluidaquestavoltasonodueesimmetriche.E’comeseavessimoduesorgentidellastessa intensità,quindi il livellodipotenzasonorageneratosaràquellodell’equazione(6)sommatodi3dB.Come fatto negli elementi precedenti, dalle formule viste sopra, tramite sostituzione, èpossibileottenereillivellodipotenzasonorageneratoinfunzionedeiparametritipicidellagiunzione:

conabebbdimensionideiduecondottiavalledellagiunzionestessa.Sivuolefarnotarechequestomodellodicalcoloutilizza,pertaleelemento,glistessipara-metrichesonostatiutilizzatiperilramosecondariodelladerivazioneatrevie.

AttenuazionedelrumoreAncheperl’attenuazionedelrumorevalgonoirisultativistinelprecedenteparagrafo.Larelazione(7)adattataalcasoinesamediventalaseguente:

�1�0

a

R

b

GenerazionedirumoreLagenerazionedirumorepuòesserestimataconlastessaequazioneutilizzataperilramosecondariodiunaderivazioneatrevie;l’unicadifferenzastanelfattocheledimensionidelcondottoavalledelgomitosonougualiaquelleprimadellastessa;neconseguel’an-nullamentodicerticontributi(siosservinolerelazioni(6)).Comefattoneglielementiprecedentitramitesostituzioneèpossibileottenereil livellodipotenzasonorageneratoinfunzionedeiparametripiùsignificativi:

Sivuolfareosservarechesecondoquestomodellodicalcolol’influenzadelraggiodicur-vaturainterno,relativamenteallagenerazionedirumore,hauneffettomarginale(figura21).PeravererisultatimiglioriilraggiointernoRdovrebbeassumerevalorimoltoelevati(rispettoaquelliutilizzatidiconsueto)cheperquestionidiingombrononchéversatilitàdiinstallazionerisulterebberodifficilmenteapplicabili.

5.8Curvaaraccordocircolare

f(Hz)

f(Hz

)

50

40

30

20

10

63 125 250 500 1000 80000

2000 4000

R=0

R>0

Fig.21–Generazionenellacurvaaraccordocircolarecon:a=0,3m,b=0,6m,v=5m/s

�1�0

32 Quadernotecnico diacustica

Attenuazionedelrumore

SipuòosservarequantopiùunacurvaaraccordocircolareconR=0possaattenuarerispet-toadunaconR>0(figura22);questosoprattuttoallemedio-bassefrequenzeedinparti-colarmodoperunadeterminatabandadilunghezzed’ondachedipenderàdalledimensionidelcondotto(alcresceredellestesseilpiccosispostaversofrequenzeminori).Lecurvecondimensionirelativamentepiccole,situateingenereinprossimitàdeglisboc-chi,hannopiccodiattenuazioneversofrequenzepiùalte.Questapeculiaritàèbenevolaperquelcampodifrequenzechesappiamoesserecritico(attornoai1000e2000Hz).Infattidairisultatisperimentaliottenuti,perilmaterialedelcondottoinesame,sipuòosservarecomel’attenuazionelinearesiamoltoelevataallebassefrequenzeedecrescavelocementeall’aumentaredellestesse.Risultachiarochetalibandecritichesarannoquelleincuiilrumorenonvieneattenuatoefficacemente(l’attenuazionelinearenonèpiùelevata)echeallostesso temposonocontraddistinte,acausadelventilatore,daun livellodipotenzasonoraingente,ovverolefrequenzeintermedie.Riassumendo,ilcampodifrequenzechesipresentacomepiùcriticoèattornoai1000e2000Hz,inquantoallebassefrequenzeancheselapotenzasonoraprodottadalventila-toreèelevata lanotevoleattenuazione linearedel tipodicondotto inesamepermettedismorzarlaefficacementeinpochimetri.Mentrenellefrequenzepiùalteilventilatoreemettepocaenergiasonoraquindinonsorgeilproblema.Ilproblemainvecesimanifestanellefrequenzeintermediedovelacaratteristicadiatte-nuazionelinearenonèelevatael’energiasonoradelventilatoreèancorapiuttostoalta.Nell’esempioriportatoinfigura23siosservicomeilpiccodiattenuazionesispostiversolefrequenzemaggiorialdiminuiredelledimensioni:

f(Hz)

