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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
S
A
A
S
S
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
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ress
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eso
no
ra,
[dB
] L
p
D istanza, [m ]d
suono d ire tto
suono riflesso
Tem po, [s]
Live
llo d
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ssio
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nora
,[d
B]
L
p
Live
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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
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a,[P
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Live
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nora
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B]
L
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Tem po, [s]
Frequenz a, [H z] f
Live
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Live
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[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
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60
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250
500
1k
2k
4k
8k
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
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2g
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0E )80(
)80()0(log10 1080 E
EEC
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2g
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E
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0E )80(E)80(E)0(E
log10C 1080