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Comune di Rimini – Teatro Amintore Galli versione 9 / 2009

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Premessa La presente relazione viene redatta dal sottoscritto Prof. Ing. Lamberto Tronchin, Tecnico Competente in Acustica Ambientale ai sensi della legge n. 447/1995, iscritto all’Elenco Regionale della Regione Veneto (240/2002). Nei successivi paragrafi sono indicate le linee guida del progetto acustico, con l’indicazione dei livelli acustici che costituiscono l’obiettivo da raggiungere al termine dei lavori di realizzazione dell’opera, il piano di monitoraggio e controllo da svolgersi in corso d'opera per il controllo dei parametri acustici presenti nella cavea finalizzato ai correttivi da porre in atto durante l'esecuzione dei lavori, nonché il tipo e la modalità di collaudo acustico da svolgersi al termine della ricostruzione del Teatro “Amintore Galli” di Rimini. Tale collaudo riguarderà sia la qualità del campo sonoro nella cavea e nel palcoscenico, sia l’isolamento acustico delle varie componenti edilizie.

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INDICE

PARTE PRIMA ______________________________________________________ 4 

1.  Premessa _____________________________________________________ 4 

2.  Introduzione __________________________________________________ 4 

3.  Il Teatro “Amintore Galli” di Rimini – genesi del Progetto ___________ 5 3.1 Il teatro Polettiano _____________________________________________ 5 3.2 Il progetto finale del Gruppo di Progettazione del Comune di Rimini _____ 6 

PARTE SECONDA ___________________________________________________ 7 

4.  Qualità acustica degli ambienti chiusi _____________________________ 7 4.1 Aspetti generali _______________________________________________ 7 4.2 La Risposta all’impulso _________________________________________ 8 4.3 Altri parametri acustici __________________________________________ 9 4.4. La spazializzazione acustica ____________________________________ 11 

5.  Isolamento acustico degli ambienti _______________________________ 13 5.1 Il DPCM 5-12-97 _____________________________________________ 14 5.2 Valori minimi richiesti per il Teatro “A. Galli” ______________________ 19 

6.  Modalità di collaudo in corso d’opera ____________________________ 19 

7.  Modalità di collaudo finale _____________________________________ 20 7.1 Collaudo della qualità sonora ____________________________________ 21 7.2 Collaudo dei requisiti acustici passivi _____________________________ 21 

8.  Riferimenti normativi _________________________________________ 22 

9.  Riferimenti bibliografici _______________________________________ 22 

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PARTE PRIMA

1. Premessa Il presente studio intende indicare le linee guida da seguirsi durante la progettazione acustica del ricostruendo Teatro “Amintore Galli” di Rimini. Dopo una breve descrizione dello stato dell’arte delle attuali conoscenze sull’acustica dei teatri, verranno descritti i principali parametri acustici considerati fondamentali per l’ottenimento di una eccellente qualità acustica degli ambienti interni. Verranno altresì forniti i valori numerici considerati ottimali per la destinazione d’uso prevista del teatro. Successivamente verrano descritte le modalità di verifica e monitoraggio acustico da svolgersi in corso d’opera, allo scopo di verificare periodicamente l’ottenimento degli obiettivi acustici prefissati ed eventualmente intervenire per effettuare le correzioni necessarie. Infine, verrà descritta la modalità di collaudo acustico conclusivo sia della qualità del campo acustico nella sala, sia delle prestazioni acustico-edilizie delle varie partizioni e componenti edilizi.

2. Introduzione Durante lo sviluppo del progetto architettonico di una entità ad altissima valenza storico culturale, diventa fondamentale porre la massima attenzione alla componente tecnica che dovrà garantire il massimo grado di efficienza globale della struttura, sotto tutti i punti di vista. Qualora la struttura architettonica sia costituita da un ambiente storico come un Teatro d’Opera all’Italiana, è fondamentale considerare l’aspetto del suo funzionamento in senso globale, comprendendo la funzionalità statica e sismica, la fruizione ed accessibilità degli spazi da parte del pubblico e del personale artistico e tecnico, la sicurezza dell’ambiente e delle persone ivi presenti, il benessere termoigrometrico, l’efficienza energetica, la visibilità, e soprattutto la qualità acustica complessiva. Un teatro deve garantire standards di sicurezza ed accessibilità particolarmente elevati, ma soprattutto e più di ogni altra componente deve garantire una percezione sonora eccellente. Nel considerare l’acustica di un ambiente teatrale, è necessario evidenziare come due aspetti strettamente correlati forniscano autonomamente il significato di qualità acustica. Il primo riguarda la qualità della percezione sonora delle attività teatrali nella cavea, nella fossa e nel palcoscenico. Il secondo riguarda l’isolamento acustico tra diversi ambienti del teatro, l’isolamento dai rumori provenienti dall’esterno e l’isolamento dai rumori impiantistici. Entrambi devono coesistere armonicamente ed autonomamente, poiché la non perfetta rispondenza di uno di essi provocherebbe inevitabilmente il fallimento della progettazione acustica. Essi inoltre si differenziano sostanzialmente anche per la descrizione del livello di qualità. Se da un lato l’isolamento acustico è univocamente e facilmente definito (tanto maggiore sarà il grado di isolamento, tanto maggiore risulterà la qualità acustica), la descrizione dei livelli di qualità della percezione sonora costituisce un compito particolarmente delicato, poiché la qualità acustica non rimane costante nè con il tempo nè con i luoghi, nè tantomeno con il brano musicale. I fruitori stessi possono variare la loro personale percezione della qualità acustica a seconda del brano