ATT

(dB)

10

8

6

4

2

0 500 1000 2000

0

1500

R=0

R>0

Fig.22–Confrontodell’attenuazionetracurvaaraccordocircolareconR=0econR>0

���2

Ivaloridiattenuazionesipossonodesumeredalleseguentitabelle:

R=0(curvesquadrate)

Larghezzacondotto Attenuazioneindecibelperbandad’ottava (m) 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

0,13÷0,25 0 0 0 1 5 8 4 3

0,25÷0,51 0 0 1 5 8 4 3 3

0,51÷1,02 0 1 5 8 4 3 3 3

>1,02 1 5 8 4 3 3 3 3

R>0(curvearrotondate)

Larghezzacondotto Attenuazioneindecibelperbandad’ottava (m) 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

0,13÷0,25 0 0 0 1 2 3 3 3

0,25÷0,51 0 0 1 2 3 3 3 3

0,51÷1,02 0 1 2 3 3 3 3 3

>1,02 1 2 3 3 3 3 3 3

f(Hz)

ATT

(dB)

b=1,5mb=1mb=0,5mb=0,2m

8

10

6

4

2

0

63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

Fig.23–AttenuazionecurvaaraccordocircolareconR=0ea=0,2m

Tabella5-AttenuazionelinearediunacurvaaraccordocircolareconR=0

Tabella6-AttenuazionelinearediunacurvaaraccordocircolareconR>0

���2

CaratteristicasonoraelementoIl diagramma mostra, per un tratto di condotto di sezione relativamente piccola e percomunicondizionidi impiego,qualesia l’influenzadiunacurvaconR=0,piuttostocheunaarrotondata(figura24).Lalineaincontinuoèillivellodipotenzasonoraamontedellacurva.Siosservicomerisaltailpiccodiattenuazionedicuisièaccennatoprima.Anchequilagenerazionedirumoreavvienesoprattuttoallebassefrequenzeeallealteillivellodipotenzasonorauscenteèminorediquelloentrante,ovverol’attenuazionehaavutolamegliosullagenerazione.

f(Hz)

Lw(d

B)

35

30

25

20

15

10

63 125 250 500 1000 80002000 4000

Ingresso

R>0

R=0

Fig.24–Spettrosonoroavalledellacurvaaraccordocircolarecon:a=0,2m,b=0,3m,v=3m/s,Lwingresso(f)=20dB

����

bcbb

a

ac

ab

b

a

bbb

ac

ab

bc

GenerazionedirumorenelramosecondarioLagenerazionedirumorepuòesserestimataconla(6),equazionediderivazioneteoricosperimentalevistaprima.Dalle formule precedenti, tramite sostituzione, è possibile ottenere il livello di potenzasonorageneratoinfunzionedeiparametripiùsignificatividell’elemento:

conabebbdimensionidelramosecondarioeconaebledimensioniamontedellagiunzione.Ancheperlostaccoascarpettasiutilizzalostessomodellodicalcolo.E’chiarochelageo-metriaèdiversa,tuttaviasisupponechel’incertezzasulmodellogeometricosiainferioreaquellasulmodellodicalcolo.

AttenuazionenelramosecondarioAncheperquestoelementovalgonoleconsiderazionidetteperlederivazioniatrevie.Larelazione(7)adattatadiventa:

CaratteristicasonoraramosecondarioPuòesserevalutataallostessomododicomeerastatofattoperilramosecondariodelladerivazionea trevie;sipuòquindi tornareal relativoparagrafoperosservare i risultatiottenutiprima.

GenerazionedirumorenelramoprincipaleSirisolvericollegandosiairisultatiottenutiperilramosecondarioinfatti:

doveDMVsiricavaallostessomododiDMsoloinserendoledimensioniavalledellagiun-zioneanzichéquelleamontecomefattoprima(paragrafoderivazioneatrevie).

5.9Derivazionedinamicaestaccoascarpetta

����

Quindidalleformuleprecedentitramitesostituzioneèpossibileottenereillivellodipotenzasonorageneratoinfunzionedeiparametripiùsignificativi,cheinquestocasosaranno:

conacebcdimensionidelcondottoprincipaleavalledellagiunzione.Questi risultati differiscono dal livello di potenza sonora generata nel ramo primario diunaderivazionea tre vie soloper lamancanzadel termineaddizionaledi3dB.Questadifferenzaé facilmente intuibilevistoche lesorgentidi rumorequestavoltasi riduconoaduna,mentre,nelcasoprecedenteeranodueesimmetricheequindiraddoppiavanolapotenzasonoragenerata.

