Fisica tecnica: illuminotecnica e acustica (Prof. Vallati)

ILLUMINAZIONE DI AMBIENTI APERTI - STRADE

L'obiettivo dell'illuminazione stradale è quello di garantire nelle ore notturne la sicurezza per chi frequenta la strada; quindi la sicurezza è l'unico obiettivo, non ci interessa, ad esempio, vedere il colore della macchina. Il compito visivo è la strada; tutto ciò che riguarda l'illuminazione all'esterno della carreggiata è flusso luminoso disperso. Altro aspetto che ci interessa è la riduzione dell'abbagliamento, che può essere un grave ostacolo alla sicurezza delle strade.

Non si parla più di illuminamento orizzontale, verticale e uniformità in maniera così semplice come nei progetti di illuminazione di interni: c'è un'uniformità generale (simile a quella per gli interni), ma anche un'uniformità longitudinale (cioè lungo la mezzeria di una corsia di marcia, nei vari spostamenti; la macchina infatti...

una buona efficienza energetica e una lunga durata, in modo da ridurre i costi di gestione. Per quanto riguarda la scelta delle lampade, è importante considerare anche la resa cromatica, ovvero la capacità della lampada di riprodurre fedelmente i colori. Questo è particolarmente importante per le strade, in quanto una buona resa cromatica permette di distinguere chiaramente gli oggetti e i segnali stradali. Inoltre, è fondamentale valutare l'effetto dell'illuminazione sulla sicurezza stradale. Una buona illuminazione deve garantire una visibilità ottimale, evitando o riducendo al minimo l'effetto abbagliante per gli automobilisti. Infine, è importante considerare anche l'aspetto estetico dell'illuminazione stradale, in modo da integrarsi armoniosamente con l'ambiente circostante. In conclusione, la scelta delle lampade per l'illuminazione stradale deve tener conto di diversi parametri, tra cui l'efficienza energetica, la durata, la resa cromatica, l'effetto sulla sicurezza stradale e l'aspetto estetico.

un’efficienza luminosa altissima e una durata molto alta. Per questi motivi, in virtù anche delle leggi regionali riguardo l’inquinamento luminoso, la soluzione migliore risulta una lampada al sodio ad alta pressione: resa cromatica bassa (circa 20), temperatura di colore ca. 2000 K, ma alti valori di efficienza e di durata di vita della lampada.

Per gli apparecchi, i parametri sono simili:

• durata dell’apparecchio
• conservazione nel tempo delle caratteristiche fotometriche
• facilità di installazione e manutenzione
• sicurezza nei confronti del personale addetto alla manutenzione
• conformità alle leggi regionali sull’inquinamento luminoso: oltre ai 90° non ci devono essere valori di intensità luminosa diversi da 0. Per questo motivo, di solito, vengono posizionati questi apparecchi luminosi dall’alto verso il basso.

IMPIANTI SPORTIVI

Per gli impianti sportivi gioca un ruolo fondamentale il discorso delle riprese televisive,

ambiente all'aperto? 2. Quali sono le tipologie di lampade più adatte per gli impianti sportivi? 3. Quali sono le differenze tra lampade ad alogenuri e lampade a vapori di sodio? 4. Perché è necessario aumentare l'illuminamento orizzontale e verticale per le richieste della televisione? 5. Quali sono i valori di resa cromatica delle lampade a vapori di sodio? 6. In quali casi è possibile installare lampade a vapori di sodio negli impianti sportivi?

ambiente aperto?

Se prendiamo come esempi rispettivamente un'aula scolastica e una strada questi sono i criteri progettuali, questi sono i valori di progetto (vanno utilizzati anche dei numeri).

ACUSTICA I PARTENoi andremo a studiare l'acustica ambientale, ovvero la branca dell'acustica che si occupa dei rumori in ambienti di tipo aperto e chiuso, andiamo ad analizzare lo stimolo, che è l'onda di pressione e la sensazione che viene recepita dalla parte sensibile che è l'orecchio (può avvertire un suono o un rumore). La distinzione tra suono e rumore è importante in quanto il rumore è inteso in senso negativo dall'essere umano mentre il suono è una sensazione positiva, entrambi però sono due onde, quindi il fenomeno fisico alla base è lo stesso.

In illuminotecnica parliamo di onde elettromagnetiche generate da lampade e dirette all'occhio, in questo caso il mezzo di propagazione del suono sono delle

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Le onde di pressione che si propagano attraverso l'aria, l'acqua o un solido che raggiungono l'orecchio umano per genere una sensazione. È chiaro che nel solido avremo una propagazione delle vibrazioni e non un vero e proprio suono, noinon parleremo di vibrazioni ma di acustica ambientale quindi di propagazione in aria al fine divalutare il confort acustico dell'uomo.

In Italia la normativa acustica dal 1990 ad oggi ha subito numerose variazioni sino ai primi anni 2000, circa una ogni anno, quindi siamo molto all'avanguardia in materia.

INTRODUZIONE

Ambienti aperti: il mondo esterno e quindi la propagazione del rumore dovuto a macchine treniaerei industrie ecc... e quindi come si propagano le sensazioni e come arrivano all'orecchio umano, il ciò comporta impianti misure classificazione e interventi per ridurre il rumore.