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musicale o del singolo movimento, spingendosi a richiedere acustiche differenti addirittura per la singola battuta, rendendo quasi impossibile ottenere un giudizio unanime di qualità acustica, soprattutto con il trascorrere dei tempi. Poichè all’interno dell’intero complesso architettonico non è plausibile nè ammissibile separare la Cavea dal Foyer, gli standards qui descritti dovranno necessariamente essere applicati anche alle componenti del teatro che sono oggetto di un appalto separato, ma che si inseriscono in un complesso architettonico unico, che costituisce una unica componente armonicamente costituita, e che si colloca a partire dall’ingresso degli spettatori nell’atrio dell’edificio, e termina con la fruizione della performance e la uscita nella piazza Cavour antistante al Teatro. Nel caso del teatro l’Opera, quando il progetto acustico deve accordarsi con le esigenze architettoniche che guidano le modalità della sua realizzazione, ogni intervento sull’architettura dovrà armonizzarsi con la valenza estetica del complesso teatrale, lasciando al Progettista il compito di evidenziare o celare, a seconda della propria sensibilità, le macchine acustiche, in accordo con l’idea base della scelta architettonica. Nel teatro “Amintore Galli” di Rimini, questo compito apparirebbe quasi impercorribile, dovendo esso seguire il precetto “com’era, dov’era”, già utilizzato per il Teatro “La Fenice” di Venezia. Ma proprio facendo tesoro di una simile esperienza come quella veneziana, è necessario che gli interventi di ottimizzazione dell’acustica si intarsino nel complesso teatrale fornendo al contempo l’ottimizzazione delle caratteristiche acustiche in svariate aree, qui riassumibili: - l’ottimizzazione della distribuzione del suono prodotto dai Musicisti nell’area del palcoscenico e percepito dagli ascoltatori all’interno della cavea teatrale; - l’ottimizzazione della percezione acustica dei Musicisti nel palcoscenico e nella fossa d’orchestra; - la limitazione dell’eccessiva riverberazione nel foyer, nella sala delle colonne, nella biglietteria, nell’androne di accesso alla sala Ressi ed in quest’ultima. La progettazione acustica non dovrà pertanto limitarsi a contenere l’energia sonora riflessa dalle pareti, prescrivendo materiali fonoassorbenti senza alcuna regola scientifica e solo “basati su esperienza o casi simili”, ma piuttosto calcolare e dimostrare con le più moderne teorie e metodologie di valutazione l’importanza dell’utilizzo di opportuni pannelli diffondenti per contenere la focalizzazione nella cavea, o dimensionare il quantitativo di materiale fonoassorbente o il profilo delle sedute, ed evidenziare la ragione del collocamento ed orientamento di pannelli acustici. Tali valutazioni dovranno essere condotte utilizzando le più moderne metodologie internazionali di calcolo e valutazione, non trascurando ma anzi valorizzando gli strumenti a disposizione degli scienziati acustici, come l’auralizzazione 3D, particolarmente valorizzata ed apprezzata in questa sede.

3. Il Teatro “Amintore Galli” di Rimini – genesi del Progetto

3.1 Il teatro Polettiano Il teatro polettiano, inaugurato nell’agosto del 1857, era fondato sulle ipotesi classiche che già Pierre Patte, Giordano Riccati e soprattutto Francesco Milizia ne “Del teatro” indicava nel 1794. La presenza delle colonne su due ordini di palchi, ad esempio,

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riecheggia le ipotesi classiche del teatro ideale basato sull’architettura ellenica, che comprendeva l’utilizzo di colonnati già ripresi da Palladio nel Teatro Olimpico di Vicenza. Le misurazioni effettuate dal sottoscritto nel 2003 nel Teatro Olimpico hanno evidenziato l’ampia coda riverberante della risposta all’impulso della sala, che appare ricca di riverberazione con valori dei tempi di riverberazione ampiamente superiori a 2 secondi.

3.2 Il progetto finale del Gruppo di Progettazione del Comune di Rimini Il Gruppo di Progettazione costituitosi nel Comune di Rimini ha sviluppato un progetto della sala secondo il principio “com’era, dov’era”, già seguito nel progetto denominato “Garzillo-Cervellati” e opportunamente modificato per l’adeguamento della sala agli standards tecnici contenporanei. Il progetto è stato formulato seguendo l’esperienza dei teatri Fenice di Venezia e Petruzzelli di Bari, che negli anni novanta del 1900 sono stati entrambi distrutti da incendi e successivamente ricostruiti. A differenza però di questi due ambienti, nel caso del Teatro Galli di Rimini la ricostruzione avviene dopo molti decenni dalla distruzione della sala, e la stessa documentazione relativa alle condizioni del teatro antecedenti alla sua distruzione sono molto più limitati. Mancano completamente dati relativi all’acustica. Inoltre, nel corso dei decenni successivi alla realizzazione del teatro, la sala polettiana è stata considerevolmente rimaneggiata, soprattutto nel golfo mistico e nell’arredo. Per queste ragioni, il progetto formulato dal Gruppo di Progettazione del Comune di Rimini ha inteso richiamare l’architettura originale polettiana (seguendo, quindi, la indicazione “com’era, dov’era” formulata dalla città di Rimini), ma al contempo fornendo tutte le migliorie tecniche, soprattutto acustiche, che costituiscono il patrimonio indispensabile di un teatro nel nuovo millennio. Va infine ricordato che sia nel caso del teatro La Fenice di Venezia che nel Teatro Petruzzelli di Bari, il progetto di ricostruzione ha previsto l’inserimento di migliorie in grado di ottimizzare la qualità acustica nel teatro. In particolare, il Teatro La Fenice di Venezia, che più è vicino per storia ed architettura al Galli di Rimini, ha visto l’inserimento di svariati apparati nella cavea, nella fossa e nel palcoscenico, tutti mirati all’ottimizzazione acustica del teatro. La progettazione del Teatro Galli di Rimini dovrà essere caratterizzata soprattutto dalla presenza di standards acustici elevatissimi, che consentano a tale sala di rappresentare il punto di riferimento non solo per l’area romagnola, ma per l’intero Paese.

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PARTE SECONDA

4. Qualità acustica degli ambienti chiusi Allo scopo di ottenere valori eccellenti della qualità acustica all’interno dell’architettura del Teatro Galli di Rimini, è necessario definire i parametri acustici fisici indispensabili per l’ottenimento della qualità sonora e dell’isolamento acustico delle partizioni e dai rumori esterni, nonché i loro valori ottimali o minimi da raggiungere in fase di progettazione, e verificare durante il collaudo acustico finale dell’opera.