AttenuazionenelramoprimarioAnchequisidovràutilizzarelarelazione[7]:

oralasezionei-esimasaràquelladelramoprimario.Valgonoleconsiderazioniprimacitateapropositodellafrequenzaditaglio.E’riportatoundiagrammaparametrico(figura25),relativoadunostaccoconpresadina-mica,cheriporta l’effettodell’attenuazionenellacontinuazionedelcondottoprincipaleenellostacco.L’effettodovutoallafrequenzaditagliooranonèneppurevisibile,inquanto,periduecasiesaminatilasommadellesezioniavalledellagiunzioneèmoltosimileallasezionedimonte.Inoltreilprimoterminedella(7)moltospessodauncontributodecisa-menteminorerispettoalsecondo.

StaccoCanaleprincipale

f(Hz)

ATT

(dB)

9

10

8

7

6

5

4

3

2

1

0

63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

bc=1,2m,bb=0,3m bc=0,9m,bb=0,5m

Fig.25–Attenuazioneprovocatadallostaccocon:a=0,3m(costante),b=1,5m

����

CaratteristicasonoraelementoRiassumendo,laderivazionedinamicaècaratterizzatadaiseguentiparametri:

Quindisesiconosceillivellodipotenzasonoraamontedell’elementosièingradodical-colarequelloavalle.Adesempio,considerandounapotenzasonorainingressodi20dBperognibandad’ottavaenellecondizionisottospecificate,sistimanoiseguentispettrisonorinellesezionidiuscitadelcanaleprimarioedellostacco.

PotenzasonorainingressoPotenzasonorainuscitadalprimarioPotenzasonorainuscitadalsecondario

f(Hz)

Lw(d

B)

35

30

25

20

15

0

63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

Fig.26–Spettrosonoroavalledelladerivazionedinamicacon:a=0,3m(costante),b=0,6m,bb=0,6m,bc=0,6m,v=5m/s,Qb=0,15m3/s,Lwingresso(f)=20dB

Ancheinfigura26sipuòosservarecomeilrumoretendapreferenzialmenteadirigersinelcondottoprincipale;risultaunvantaggiovistochecisaràpiùstradaperunulterioreatte-nuazione.Inoltre,comegiàsottolineatoinprecedenza,questotipodisistemainmaterialecomposito è particolarmenteadatto adattenuare l’energia sonoraad elevata lunghezzad’onda,proprioquellachesiautogeneraconpiùimpetolungoilpercorsodell’aria.Altro motivo che rende chiara l’esistenza di una significativa affinità tra i fenomeni diautogenerazioneediattenuazionelinearepresentinellarete.

����

5.10Staccoconcollarino

GenerazionedirumorenelramosecondarioLagenerazionedirumorepuòesserestimataconla(6)(equazionediderivazioneteoricospe-rimentalepropostadall’ASHRAE),propriocomeèstatofattoperlagiunzioneprecedente.Comeprima,tramitesostituzione,èpossibileottenereillivellodipotenzasonorageneratoinfunzionedeiparametripiùsignificativiefacilmentereperibili(dopocheèstatadimen-sionatalarete):

dèildiametrodelcollarino,aebsonoledimensioniamontedellagiunzione.

AttenuazionenelramosecondarioAncheperquestoelementovalgonoleconsiderazionidetteperlederivazioniatrevie.Larelazione(7)adattatadiventa:

Dallastessarelazionesipuòosservarecheinquestocasolasommadellesezionidelcon-dottoavalledellostaccopuòassumereunagrandevariabilitàrispettoaquelladimonte(piùgrandeèilcollarinopiùèinfluenteilfenomenodellafrequenzaditaglio).

CaratteristicasonoraramosecondarioQuestapuòesserevalutataallostessomododicomeerastatofattoperilbracciosecon-dariodelladerivazioneatrevie.Inquestotipodielementoledimensionideiduecondottisonomoltodiverse;inparticolareilramoprimariohalestessedimensionidelcondottoamontedellagiunzione.Ilsecondario,chequestavoltaèrappresentatodalcollarino,sitrovaadaveredeidiametrirelativamentepiccoli.Sivedràinseguitolaconseguenzasuglispettrisonoricheèdovutaaquestapeculiarità.

