Il tempo di riverbero

Prof. Ing. Piercarlo Romagnoni

Dipartimento di Costruzione dell’Architettura – Dorsoduro 2206 – 30123 Venezia

S

A

A

S

Suono diretto Riflessioni multiple

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A

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S

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A

A

S

Suono diretto Riflessioni multiple

Un fenomeno molto importante che caratterizza l’acustica degli ambienti interni è quello della riverberazione. Esso consiste nella permanenza del suono all’interno degli ambienti anche dopo che la sorgente origine del fenomeno sonoro ha cessato di emettere.

Campo libero o anecoico

Campo semianecoico

Campo riflesso o riverberante

Tem po, [s]

Liv

ello

di p

ress

ion

eso

no

ra,

[dB

] L

p

Liv

ello

di p

ress

ion

eso

no

ra,

[dB

] L

p

Distanza, [m ]d

suono d ire tto

Tem po, [s]

Liv

ello

di p

ress

ion

eso

no

ra,

[dB

] L

p

Liv

ello

di p

ress

ion

eso

no

ra,

[dB

] L

p

D istanza, [m ]d

suono d ire tto

suono riflesso

Tem po, [s]

Live

llo d

i pre

ssio

neso

nora

,[d

B]

L

p

Live

llo d

i pre

ssio

neso

nora

,[d

B]

L

p

D istanza, [m ]d

sorgente stazionaria

cam po sonoro riflesso

cam po sonoro d ire tto

Andamento della pressione sonora in funzione del tempo

Andamento della pressione sonora in funzione della distanza

Campo sonoro

ambiente di forma abbastanza regolare (no partizioni); tre dimensioni principali della sala non molto diverse tra loro; sorgente in posizione baricentrica; coefficienti di assorbimento delle diverse superfici non molto diversi tra loro

e non molto elevati; basso assorbimento di energia da parte dell’aria.

s 161,0

60maSV

RT

E’ possibile prevederlo utilizzando la relazione semiempirica di Sabine in cui

V, volume del locale [m3]; S, superfice complessiva del locale [m2]; am,

coefficiente di assorbimento medio.

La relazione di Sabine è stata modificata da Norris e Eyring in modo che per

pareti di un ambiente completamente assorbenti (am =1) il tempo di

riverberazione risulti pari a zero.

s1ln

161,060

maSV

RT

In ambienti di notevoli dimensioni dove è necessario tenere conto dell’assorbimento dell’aria. Indicando con, a, il coefficiente di assorbimento dell’aria [m-1] si può utilizzare la relazione:

s41ln

161,060 aVaS

VRT

m

tempo [s]

livello di pressione dB

RT60

Lp 60 dB

spegnimento sorgente

livello di regime

accensione sorgente

EDT: interpolazione [0 , –10 dB]

T15: interpolazione [-5 , –20 dB]

T30: interpolazione [-5 , –35 dB]

estrapolazione del tempo corrisp. a –60 dB tramite prolungamento lineare

3.5 s 5 s 6 s

Acustica architettonica

EDT: tempo di primo decadimento; legato alla posizione di misura e alla geometria dell’ambiente. È il parametro più indicato per valutare oggettivamente l’effetto percettivo.

Il valore sperimentale del potere fonoisolante è:

LdB,1 : livello medio di pressione sonora nella camera sorgente [dB]; LdB,2 : livello medio della pressione sonora nella camera ricevente [dB]; Sp : superficie del pannello in prova [m2]; SE = Sii : superficie equivalente di assorbimento rilevato nella camera di ricezione [m2]

dB 10102,1, EpdBdBf SLogSLogLLR

La risposta all’impulso è funzione delle posizioni di sorgente e ricevitore, ma anche della direttività di microfono e sorgente.

Tipo di impulso Caratteristiche Dinamica

Colpo di pistola transiente non buona deterministico

Rumore rosa/bianco casuale buona

Sine sweep deterministico buona

Il segnale / rumore

Rumore biancoEnergia sonora è ugualmente distribuita in uno spettro avente banda di frequenza di ampiezza costante f

Rumore rosaEnergia sonora uguale in ogni banda di frequenza a

larghezza percentuale costante.

Andamento dellapressione sonora nel

tempo

Andamento del livellodi pressione sonora nel

tempo

Andamento del livellodi pressione sonora in

frequenza

Segnali deterministicistazionari(es. motori, organi meccanici,pale, ecc.)