4.1 Aspetti generali La determinazione della qualità acustica all’interno degli ambienti chiusi, fenonemo correlato con la riverberazione, è misurabile per mezzo di numerosi parametri acustici che costituiscono tuttora argomento di ricerca a livello internazionale. Tuttavia numerosi parametri sono ormai unanimamente considerati particolarmente indicativi, e sono anche indicati all’interno di Norme tecniche internazionali specifiche, quali soprattutto la norma ISO 3382 parte 1 del 2009. La qualità dell’ascolto di un brano musicale o della voce prodotti all’interno di un teatro dipendono dalle caratteristiche fisico-acustiche della sorgente e dell’architettura del teatro; essa risulta soddisfacente qualora si realizzi un livello di energia sufficientemente elevato ed uniforme, che permetta a tutti i potenziali ascoltatori di udire e comprendere il segnale acustico emesso. L’uniformità delle condizioni di ascolto attribuisce alla sala un maggior pregio, a prescindere da qualsiasi altra condizione. Solitamente, la molteplicità di modalità d’uso di una sala, e conseguentemente l’impossibilità di far riferimento ad un’unica configurazione delle sorgenti sonore, non permette di definire un valore ottimale dei parametri acustici. In particolare, la contemporanea percezione del suono diretto, generato dalla sorgente sonora, e delle varie riflessioni prodotte dalle superfici delimitanti la sala, creano una componente riverberante che condiziona il tipo di attività prevista per l’ambiente stesso. La riverberazione consente di avere un valore discreto del livello sonoro anche a distanze abbastanza marcate dalla sorgente sonora, tuttavia ciò non comporta soltanto effetti positivi per quanto riguarda la qualità acustica di una sala. Una quota eccessiva di energia riverberata può costituire un disturbo indesiderabile ai fini di una corretta comprensione dei segnali emessi dalla sorgente. Infatti, l’ascoltatore in un ambiente chiuso riceve, oltre al segnale acustico proveniente direttamente dalla sorgente, anche la riverberazione residua dei segnali emessi in precedenza, i quali giungono al ricevitore in istanti successivi in funzione delle lunghezze dei cammini percorsi. Se il segnale emesso dalla sorgente è costituito da una serie di impulsi diversi e di breve durata, allora la riverberazione di un segnale costituisce un disturbo per la corretta comprensione del messaggio successivo. In particolare, nel caso di linguaggio parlato

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il segnale è costituito da un’alternanza di suoni elementari aventi carattere stazionario e altri a carattere di brevi transitori; l’ascoltatore deve poter distinguere ogni suono con la massima chiarezza, senza la sovrapposizione di suoni riverberati. Nel caso in cui il messaggio sia musicale, un certo grado di riverberazione (dipendente dal genere musicale) è un fenomeno utile per una buona audizione, per la fusione dei suoni e il legamento delle note. La parte di segnale di riverberazione che è percepita in ritardo rispetto all’onda diretta di pochi millisecondi viene integrata dall’udito al suono diretto; si tratta dunque di una frazione utile all’ascolto. Il conseguimento del valore ottimale della riverberazione non è però sufficiente ad assicurare la buona acustica di una sala, poiché non si fa alcuna distinzione tra la parte di energia utile all'ascolto, che perviene agli ascoltatori con un ritardo modesto rispetto all'onda diretta e la parte di energia più in ritardo, che è prevalentemente disturbante. Analogamente, non viene considerata nemmeno la direzione di arrivo dell’energia riflessa dalle varie superfici, che dipende dalle caratteristiche fisico-geometriche della sala e dalla natura della sorgente. Questa limitazione è più evidente qualora la destinazione d’uso della sala sia la partecipazione a conferenze o congressi, in cui l’intelligibilità della parola è un requisito essenziale. In sintesi, le varie riflessioni provenienti dall’ambiente devono possedere i seguenti requisiti: a) essere riflessioni precoci, con ritardo rispetto all’onda diretta inferiore a 80 ms; b) giungere all'ascoltatore da direzioni laterali; c) avere una intensità relativa a quella del suono diretto maggiore di una certa soglia; d) essere pressoché mutuamente incoerenti. Queste caratteristiche fisiche sono descritte da una serie di parametri monoaurali, binaurali e tridimensionali che sono contenuti nelle risposte all’impulso.

4.2 La Risposta all’impulso L’effetto delle riflessioni multiple in un ambiente chiuso, in seguito all’emissione di un segnale impulsivo da parte della sorgente, viene riprodotto graficamente da diagrammi riferiti a punti di ascolto. Tali diagrammi riportano in ascissa il tempo con un intervallo che può arrivare fino a qualche secondo, e in ordinata l’intensità dell’onda diretta e delle successive riflessioni, posizionati rispetto all’origine in funzione dei tempi impiegati a coprire le distanze percorse. I diagrammi rappresentano la “risposta dell’ambiente” al segnale impulsivo e permettono di valutare la qualità del segnale ricevuto leggendo le informazioni contenute sulla trasmissione del suono fra sorgente e punto di ascolto. E’ possibile apprezzare visivamente la presenza delle onde riflesse rispetto all’onda diretta, e il relativo tempo di ritardo. Le moderne tecniche di elaborazione consentono di quantificare la frazione di energia utile rispetto a quella totale in gioco. In alcuni casi la misurazione delle risposte impulsive veniva effettuata direttamente sollecitando l’ambiente con una sorgente di tipo impulsivo, campionando poi il segnale ricevuto in corrispondenza di alcune posizioni di ascolto, solitamente tramite microfoni binaurali; si tratta, in questo caso, di “reflectogrammi” sperimentali. Con questo approccio si accetta l’ipotesi di linearità dell’acustica architettonica, avendo pertanto definito il parametro “risposta all’impulso” come il parametro esaustivo della caratterizzazione acustica di un ambiente. Tutte le informazioni utili alla descrizione del campo acustico di un ambiente chiuso sono contenute nelle

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risposte all’impulso. Da questi diagrammi è possibile anche ricavare il tradizionale decadimento riverberante prodotto dallo spegnimento di una sorgente che emette un rumore stazionario, e quindi anche il tempo di riverberazione. Schröder nel 1963 per primo studiò questo legame e dimostrò che la legge di decadimento riverberante è ricostruibile mediante un particolare algoritmo (integrazione all’indietro della risposta all’impulso).