GenerazionedirumorenelramoprincipaleSipuòrisolverefacilmentericollegandosiairisultatiottenutiperilramosecondarioinfatti:

b

a

����

doveDMVsiricavaallostessomododiDMsoloinserendoledimensioniavalledellagiun-zioneanzichéquelleamontecomefattoprima.Iparametridimaggiorinteressesarannoora:

Ilraggiodicurvaturadellostaccoquestavoltanonèpresenteperchésiconsideranullo.

AttenuazionenelramoprimarioAnchequisidovràutilizzarelarelazione(7);oralasezionei-esimasaràquelladelramoprimario.

E’riportatoundiagrammaparametrico,relativoadunostaccoconcollarino,cheriportal’effettodell’attenuazionenellacontinuazionedelcondottoprincipaleenellostacco(figura27).Siosservil’effettodovutoallafrequenzaditaglio.

Fig.27–Attenuazioneprovocatadallostaccocon:a=0,4m,b=0,4m

CaratteristicasonoraelementoRiassumendo,unagiunzioneconstaccoconcollarinopuòesserecaratterizzatadaipara-metri:

f(Hz)

ATT

(dB)

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

d=0,35m

StaccoCanaleprincipale

d=0,2m

����

5.11Attenuazioneperriflessionefinale

Allo stessomododi come fattoper l’elementoprecedentesipossono ricavaregli spettrisonoriesemplificativiriportatiinfigura28:

Fig.28–Spettrosonoroavalledellostaccocon:a=0,4m,b=0,6m,d=0,2m,v=5m/s,QB=0,1m3/s,Lwingresso(f)=20dB

Dopoaversubitovarigradidiattenuazionepereffettodelpercorsodelcondotto,dellecurvatureedellediramazioni,ciòcherimanedell’energiaoriginaleiningressogiungealterminaledicondottoesfocianell’ambienteventilato.Non tutta questa energia viene irradiata nell’ambiente: infatti in base al principiodella riflessioneunapartediessatornerà indietrodadoveèvenuta.Unodei fattoriche influenza l’entità di questo fenomeno è la direttività della sorgente di rumore(terminaled’ambiente).Lacaratteristicadidirettivitàdell’unitàterminaledipendedallasuaposizionerispettoallepareti(comesipuòosservarenellafigura29)edallafrequenza,omeglio,dallalunghezzad’ondaconsideratainrapportoalledimensionidellabocchetta.Quandoilrapportoègrande,ossiaconrumoriabassafrequenzaebocchettepiccole,l’energiatendeadessereirradiataugualmenteintutteledirezioni.Adaltefrequenzeinvecetendeaconcentrarsilungoladirezionedell’asse.Quindi il livello di pressione sonora delle bande di alta frequenza è più elevato inprossimitàdel prolungamentodell’assedelle bocchette piuttosto chenelle posizionilaterali.Uncalcoloconservativovaaconsiderarequindiilcasopiùsevero,ovverol’ascoltatoreinlineaconilterminaledelcondottovalutandoilfattoredidirettivitàincorrisponden-zadelprolungamentodell’asse (questoèciòchesi fanellapraticacomune).Valoritipicidelparametroinoggettosonoriportatinellafigura29.

PotenzasonorainingressoPotenzasonorainuscitadalprimarioPotenzasonorainuscitadalsecondario

Lw(d

B)

f(Hz)

50

40

35

25

20

10

63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

�1�0

Fig.29-Direttivitàdellasorgentedirumore

Ilmodelloutilizzatopervalutarequestaattenuazioneèrappresentatodalleseguenterela-

zioneedèrelativaalcasodicondottiterminantiallostessolivellodelmuro(Q=2),casopiùfrequentenellapratica.dove:• fèlafrequenzacentraleperognibandad’ottava• Dèildiametroequivalentedellacondottaesideterminaconlaseguenterelazione:

Cisonomolte limitazioniperquanto riguarda l’utilizzodiqueste relazioniper l’attenua-zione.Inparticolareeranoutilizzatepercondottecircolari,ma,sièvistochepossonodaredellestimesoddisfacentiancheperglialtritipidicondotti.Questerelazionisidovrebberoutilizzareinassenzadidiffusoriallosbocco,cosacheinpra-ticasimanifestamoltoraramente;sipossonougualmenteottenererisultatisoddisfacenti,ancheseentro limitinon restrittivi, considerandonullo l’effettodell’eventualediffusore.Taleeffettoandràinvececonsideratoaposterioricomponendoloconirisultatichesiotter-rebberosenzadiesso(sommandologaritmicamentelagenerazionedirumorecheprovocaesottraendolarelativaattenuazione).Affinchéleduerelazionisianoattendibiliilcondottodeveincontrarelosboccoadistanzesufficientemente elevatedall’ultimadeviazione che si èpresentata lungo il percorso, inmodochesiestinguanoleturbolenzeformatisi.Un’applicazionedei risultatiottenuticon ilseguentemodelloè riportata in figura30.Sipuòosservareneldiagrammachealdiminuiredelledimensioni l’attenuazioneaumenta;ciò è indiscutibilmentebenefico inquantoprimadell’immissione inambiente i condottiassumonodimensioniminoririspettoaicanalidiconvogliamento.

�1�0

5.12Riduzioni,allargamenti,spostamentieserrande

Questoèunaltromotivoperconcluderecheglieffettidellagenerazionedirumorelungoilcondottosianoanchequellipiùadattiadessereattenuatiintutteleretiaeraulichemasoprattutto inquesto tipodicondotto (graziealla formapeculiaredellacaratteristicadiattenuazionelineare).Ciònonsignificachesiasuperfluoconsiderarelevariegenerazioni;suggeriscepiuttostocheentrocertiregimidivelocitàessesipossanotrascurare,oltre,invece,glieffettidell’at-tenuazionenonsonopiùsufficientielagenerazioneassumeunruolodigranderilievo.

Fig.30–Attenuazioneprovocatadallariflessionefinale

Inuna reteaeraulicasonopresentianchealtri elementi cheprovanounavariazionedelrumore lungo il suo percorso nel condotto, ad esempio: serrande, attenuatori, restringi-mentideviazioni,ecc…E’difficilevalutareillorocomportamento(vistalagrandevarietàdigeometriediversepresentiincommercio),inletteraturanonsitrovanoneppuremodellidistimagenericiperquestitipidielementi.Talvoltaidatisonoripossonoesserefornitidalcostruttoredell’elementostesso;saràquin-dipossibilecomporrel’effettosonorospecificodelpezzospecialeinquestioneconquellopresentenellaretenelpuntoincuiessovieneistallato.Lacomposizionesidovràsvolgere,perognibandad’ottava,conlaseguenterelazione:

dove:• Lw,ingèillivellodipotenzasonoraprimadell’ostacolo• Lw,uscèillivellodipotenzasonoradopol’ostacolo• Lw,genèillivellodipotenzasonorageneratodall’ostacolo• ΔLattèl’attenuazionecomportatadall’ostacolo.

b=0,9a=0,3

b=0,3a=0,3

b=0,6a=0,3

f(Hz)

ATT

(dB)

12

10

8

6

4

2

63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

14

0

���2

5.13Attenuatoriesilenziatori

Quandol’attenuazionedellapotenzasonoraottenutanaturalmenteneicircuitidimandataeripresadell’arianonèsufficienteagarantireilivellidirumorositàambientalerichiesti,sipuòricorrereall’impiegodifiltriattenuatoriacusticiosilenziatori(untipoèriportatoinFigura31).Isilenziatorisonousualmentecostituitidauntrattodicondotto(rettilineoodancheacurvaadangolorettovivo)nelqualeopportuniinsertifonoassorbenti(perlopiùaformadisetti)permettonodiconseguireelevatiparametridiattenuazione.

L’attenuazioneprodottadaunsilenziatoredipendedavarifattori:• tipodi setti impiegati: sonodisponibili in commercio vari tipi di setti fonoassorbenti,

in lanamineraleconrivestimento in lanadivetroadaltocoefficientediassorbimentoacustico, quelli realizzati come i setti standard ma con un rivestimento aggiuntivo inalluminiosumetàsuperficie,inrelazioneallediversefrequenzeperlequalisirichiedeunmaggiorassorbimentoacustico.