Segnali casuali(es. pioggia, vento)

Segnali transienti(es. rumori da impatto)

Segnali continui nonstazionari(es. martello pneumatico)

F requenza, [Hz ] f

Live

llo d

i pre

ssio

neso

nora

,[d

B]

L

p

Pre

ssio

ne s

onor

a,[P

a]

p

Tem po, [s]

Live

llo d

i pre

ssio

neso

nora

,[d

B]

L

p

Tem po, [s]

Frequenz a, [H z] f

Live

llo d

i pre

ssio

neso

nora

,[d

B]

L

p

Live

llo d

i pre

ssio

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B]

L

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Tem po, [s]

Pre

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a,[P

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p

Tem po, [s]

Frequenz a, [H z] f

Live

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neso

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B]

L

p

Live

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ssio

neso

nora

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B]

L

p

Tem po, [s]

Pre

ssio

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onor

a,[P

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p

Tem po, [s]

Liv

ello

di p

ress

ion

eso

no

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[dB

] L

p

Frequenz a, [Hz ] f

Liv

ello

di p

ress

ion

eso

no

ra,

[dB

] L

p

Tem po, [s]

Pre

ssio

ne s

on

ora

,[P

a]

p

Tem po, [s]

ISO 3382Sorgente sonora: deve essere omnidirezionale

Posizioni microfoni: … garantire adeguata copertura dell’ambienteDevono essere ad almeno 1 m da pareti riflettenti

Distanza minima sorgente - microfono:

V = volume [m3]c = velocità del suono [m/s]T = tempo di riverbero stimato [s]

TcV

d 2min

PC

Amplificatore

Sorgente dodecaedrica

MicrofonoCondizionatoredi segnale

Scheda audio

Input: segnale sonoro di eccitazione generato mediante una sorgente omnidirezionale

Sine sweep: forma d’onda sinusoidale pura che parte dalle frequenze basse (50 Hz) e sale verso quelle alte (20 kHz) al trascorrere del tempo evitando distorsioni nell’elettronica di sorgente e di ricevitore

Sistema: Ambiente in cui viene emesso il segnale

Output: microfono che rileva il segnale filtrato dall’ambiente

Catena di misura

Acustica architettonica

Risposta all’impulso: funzione che rappresenta l’andamento della pressione sonora in un dato punto di ricezione durante la propagazione dell’impulso nell’ambiente

Ecogramma: funzione ottenuta elevando al quadrato la risposta all’impulso. Mostra con più evidenza la struttura della risposta.

Elaborazione della risposta all’impulso di pressione sonora

Prime riflessioni( t 50 ms)

Coda riverberante

Onda diretta

Onda diretta

Prime riflessioni

Coda riverberante

Tempo di ritardo iniziale

Struttura della risposta all’impulso ecogramma

Elevamento al quadrato

Bruel & Kjaer 4295 OmniSource E’ un altoparlante ad elevata potenza sonora che irradia attraverso un accoppiatore conico verso un orifizio circolare. La dimensione dell’orifizio e la forma della sorgente sono state studiate per irradiare il suono in modo uniforme in qualsivoglia direzione.

La sorgente è in grado di emettere potenza sonora fino a 105 dB re 1 pW.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0

20

40

60

63

125

250

500

1k

2k

4k

8k

s

dB

Hz0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0

20

40

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250

500

1k

2k

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s

dB

Hz

01

Definizione D50:

Chiarezza C80:

Definizioni

Rapporto tra energia sonora che arriva nei primi 80 ms e l’energia che arriva successivamente, espresso in dB: maggiore è il valore, maggiore è il contributo delle riflessioni utili al rafforzamento del segnale. È usato nell’ambito dell’ascolto musicale.

Rapporto, espresso in percentuale, tra l’energia che arriva al ricevitore nei primi 50 ms e l’energia totale immessa nell’ambiente dal segnale impulsivo. Viene usato per definire il grado di intelligibilità del parlato.

C80 e D50 esprimono il peso relativo delle prime riflessioni rispetto all’energia totale che arriva all’orecchio dell’ascoltatore in conseguenza di un segnale impulsivo.

tms50

2g

tms50

E

50E

0E %100)0(E

)50(E)0(ED50

tms80

2g

tms80

E

80E

0E )80(

)80()0(log10 1080 E

EEC

tms80

2g

tms80

E

80E

0E )80(E)80(E)0(E

log10C 1080