4.3 Altri parametri acustici A partire dalla risposta all’impulso, mediante post-processing possono essere calcolati numerosi parametri acustici, secondo quanto suggerito dalla citata norma ISO 3382. I principali parametri sono i seguenti. - T(60) (Reverberation Time), tempo di riverberazione. Esso esprime il tempo necessario affinché, una volta spenta una sorgente stazionaria che emette un rumore rosa, il livello sonoro diminuisca di 60 dB. Può essere calcolato in diversi intervalli di decadimento: nell’intervallo da -5 a -20 dB, ad esempio, più propriamente è definito tempo di riverberazione iniziale, ed indicato con T15. Il tempo di riverberazione classico, calcolato su un decadimento di 60 dB, normalmente viene ottenuto estrapolando il risultato ottenuto su un intervallo più limitato, da -5 a –35 (T30), ma anche su altri intervalli, ad esempio da -5 a -25 dB (T20), oppure -10, -25 dB (T10-25). In tale modo si evita di considerare anomalie nel decadimento, tipicamente presenti nella prima parte della coda. I valori ottimali di tale parametro (per la musica sinfonica) vanno da 1.8 a 2.6 secondi. Per l’opera lirica vengono suggeriti valori più bassi (1.0 – 1.5 s), e per la prosa valori ulteriormente ridotti (0.8 – 1.2 s). Per il teatro Galli è preferibile un tempo di riverberazione prossimo a 1.4 secondi. - E.D.T. (Early Decay Time), tempo di primo decadimento. Si differenzia dal tempo di riverberazione classico perché l’intervallo di estrapolazione parte da 0 dB, ed è calcolato nell’intervallo di decadimento 0, -10 dB. Jordan, che suggerì tale parametro (1968), stabilì che esso poteva essere più fortemente correlato alla percezione psicosoggettiva della riverberazione. I valori ottimali di tali parametri variano, per la musica sinfonica, da 1.5 a 2.4 secondi, mentre per l’opera lirica e la prosa si fa comunemente riferimento agli stessi valori ottimali già indicati per il tempo di riverberazione. Anche questo parametro è normalmente calcolato secondo l’algoritmo definito da Schröder. Per il Teatro Galli è preferibile un EDT tra 1.3 e 1.4 secondi. - ts (Center Time, CT), tempo baricentrico; ideato da Kürer (1969), è definito dalla relazione:

∫∞

⋅⋅=

0

2

0

2

)(

)(:

ττ

τττ

dh

dhts

Esso esprime il “baricentro temporale” dell’energia contenuta nella risposta all’impulso h(τ). Va correlato con le sensazioni chiarezza e nitidezza del segnale sonoro. In condizioni ottimali, per brani musicali, dovrebbe assumere valori minori di 140 ms, valore limite suggerito per il teatro Galli di Rimini.

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- I.T.D.G (Initial Time Delay Gap), tempo di ritardo della prima riflessione. Introdotto da Beranek (1962), esprime la differenza temporale tra l’onda diretta e la prima riflessione, nella risposta all’impulso (senza tener conto della riflessione sul pavimento, che viene considerata sempre integrata con l’onda diretta); è sensibile alle dimensioni geometriche della sala. Tale parametro dovrebbe avere valori inferiori a 20 ms. Poiché tale parametro è stato definito effettuando la costruzione geometrica dei percorsi dell’onda diretta e delle prime riflessioni, esso per definizione stessa assume valori contenuti vicino alle pareti della sala, mentre verso il centro della platea assume valori più elevati. - C(80) (Clarity - 80 ms), indice di chiarezza, definito da Reichard et al. (1975), calcolato sui primi 80 ms; è espresso dal rapporto:

∫∞=

t

t

dh

dhtC

ττ

ττ

)(

)(log10:)(

2

0

2

in cui è t = 80 ms; l’intervallo di 80 ms è suggerito per valutazioni della chiarezza nel campo musicale; il suo valore ottimale è compreso nell’intervallo [-2, +2] dB, indicato anche per il Teatro Galli di Rimini. Viene anche definita la Chiarezza C(50), qualora si voglia analizzare più propriamente il comportamento della sala per il parlato, in cui riveste maggior importanza la prima parte della risposta all’impulso. - D (Indice di Definizione) Introdotto da Thiele (1953), è definito dalla seguente relazione:

∫∞=

0

2

50

0

2

)(

)(:

ττ

ττ

dh

dhD

ms

Secondo Jordan (1981) il valore di Definizione ottimale è circa 0.34, valore indicato per il Teatro Galli di Rimini. - S.P.L. (Sound Pressure Level), Livello di Pressione Sonora. E’ il livello sonoro generato nel punto di ascolto; analogamente ad esso viene definito un Livello di Pressione Sonora Relativo (Strenght, G), da qualcuno chiamato Indice di Robustezza, in cui si valuta la differenza tra il livello sonoro misurato nella posizione analizzata, ed il corrispondente livello che verrebbe generato dalla stessa sorgente (omnidirezionale), misurato a 10 m di distanza dalla stessa in campo libero. Per il Teatro Galli i valori indicati variano nell’intervallo [-2, +10] dB. - ST (Support). Introdotto da Gade (1990), che lo suddivide in STEarly (Support iniziale, anche chiamato ST1) e STLate (Support ritardato) è definito dalla seguenti relazioni:

∫= s

s

s

searly

dh

dhST 01.0

0

2

1.0

02.0

2

)(

)(log10:

ττ

ττ

;

∫= s

s

s

slate

dh

dhST 01.0

0

2

1

1.0

2

)(

)(log10:

ττ

ττ

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dove per τ = 0 si ha l’arrivo del suono diretto, ed è misurato a 1 metro da una sorgente omnidirezionale. I parametri sono importanti nell’acustica del palcoscenico per definire le caratteristiche acustiche rispettivamente degli orchestrali (STEarly) e della riverberazione percepita (STLate), e dovrebbero essere compresi tra -15 e -10 dB (valori indicati per il Teatro Galli di Rimini). Viene anche definito un Support totale, dalla relazione:

∫= s

s

s

stotal

dh

dhST 01.0

0

2

1

02.0

2

)(

)(log10:

ττ

ττ

Quest’ultima versione del parametro esprime il supporto fornito dall’acustica dell’ambiente allo strumento musicale del musicista. - RaSTI (Rapid Speech Transmission Index), indice di trasmissibilità del parlato. Definito da Steeneken e Houtgast (1985), viene espresso dalla formula:

30

15:

+⎟⎠⎞⎜

⎝⎛

=appN

SRaSTI

dove il rapporto ( )S

N app è calcolato a partire dai valori di MTF (Modulation Transfer Function) relativi a due frequenze della portante (500 Hz e 2 kHz) e complessivamente 9 frequenze di modulazione. Il valore ottimale del RaSTI dovrebbe essere il più elevato possibile, comunque superiore a 0.5 per garantire una idonea intelligibilità della parola. Sperimentalmente non si ottengono comunque mai valori maggiori di 0.8, anche in sale di piccole dimensioni, silenziose e poco riverberanti. Valori compresi fra 0.6 e 0.7 sono dunque molto soddisfacenti e suggeriti per il Teatro Galli.