•seriecostruttiva:lospessoredeisettielarelativastrettezzadeipassaggidell’ariasonodeterminantinelgenerareattenuazione.

•lunghezza:piùlungoèilsilenziatore,maggioreèl’attenuazioneprodotta.

Riassumendo:

Peraumentarel’attenuazione: 1)ridurreilpassaggiodell’aria; 2)aumentarelalunghezza.

Perdiminuirelaperditadicarico: 1)aumentarel’altezza; 2)aumentarelalarghezza(aumentandoiln.dimoduli).

N.B.Con il termine“modulo”si intende,perunsilenziatore,unpassaggiod’ariapiù lospessoredelsettoadessorelativo.Perridurrealminimoleperditedicarico,saràspessonecessariousaresilenziatoriasettididimensionimaggioridiquelledelcondottosulqualedevonoessereinstallati,percuisidovrannoadottareopportuniraccordiconestremitàaprofiloaerodinamico.Ivarimodellidisilenziatorisidifferenzianoperledimensioniequindiperleportated’aria,inrelazioneallaperditadicaricoeallavelocitàdell’aria.Notedunque,laportatad’ariaela

Fig.31–Filtroattenuatoreacustico

���2

Incorrispondenzadelmuro

Migliore

Si riduce il rumore nella condotta ed il rumore

che, dal locale tecnico, potrebbe entrare nella

condotta.

Subitoprimadelmuro

Moltobuona

Èl’alternativapiùpraticaquandovienerichiesta

unaserrandatagliafuocosullaparete.

velocitàmassimadell’aria(olaperditadicarico),sirisalemediantel’ausiliodidiagrammifornitidallecasecostruttrici,alcoefficientediportatachedeveavereilsilenziatore.Infine,nelletabelledeidatiaeraulicisiindividuailmodellodisilenziatoreconilcoefficien-tediportataugualeopocosuperioreaquellovoluto,traquellichepermettanodifornirel’attenuazione richiesta. In caso di più modelli in alternativa, si sceglierà quello con ledimensionipiùconvenienti.

DoveinstallareisilenziatoriL’esattacollocazionedeisilenziatoridipendedallanaturadellemacchinepresentiedallalorovicinanzaalleareecritiche.Quandoillivellodirumoreincentraleèelevato,èconsigliabilecollocareilsilenziatoreneltrattodicondottocheprecedeimmediatamentelasuauscitadallocale;intalmodo,ognirumoredicentralecheentranelcondottoancheattraverso lesuepareti,saràattenuatodalsilenziatoreprimachepossaraggiungereiterminaled’impiantonegliambienti,com’èindicatonellaFigura32.Posizionareisilenziatoritroppovicinoaiventilatorioadaltricomponentipuòesserecausadieccessivaturbolenzaconconseguenteeccessivaperditadicaricoedeccessivorumoreautogenerato.

����

Dentroillocaletecnico

Accettabile

Inquestocasounacertaquantitàdirumorepro-

dottadallocaletecnicoentranellacondottasenza

l’attenuazionedelsilenziatore.

All’esternodellocaletecnico

Scadente

Il rumore interno alla condotta fuoriesce nella

zona occupata prima di essere attenuato dal

silenziatore.

Fig.32–Installazionedeisilenziatorioattenuatori

����

La ricerca condotta dal Dipartimento di Fisica Tecnica dell’Università di Padova,comepresentatonei precedenti capitoli, haportatoalla determinazionedelle pro-prietàacustichedeicanalipreisolatiinalluminioP3ductal,diseguitoriepilogate:

•attenuazionelineare(lungoilpercorso);•resistenzaallatrasmissionedirumore(breakoutebreakin);•autogenerazionedirumore.