Ambienti chiusi: l'obiettivo dell'acustica degli interni è quello di rendere più confortevole il

di caratteristiche che possono essere misurate e analizzate. Per fare ciò, è necessario utilizzare un fonometro, uno strumento che misura l'intensità del suono. Il fonometro è composto da un microfono, che è l'elemento sensibile che riceve le onde di pressione sonora. L'orecchio umano è anche un elemento sensibile, ma ha la particolarità di essere composto da tre parti: l'orecchio esterno, l'orecchio medio e l'orecchio interno. Il suono viene convogliato attraverso il canale uditivo e arriva al timpano, che è una membrana che oscilla in base all'onda di pressione. Queste oscillazioni generano un'altra onda di pressione che si propaga all'orecchio interno. Qui, l'onda viene filtrata per garantire che il segnale che arriva al cervello sia il più pulito e sensibile possibile. È importante sottolineare che il suono è un'onda sinusoidale che si propaga nel tempo e ha una serie di caratteristiche che possono essere misurate e analizzate. Per fare ciò, è necessario utilizzare un fonometro, uno strumento che misura l'intensità del suono.di utilizzare le grandezze relative al tipo di onda. Queste grandezze sono: - Lunghezza d'onda (λ): rappresenta la distanza tra due punti consecutivi dell'onda. Viene indicata con il simbolo λ. - Pulsazione (ω): rappresenta la velocità di oscillazione dell'onda. Viene indicata con il simbolo ω. - Periodo (T): rappresenta il tempo impiegato dall'onda per compiere un ciclo completo. Viene indicato con il simbolo T. - Velocità del suono (v): rappresenta la velocità di propagazione dell'onda nel mezzo. Viene indicata con il simbolo v. Questi dati caratterizzano in generale tutti i fenomeni oscillatori. Quando da una sorgente lineare o puntiforme si propaga un'onda di pressione nell'aria fino ad arrivare al ricevitore, si ha un cambiamento di pressione all'interno dell'aria. Stimando che la pressione iniziale sia P0 e la pressione finale sia Pf, in condizioni indisturbate, possiamo valutare la variazione di pressione ΔP0 = Pf - P0. Una caratteristica dell'acustica è che i suoni e i rumori possono essere di numerosissimi tipi, da quello prodotto da un aereo a quello di un uccello o del vento o da una persona che parla. La varietà di onde che possono essere generate è quindi grandissima, così come i valori della pressione nel mezzo dell'aria. Per rendere tutto ciò più comprensibile, è possibile utilizzare numeri compatti.

È consuetudine utilizzare il livello di… (pressione, potenza, intensità), introducendo delle variazioni in scala logaritmica per rendere le differenze proiettabili all'interno di un grafico.

Una grandezza acustica fondamentale è il LIVELLO DI PRESSIONE SONORA: 04 = 20678"! 0!1. Ci sta dicendo che in un determinato punto nell'aria si instaurerà un livello acustico dovuto al fenomeno oscillatorio.

A questo punto se voglio andare a capire l'interazione tra due suoni dovrò fare una somma logaritmica.

Questo aspetto del livello riguarda un problema macroscopico di tipo energetico; per quanto riguarda un problema strutturale è importante invece stabilire lo spettro di emissione di una sorgente acustica. Questo è il grafico che rappresenta lo spettro di potenza acustica in bande 1/3 di ottava.

Sono riportate delle sequenze che vanno da 25Hz a ca. 12000Hz fermo restando che l'orecchio umano ha frequenze che percepisce di più.

rispetto ad altre; in particolare è fortemente sensibile a frequenze di circa 1000 Hz (nella parte centrale del grafico). Il grafico deve essere analizzato per progettare un sistema che isoli ed elimini il rumore se mai ci fosse. In questo caso è una sorgente classica, potrebbe essere un parlato che non evidenzia criticità né nella parte a basse frequenze né in quelle alte. La suddivisione delle frequenze (es. 25 Hz, 31.5 Hz ecc...) non è casuale, il criterio è stabilito dalla normativa internazionale definita a 1/3 di bande di ottava. C'è un altro metodo chiamato bande di ottava che prevede un'ampiezza di campionamento più grande e quindi meno suddivisioni dello spettro. Un altro aspetto importante che viene fuori dal grafico è che nella parte destra del grafico c'è un livello che non ha frequenza ma è semplicemente una somma energetica che descrive l'energia dell'onda in esame. A questo punto

è importante studiare l’audiogramma, un grafico in cui si vede come esiste un’area della sensazione uditiva, in basso le frequenze, a sinistra la pressione acustica (non il livello), si vede come esiste una zona all’interno della quale l’orecchio sente in funzione delle varie frequenze, questa zona ha come curva limite superiore la soglia di dolore e come curva limite inferiore la soglia di udibilità. Guardando il grafico è possibile vedere quanto è grande il range che l’orecchio umano può sentire, che va da 0.0001 a 10000.

Da questo grafico si può passare all’audiogramma normale di Fletcher e Munson, che ci permette di capire come sente l’orecchio umano. Lo studio è condotto attraverso un campione di persone rappresentativo di tutta la popolazione. Ad ognuno viene messa una cuffia facendo sentire un suono puro a 1000 Hz (una sola frequenza di oscillazione). Piano piano viene aumentata la pressione della sorgente fino a...

che il campione rispondesse