4.4. La spazializzazione acustica La sola risposta all’impulso monoaurale non è sufficiente a definire altre caratteristiche acustiche particolarmente importanti, in particolare la percezione spaziale del suono. La sensazione acustica, infatti, è frutto della caratterizzazione spaziale del campo acustico che il ricevitore percepisce all’interno dell’ambiente. E’ quindi necessario integrare i parametri acustici definiti sopra con altri parametri spaziali, in grado di quantificare la spazializzazione del campo acustico. Poiché l’orecchio umano riesce ad individuare la provenienza di riflessioni discrete solo quando esse sono temporalmente lontane dall’onda diretta e nettamente più intense delle altre riflessioni (si tratta quindi di echi veri e propri), tutte le altre riflessioni incoerenti costituiscono una generica sensazione di tridimensionalità del

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campo acustico, tanto maggiore quanto le riflessioni provengono dai lati e non dal soffitto. I principali parametri che sono stati definiti a tale scopo sono i seguenti: - L'efficienza laterale LE (lateral efficiency), definita da Jordan (1981) come segue:

∫ ∞

= ms

o

ms

ms

dh

dhLE 80

0

2

80

25

22

)(

cos)(:

ττ

τϑτ

dove h2

∞(τ) rappresenta la risposta all’impulso misurata con un microfono a caratteristica di sensibilità angolare di tipo dipolare (a figura di otto) orientato a sensibilità nulla verso la sorgente e h2

0(τ) la risposta all’impulso rilevata nella stessa posizione però con un microfono omnidirezionale. L'efficienza laterale LE quantifica la frazione di energia sonora utile ai fini della manifestazione della sensazione di spazialità rispetto al totale che perviene nel punto di ascolto considerato. Jordan, facendo riferimento a risposte impulsive filtrate nel campo delle frequenze interessanti le bande di ottava centrate sui 500 Hz e 1 kHz, suggerisce come ottimali valori di LE superiori a 0.2 ÷ 0.3, indicati per il Teatro Galli di Rimini. - La frazione laterale LF (lateral fraction), introdotta da Barron e Marshall (1981), è definita dalla relazione:

∫ ∞

= ms

o

ms

ms

dh

dhLF 80

0

2

80

5

2

)(

)(:

ττ

ττ

dove h2∞(τ) e h2

0(τ) rappresentano le risposte all’impulso descitte per la LE. Oltre ad essa, esiste una variante della frazione laterale, data dalla relazione:

∫ ∞

= ms

o

ms

ms

dh

dhhLFC 80

0

2

80

50

)(

)()(:

ττ

τττ

Entrambi le relazioni sono utilizzate e descritte nella norma ISO 3382 già citata, e rappresentano dei parametri in grado di quantificare il contributo dell’energia laterale rispetto all’energia complessiva misurata con un microfono omnidirezionale. I valori ottimali sono superiori a 0.35 e prossimi a 0.4, e sono indicati per il Teatro Galli. - La coerenza mutua inter-aurale IACC (Inter-Aural Cross Correlation) proposta dal gruppo di Göttingen (Gottlob 1973), è un indice della similarità dei segnali captati dalle due orecchie di un ascoltatore. Definita matematicamente la funzione di correlazione mutua con l’espressione normalizzata:

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)()(

)()()(

22⎥⎦

⎤⎢⎣

+=Φ

∫ ∫

∫+

+

+

T

T

T

TRL

T

T

dtthdtth

dtthth RL

LR

ττ

che rappresenta il grado di somiglianza dei segnali sonori raccolti dall'orecchio sinistro, hL(τ), e destro, hR(τ), la IACC corrisponde al valore massimo assunto nell'intervallo ±1 ms dalla funzione normalizzata di correlazione mutua:

IACC msLR= <max ( )Φ τ τ 1 Il calcolo della IACC richiede di ricostruire per ogni punto di ricezione le due risposte all’impulso hL(τ), e hR(τ), cioé di eseguire una misurazione o simulazione binaurale; bisogna quindi tenere traccia non solo dell'intensità e del tempo di ritardo, ma anche della direzione di provenienza di ogni riflessione. I valori della IACC che assicurano una buona sensazione di immersione nel suono si mantengono attorno a 0.4 ÷ 0.5; valori superiori (comunque ≤ 1) comportano un ascolto privo di spazialità, mentre i valori inferiori (comunque ≥ 0) testimoniano un'eccessiva direttività laterale del messaggio sonoro, ugualmente poco gradevole. I valori suggeriti per il Teatro Galli di Rimini sono compresi nell’intervallo [0.4, 0.5]. Lavori successivi a quelli del gruppo di Gottingen hanno portato poi ad alcune varianti nella definizione e nell'interpretazione della IACC, in base ai valori da essa assunti relativamente alle prime e alle ultime riflessioni. Hidaka (1991) distingue tra una IACCE , relativa ad un intervallo di integrazione che va da 0 a 80 ms, ed una IACCL , relativa all'intervallo 80 ms ÷ 3 s. Il primo parametro si dimostra ben correlato col concetto soggettivo di impressione spaziale (spaciousness), mentre il secondo fa riferimento al grado di diffusione dovuto al campo riverberante (diffusion). La ottimizzazione delle caratteristiche spaziali del campo acustico può essere effettuata solo attraverso adeguate metodologie di previsione del campo acustico in grado di simulare risposte all’impulso binaurali e b-format. Queste ultime sono risposte all’impulso tridimensionali, che consentono di calcolare, per ciascun punto di misura, le componenti cartesiane (X, Y e Z) di ciascun insieme di riflessioni provenienti da ciascuna direzione. Lo studio effettuato durante la progettazione acustica dovrà dimostrare l‘ottenimento dei valori indicati, tramite metodologie di indagine di tipo numerico (software specifico per la simulazione acustica degli ambienti per la musica) o modellazione fisica, per mezzo della realizzazione di un modello in scala non inferiore a 1:20 e preferibilmente in scala 1:10.