Sulla base dei risultati delle misure effettuate sono state delineate delle curveparametriche lequali possonoessereusate comestrumentidi progettazionedegliimpianti di condizionamento. I tecnici del settore, pertanto, conoscendo le dimen-sioni dei canali e la potenza sonora entrante (per esempio dovuta al ventilatore)potrannocalcolaresia lapotenzasonora irradiatadalsingolo troncodicanalesialapotenzasonoraconvogliataavalledeltroncostesso.In considerazione del fatto che i comuni problemi di eccessiva rumorosità degliimpianti di condizionamento sono dovuti solitamente ad una errata progettazioneo ad una inadeguata installazione dell’impianto, alla luce dei fenomeni acusticifinquitrattatisiriportanodiseguitoalcuneutili indicazionidarispettareperunabuonainstallazionedeicanalipreisolatiinalluminioP3ductal:

•è consigliabile dimensionare il condotto in modo che le velocità dell’aria sianorelativamentebassesoprattuttoincorrispondenzadellezonecritiche;

•strutturarel’impiantoinmanieradaottenereunflussod’ariapiùuniformepossi-bile,evitandobruschevariazionididirezione;

•spaziareopportunamenteicomponentidell’impiantochepossonogenerareturbo-lenzeperconsentireunariomogenizzazionedelflussotradiessi;

•inconsiderazionedell’elevataattenuazionelinearedeicanaliP3ductal,soprattut-toallebassefrequenze,èpreferibile-sepossibile-allungareilpercorsodell’im-pantoaeraulicoall’esternodegliambientisensibiliosfruttandounvano tecnicoperabbatterelapotenzasonoraprimadell’ingressoagliambientidaservire,comeriportatoinFigura33;

•evitarediinserirestacchiinprossimitàditerminalid’ambientemadistanziarlidialmeno1o2metri;

•neitrattiinizialidellaretedoveledimensionideicanalisonopiuttostoelevateèpreferibileutilizzarecurvearaccordocircolarecondeflettoripiuttostodicurveaspigolovivoconalettedirettrici:infatti,comeanalizzatoinprecedenza,pergrandidimensioniedelevatevelocità, lapotenzaacusticageneratadiunacurvaarac-cordocircolarecondeflettoriè,mediamente,diunpaiodidBpiùbassarispettoaquelladiunacurvaaspigolovivoconalettedirettrici.

Conclusioni6

����

Concludendo si ribadisce che gli effetti della generazione di rumore sono anchequellipiùattiadessereattenuati.Ciònonsignificachesiasuperfluoconsiderarelevariegenerazioni,mapiuttostocheentrocertiregimidivelocità(circa8m/s)sipossono tranquillamente trascurare; oltre, invece, gli effetti dell’attenuazione nonsonopiùsufficientielagenerazioneassumeunruolodigranderilievo.Sievidenzianuovamentelagrandeimportanzadilimitarelevelocità.

vanotecnico vanoservito

Fig.33–PercorsoottimalediuncanaleP3ductalperunmiglioreabbattimentoacustico.

����

Quantità Moltiplicare Per Ottenere Ottenere Per Dividere

Area m2 10,7643 ft2

mm2 0,0015 in2

Densità kg/m3 0,0625 lb/ft3

Energia kJ 0,9478 BtuEntalpia kJ/kg 0,4299 Btu/lbForza N 0,2247 lbf

Coefficientediscambiotermico W/(m2K) 0,1761 Btu/(hft2°F)Viscositàcinematica m2/s 10,7643 ft2/sLunghezza m 3,2808 ft mm 0,0393 inchVelocitàlineare m/s 196,8504 ft/min,fpmMassa kg 2,2064 lbUmiditàassoluta mg/kg 0,01 ppmPotenza W 3,4118 Btu/hPressione Pa 0,004 inw.g. Pa 0,0209 lb/ft2

kPa 0,145 psi(lbf/in2) kPa 0,01 bar kPa 0,2953 inHgTemperatura °C 1,8°C+/-32° °FConduttivitàtermica W/(mK) 0,5777 Btu(hft°F)Volume m3 1000 litri m3 35,3107 ft3

Portata L/s 2,1191 ft3/min,cfm

Quandosifannodelleconversioni,bisognaarrotondareilrisultatofinaleallostessonumerodicifresignificativedelvaloreoriginale.Attenzione:ivaloridiconversionesonoarrotondatialla3ao4acifrasignificativa,cheèsufficientementeaccuratoperlamaggiorpartedellleapplicazioni.

Fattori di conversione

����

Cummings,A.1980.Lowfrequencyacousticradiationfromductwalls,Journal of Sound and Vibration,78,pp.201-226.

Cummings,A.1981.Stiffnesscontroloflowfrequencyacoustictransmissionthroughthewallsofrectangularduct,Journal of Sound and Vibration,74,pp.211-227.