5. Isolamento acustico degli ambienti Al contrario della qualità acustica degli ambienti interni, nel caso dell’isolamento acustico degli edifici non vi è indeterminazione dei valori numerici ottimali che caratterizzano una qualità eccellente. In linea di principio, infatti, maggiore è

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l’isolamento acustico, maggiore sarà la qualità acustica ottenuta. Ciò nonostante, allo scopo di descrivere valori sufficienti di isolamento acustico negli edifici, il 5 dicembre 1997 è stato pubblicato il DPCM avente per titolo “Determinazione dei requisiti acustici passivi degli edifici”, che fissa la prestazioni minime in termini di requisiti acustici passivi nell’edilizia.

5.1 Il DPCM 5-12-97 Il DPCM 5-12-97 stabilisce i valori minimi di prestazioni acustiche in edilizia, individuando 5 requisiti acustici passivi che dovranno avere prestazioni non inferiori a dei valori stabiliti in funzione della destinazione d’uso dell’edificio I parametri riguardano l’isolamento al rumore aereo fra partizioni adiacenti Rw, l’isolamento di facciata D2m,nT,w, il livello normalizzato di calpestio su solai diversi Ln,w, e il rumore massimo prodotto dagli impianti tecnologici a funzionamento continuo LAeq e discontinuo LASmax. Va qui rimarcato che tali valori costituisconi le prestazioni minime indispensabili di un edificio, mentre i valori di qualità sono certamente superiori. Nel caso del teatro Galli di Rimini, i valori richiesti dovranno essere sicuramente superiori. I requisiti richiesti sono variabili in funzione delle destinazioni d’uso dei locali, definite nella tabella [1]:

Categorie edifici Descrizione A edifici adibiti a residenza o assimilabili B edifici adibiti ad uffici e assimilabili C edifici adibiti ad alberghi, pensioni ed attività assimilabili D edifici adibiti ad ospedali, cliniche, case di cura e assimilabili E edifici adibiti ad attività scolastiche a tutti i livelli ed assimilabili F edifici adibiti ad attività ricreative o di culto ed assimilabili G edifici adibiti ad attività commerciali o assimilabili

Tabella [1]: classificazione degli edifici nel DPCM 5-12-97

Le 5 grandezze fisiche necessarie per quantificare le prestazioni acustiche degli edifici rappresentano valori di isolamento acustico per i primi due casi, e valori di livello di rumore nei restanti tre casi. I valori minimi richiesti dal DPCM per soddisfare i requisiti acustici passivi in edifici adibiti ad attività ricreative sono presentati di seguito, come riportato nella tabella [2].

- Indice di valutazione del potere fonoisolante apparente– requisito minimo da garantire per edifici destinati ad attività ricreative Rw > 50 dB.

- Indice di valutazione dell’isolamento normalizzato di facciata – da misurare su facciate con serramenti rivolte all’esterno dell’edificio - requisito minimo da garantire per edifici destinati ad attività ricreative D2m,nT,w > 42 dB.

- Indice di valutazione del livello normalizzato di calpestio – requisito minimo per edifici destinati ad attività ricreative Ln,w < 55 dB.

- Livello massimo slow, ponderato A, del rumore prodotto da impianti a funzionamento discontinuo - requisito minimo per edifici destinati ad attività ricreative LASmax < 35 dB.

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- Livello equivalente ponderato A del rumore prodotto dagli impianti a funzionamento continuo - requisito minimo per edifici destinati ad attività ricreative LAeq < 35 dB.

I valori dei parametri acustici da rispettare in tutti i casi di edifici sono riportati nella tabella [2]:

Categorie di cui alla

Tabella [1] Parametri

Rw D2m,nT,w Ln,w LAsmax LAeq 1: D 55 45 58 35 25 2: A, C 50 40 63 35 35 3: E 50 48 58 35 25 4: B, F, G 50 42 55 35 35

Tabella [2]: valori limite dei requisiti. In evidenza i valori per edifici destinati ad attività ricreative

Poiché le prime due colonne costituiscono valori di isolamento, i valori numerici riportati rappresentano valori minimi, quindi sono da ottenere risultati maggiori di quelli indicati in tabella. Le successive tre colonne costituiscono livelli di rumore e pertanto riportano dei valori massimi, che non debbono venire superati. Tutti gli edifici realizzati dopo l’entrata in vigore del decreto devono essere progettati e realizzati con idonei accorgimenti costruttivi e soluzioni tipologiche tali da garantire il rispetto dei limiti prestazionali della tabella [2]. Nel caso tali valori non vengano raggiunti, potrà essere negata l’abitabilità o l’agibilità dell’edificio, ovvero potranno essere negate le autorizzazioni per l’esercizio di attività produttive o commerciali. Va inoltre osservato che l’ottenimento dei risultati voluti dipende solo parzialmente dalle soluzioni progettuali definite in sede progettuale, mentre dipende in misura ben maggiore dalle tecniche esecutive delle strutture e degli impianti. In relazione al rumore prodotto da impianti tecnologici continui, va osservato che il valore di 35 dB(A) riportato dal DPCM 5-12-97 è piuttosto elevato, soprattutto in relazione ai valori indicati nella norma UN 8199 del 1998, che fissa il limite massimo del rumore prodotto dagli impianti tecnologici continui a 30 dB(A). Poiché l’indice di valutazione del potere fonoisolante apparente R’w si ottiene da misurazioni effettuate in opera, ad edificio completato, e tiene pertanto conto di ogni forma di decadimento della prestazione tipica dei casi reali (trasmissione laterale per via strutturale ed area, imperfezioni dell’esecuzione ecc.), si dovranno scegliere componenti caratterizzati da prestazione acustica superiore rispetto a quella sopra specificata. I valori di qualità riferiti all’indice di valutazione del potere fonoisolante apparente per il teatro Galli di Rimini è pertanto: Rw ≥ 53 dB. Tale indicazione di massima è peraltro specificata dal regolamento edilizio tipo della Regione Emilia Romagna. Il medesimo regolamento edilizio tipo indica le seguenti due soluzioni conformi, per il soddisfacimento della condizione sopra specificata. 1° soluzione - Parete in mattoni pieni, o semipieni formato UNI, dello spessore almeno di 28 cm (pareti a due teste), intonacati con cm 1.5 di malta M 3 su entrambi i lati o in ogni modo con muratura di massa superiore a 440 kg/m2.

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2° soluzione - Parete ad intercapedine, composta da uno strato di mattoni forati da 8 cm (8 x 25 x 25) e da uno strato di forati da 12 (12 x 25 x 25), con intercapedine in lana di vetro spessa 4 cm e densità non inferiore a 100 kg/m3, con intonaco su entrambi i lati. Oltre alla soluzioni sopra indicate, potranno essere impiegate altre tipologie di partizioni verticali in grado di assicurare un valore dell’indice di valutazione del potere fonoisolante in laboratorio pari o superiore a 53 dB. A tale riguardo diventa indispensabile l’impiego di soluzioni dotate di certificazione acustica. A livello indicativo si riportano alcune soluzioni di partizioni interne verticali che risultano certificate come richiesto.

Figura 1 – Soluzione conforme con mattoni forati e tramezze – esempio 1

Figura 2 – Soluzione conforme con mattoni forati e tramezze – esempio 2

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Figura 3 – Soluzione conforme con blocchi ad incastro, alleggeriti

Figura 4 – Soluzione conforme con blocchi alleggeriti – esempio 1

Figura 5 – Soluzione conforme con blocchi alleggeriti – esempio 2

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Figura 6 – Soluzione conforme con blocchi alleggeriti ad H

Figura 7 – Soluzione conforme con blocchi alleggeriti – esempio 3

Figura 8 – Soluzione conforme con blocchi alleggeriti – esempio 4

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Analogamente a quanto richiesto per l’indice di valutazione del potere fonoisolante apparente, anche per l’indice di valutazione dell’isolamento acustico normalizzato di facciata e del livello normalizzato di calpesto dovranno essere previste prestazioni almeno superiori di 3 dB ai valori minimi richiesti dalla tabella 2. Pertanto, si dovrà avere: D2m,nT,w ≥ 45 dB e Ln,w ≤ 52 dB. In relazione al rumore provocato dagli impianti tecnologici continui e discontinui, si dovrà fare riferimento a quanto riportato nella citata norma UNI 8199 del 1998 per quanto riguarda gli impianti di condizionamento estivo ed invernale, mentre per il rumore prodotto dagli impianti tecnologici discontinui dovranno essere raggiunti i valori di qualità riportati nella tabella 3. Si dovrà pertanto avere: LAsmax ≤ 32 dB(A) e LAeq ≤ 30 dB(A).

5.2 Valori minimi richiesti per il Teatro “A. Galli” A seguito di quanto riportato in precedenza, si riportano riassunti di seguito i valori obiettivo dei requisiti acustici passivi richiesti per il Teatro Galli di Rimini. In fase di progettazione acustica dovranno obbligatoriamente essere effettuate le valutazioni numeriche ed analitiche necessarie affinché vengano garantiti i livelli riportati.

Teatro A. Galli

di Rimini Parametri

Rw D2m,nT,w Ln,w LAsmax LAeq Valori limite 53 45 52 32 30

Tabella [3]: valori obiettivo di esercizio per i requisiti acustici passivi del Teatro Galli

I parametri acustici riportati dovranno essere comunque rispettati in tutti i casi qui riportati: - isolamento acustico aereo tra cavea e locali adiacenti (corridoi, scale, vani accessori) - isolamento acustico aereo tra camerini - isolamento acustico aereo tra camerini e locali tecnici - isolamento acustico aereo tra camerini e bagni - isolamento di facciata tra cavea ed esterno (compresa la copertura) - isolamento di facciata tra torre scenica ed esterno (compresa la copertura) - isolamento al calpestio tra palchi - isolamento al calpestio tra camerini e locali tecnici - rumore degli impianti di condizionamento estivo ed invernale nella cavea - rumore degli impianti di condizionamento estivo ed invernale nella torre scenica - rumore degli impianti tecnologici discontinui (bagni, ascensori) e nei cavedi

6. Modalità di collaudo in corso d’opera Durante i lavori di ricostruzione filologica del teatro, dovranno essere svolte misurazioni in corso d’opera della qualità acustica e dei requisiti acustici passivi previsti precedentemente, al termine della realizzazione di un primo comparto edilizio.

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Tali misurazioni dovranno essere svolte sotto il coordinamento del Responsabile unico del procedimento del Comune di Rimini o di persona da lui delegata o incaricata, che stabilirà le modalità e le tempistiche delle misurazioni. Potranno essere previste misurazioni in contemporanea svolte da specialisti scelti dal Comune di Rimini, qualora il Responsabile unico del procedimento lo ritenga opportuno. Le misure di qualità acustica dovranno essere svolte secondo la metodologia indicata nel paragrafo 7, collocando i microfoni almeno in 5 punti sulla platea e 5 punti sui palchi, e la sorgente sonora almeno in un punto nel palcoscenico e un punto nella fossa d’orchestra. Nella relazione tecnica dovranno essere specificate le modalità di svolgimento delle misure e le condizioni dell’allestimento della sala, come riportato nella norma ISO 3382 del 2009. Per i requisiti acustici passivi, le misurazioni verranno svolte su almeno 15 casi considerati significativi, e dovranno in ogni caso comprendere le seguenti casistiche: - isolamento acustico aereo tra locali adiacenti (bagno-camerino) - isolamento acustico aereo tra cavea e locali di accesso; - isolamento acustico da impatto tra due locali diversi; - isolamento acustico di facciata; - rumore impianti tecnologici discontinui (bagno) e nei cavedi relativi; - rumore impianti tecnologici continui (condizionamento), e nei cavedi relativi; - valutazione del rumore in corrispondenza dell’ascensore; Le misurazioni dovranno essere svolte ai sensi del DMA 16-3-1998, verificando il rispetto dei requisiti specificati anche nel DPCM 14-11-1997 e nella UNI 8199 -1998. Entro la tempistica indicata dal Responsabile unico del procedimento (normalmente entro 30 giorni a partire dalla data di svolgimento delle misure) dovrà essere consegnata una relazione tecnica che fornisca la descrizione delle misurazioni svolte, con l’elenco della strumentazione, del personale presente, e le modalità di svolgimento delle prove. Nella relazione dovranno essere riportati i valori numerici dei parametri misurati per ciascuna tipologia di prova, e per ciascun punto di misura e caso dovrà essere effettuato il confronto tra valori teorici di progetto, valori di capitolato e valori misurati. Qualora i valori misurati risultino non rispondenti ai valori limite indicati, dovranno essere descritte le correzioni da apportare allo svolgimento dei lavori, che dovranno essere compiute e successivamente approvate dal Responsabile unico del procedimento, che in questo caso potrà disporre a carico dell’Appaltatore ulteriori misurazioni supplementari a verifica delle correzioni effettuate.