Cummings,A.1983.Approximateasymptoticsolutionsforacoustictransmissiontroughthewallsofrectangularducts,Journal of Sound and Vibration,90,pp.211-227.

Cummings,A.1985.Acousticnoisetransmissionthroughductwalls,Transactions of the American Society of Heating, Refrigerating, and Air-Conditioning Engineers,91,pp.48-61.

Cummings,A.1995. Low frequencyacoustic transmission through thewalls of rectangularducts. Journal of Sound and Vibration,61,pp.327-345.

DeCarli,M.andDiBella,A.1999.Metodiparametriciperlastimadellecapacitàfonoisolantideicanalid’ariaasezionerettangolare(inItalian).AttidelConvegnoAICARR.“La climatizzazione ambientale e il rumore: aspetti tecnologici, legislativi e normativi”,Padova,Italy.

DiBella,A.andZecchin,R.1999.Multi-PurposeApparatusforEvaluationofNoiseTransmittedthroughAirDucts.Proceedings of the Joint Meeting “Berlin 99” – 137 th regular meeting of the Acoustical Society of America & 2 nd convention of the EAA: Forum Acusticum,Berlin,Germany.

DiBella,A.,Magnaguagno,R.,Moro,L.andZecchin,R.1998.Latrasmissionede1suononeicanalid’ariaasezionerettangolare:analisieprevisionedeifenomenidi“breakin”e“breakout”(inItalian),Atti 39° Convegno Nazionale AICARR,Milano,Italy,pp.281-300.

Fahy,F.1987.Soundandstructuralvibration,AcademicPress.

Fry,A.1988.NoiseControlinBuildingServices,Oxford,PergamonPress.

ISO354:1985Acoustics--Measurementofsoundabsorptioninareverberationroom.

ISO717-1:1996Acoustics--Ratingofsoundinsulationinbuildingsandofbuildingelements--Part1:Airbornesoundinsulation.

ISO140-10:1991Acoustics--Measurementofsoundinsulationinbuildingsandofbuildingelements--Part10:Laboratorymeasurementofairbornesoundinsulationofsmallbuildingelements.

ISO3741:1999Acoustics--DeterminationofsoundpowerlevelsofnoisesourcesusingsoundpressurePrecisionmethodsforreverberationrooms.

ISO9614-2:1996Acoustics--Determinationofsoundpowerlevelsofnoisesourcesusingsoundintensity--Part2:Measurementbyscanning.

ISO15186-1:2000Acoustics--Measurementofsoundinsulationinbuildingsandofbuildingelementsusingsoundintensity--Part1:Laboratorymeasurements.

Nelson,P.,Fry,A.T.andBurnett,R.1983.Definitionofandrelationshipsbetweenbreakoutandbreakinsoundtransmissionlossofpipesandducts,Proceedings Inter-Noise, Vol.2,pp.587-590.

Reynolds,D.D.andBledsoe,J.M.1991.AlgorithmsforHVACacoustics,ASHRAE,Atlanta,GA.

Schaffer,M.E.1993.Guidapraticaalcontrollodelrumoreedellevibrazioni(inItalian),PEG,Milano,Italy.

Sharland,I.1994.L’attenuazionedelrumore(inItalian),WoodsItaliana,Italy.

Vér,I.L.1983.PredictionofSoundTransmissionThroughDuctWalls:BreakoutandPickup,ASHRAE Transacion,90,pp.391-413.

Vér,I.L.1983.Definitionofandrelationshipsbetweenbreakoutandbreakinsoundtransmissionlossofpipesandducts,Proceedings Inter-Noise,Vol.2,pp.583-586.

Ziomek,J.1995.Fundamentalsofacousticfieldtheoryandspace-timesignalprocessing,CRCPress.

[4]

[5]

[6]

[13]

[12]

[10]

[15]

[14]

[11]

[1]

[9]

[8]

[7]

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[3]

Bibliografia

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Annotazioni

Si ringraziano per la collaborazione

Prof. Ing. Roberto Zecchin, Dipartimento di Fisica Tecnica, Università di Padova

Arch. Antonio di Bella, Dipartimento di Fisica Tecnica, Università di Padova

Ing. Daniele Marchiori

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