7. Modalità di collaudo finale Al termine della realizzazione dell’opera dovranno essere effettuate misurazioni di collaudo della qualità acustica e dei requisiti acustici passivi, firmate da un Tecnico competente in acustica ambientale. Le modalità di svolgimento delle misure dovranno essere comunicate ed approvate dal Responsabile unico del procedimento. Potranno essere previste misurazioni in contemporanea svolte da specialisti scelti dal Comune di Rimini, qualora il Responsabile unico del procedimento lo ritenga opportuno. Le misurazioni di collaudo finale dovranno essere svolte secondo le modalità descritte nei punti seguenti.

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7.1 Collaudo della qualità acustica Il collaudo della qualità acustica all’interno della cavea, del palcoscenico e della fossa d’orchestra dovranno essere svolte con le tre configurazioni previste per la fossa d’orchestra, ossia con pavimento della fossa abbassato (modalità opera), pavimento a livello della platea e sedute collocate sopra di esso (modalità concerto sinfonico) e pavimento a livello del palcoscenico (modalità concerto solistico). Le misurazioni dovranno essere effettuate collocando una sorgente sonora omnidirezionale (dodecaedro), almeno in una posizione nel palcoscenico per le tre configurazioni, ed almeno una nella fossa d’orchestra nella modalità “opera”, rilevando le risposte all’impulso su almeno 10 posizioni nella platea, 20 nei palchetti e nel loggione, ed almeno due nel palcoscenico e nella fossa d’orchestra (area occupata dai musicisti). Per lo svolgimento delle misure dovrà essere utilizzato un segnale di test tipo sine sweep logaritmico (esponenziale) o in alternativa un segnale MLS. I microfoni utilizzati dovranno consentire la misurazione almeno dei seguenti parametri acustici: EDT; T15; T30; C80; C50; D; CT; G; LF; IACC; STI e RaSTI. Per le posizioni collocate nell’area occupata dai musicisti dovranno essere misurati anche: STEarly; STLate. La relazione tecnica conclusiva dovrà contenere tutte le indicazioni descritte nella norma ISO 3382 del 2009, relativamente alle condizioni di misura, alla tipologia della strumentazione utilizzata, alle caratteristiche termoigrometriche. La documentazione dovrà contenere l’elenco della strumentazione con le caratteristiche tecniche, le caratteristiche del segnale di test, nonché la pianta dei punti di rilievo ed immagini fotografiche dello svolgimento delle misure. Nella relazione dovranno essere riportati i valori numerici dei parametri misurati per ciascuna tipologia di prova, e per ciascun punto di misura e caso dovrà essere effettuato il confronto tra valori teorici di progetto, valori di capitolato e valori misurati.

7.2 Collaudo dei requisiti acustici passivi Il collaudo dei requisiti acustici passivi dovrà essere svolto secondo le indicazioni contenute nel DMA 16-3-1998 e nella UNI 8199 del 1998. Le misurazioni dovranno comprendere le seguenti valutazioni: - isolamento acustico aereo tra cavea e locali adiacenti (corridoi, scale, vani accessori) - isolamento acustico aereo tra camerini - isolamento acustico aereo tra camerini e locali tecnici - isolamento acustico aereo tra camerini e bagni - isolamento di facciata tra cavea ed esterno (compresa la copertura) - isolamento di facciata tra torre scenica ed esterno (compresa la copertura) - isolamento al calpestio tra palchi - isolamento al calpestio tra camerini e locali tecnici - rumore degli impianti di condizionamento estivo ed invernale nella cavea - rumore degli impianti di condizionamento estivo ed invernale nella torre scenica - rumore degli impianti tecnologici discontinui (bagni, ascensori) e nei cavedi In ogni caso dovranno essere misurati almeno 20 differenti condizioni, preventivamente comunicate al Responsabile unico del procedimento e da questi approvate. Nella relazione dovranno essere riportati i valori numerici dei parametri misurati per ciascuna tipologia di prova, e per ciascun punto di misura e caso dovrà

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essere effettuato il confronto tra valori teorici di progetto, valori di capitolato e valori misurati

8. Riferimenti normativi DPCM 5/12/1997, G.U. 297, 22/12/97, Determinazione dei requisiti acustici passivi degli edifici. ISO 3382 – 1, Measurement of room acoustic parameters – Part 1 : performance spaces UNI EN ISO 8199 Acustica - Collaudo acustico degli impianti di climatizzazione e ventilazione – Linee guida contrattuali e modalità di misurazione; UNI EN ISO 12354 - 1, Acustica edilizia – Stima delle prestazioni acustiche degli edifici a partire dalle prestazioni dei componenti – Isolamento ai rumori aerei tra ambienti; UNI EN ISO 12354-2, Acustica edilizia, stima delle prestazioni acustiche degli edifici a partire dalle prestazioni dei componenti – isolamento ai rumori impattivi tra ambienti; UNI EN ISO 12354-3, Acustica edilizia – stima delle prestazioni acustiche degli edifici a partire dalle prestazioni dei componenti, parte 3, Isolamento ai rumori aerei provenienti dall’esterno UNI EN ISO 717 - 1, Acustica – Valutazione dell’isolamento acustico in edifici e di elementi di edifici – Isolamento acustico per via aerea; UNI EN ISO 717 - 2, Acustica – Valutazione dell’isolamento acustico in edifici e di elementi di edifici – Isolamento del rumore di calpestio; UNI TR 11175 - Acustica in edilizia.- Guida alle norme serie UNI EN ISO 12354 per la previsione delle prestazioni acustiche degli edifici. Applicazione alla tipologia costruttiva nazionale.

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Bologna, li Il Tecnico Competente in Acustica Ambientale Prof. Ing. Lamberto Tronchin