Termofisica e acustica delle costruzioni T

CASI LIMITE:

➢ Fij=0, le due superfici non sono in vista tra loro per cui la radiazione emessa da i non incide direttamente su j;

➢ Fij=1, la superficie j circonda completamente la i, per cui tutta la radiazione emessa da i è intercettata da j;

Trasmittanza Termica (U):

Questo coefficiente viene utilizzato all'interno della formulazione della Legge di Newton: Q = UAΔTE' una grandezza che misura la quantità di potenza termica scambiata da un materiale/corpo per unità di superficie e unità di differenza di temperatura.

Il suono, livello sonoro, scala decibel e pressione sonora:

Il suono è una perturbazione, prodotta da una sorgente sonora, che propagandosi in un mezzo elastico come l'aria, provoca una variazione di pressione e uno spostamento di particelle in modo da essere rilevata da una persona/dispositivo. Inoltre, questa propagazione del suono può essere analizzata anche da un punto di vista energetico, definendo

l'intensità acustica, cioè l'energia che fluisce nello spazio al variare del tempo. L'unico grande problema riguardante il suono è che questa variazione di pressione e intensità acustica interessa valori distribuiti su intervalli molto ampi. Per cercare di superare questa problematica, si è deciso di andare a comprimere la scala dei valori attraverso il logaritmo. Così facendo, si riescono a determinare dei valori di riferimento di intensità acustica, potenza sonora e pressione sonora, tutti espressi in decibel. Analizzando casi particolari, però, non è sempre detto che un ipotetico ricevitore rilevi solo l'emissione di un'onda sonora da una sola sorgente; esso può anche rilevare l'effetto combinato di più sorgenti che agiscono contemporaneamente. Con ciò detto, la ricezione finale è data dal valore della più grande sommata al massimo di 3 dB. I 3 dB che vengono aggiunti.

si aggiungono quando le due sorgenti emettono il suono alla stessa intensità; invece, a mano a mano che la differenza tra le sorgenti di intensità sonora emessa aumenta, il fattore di "correzione" da aggiungere, si riduce sempre di più, seguendo un andamento esponenziale decrescente.

Invece, il livello di pressione sonora è la misura in dB della variazione dalla pressione dell'aria provocata da un'onda sonora. Un'onda sonora produce variazioni di pressione che cambiano istante per istante. Per questo motivo, molto spesso ci si riferisce ad un livello efficace, ovvero un livello medio di riferimento. Tendenzialmente le variazioni di pressione prodotte dall'onda sonora sono comprese tra 20 microPa e 10^4 Pa. La pressione sonora più bassa che può essere udita da un essere umano è detta soglia normale dell'udito, quella più alta che si possa sopportare è la soglia del dolore.

• Definire lo

spettro sonoro e le bande di frequenza:
Il suono è una perturbazione, prodotta da una sorgente sonora, che propagandosi in un mezzo elastico come l'aria, provoca una variazione di pressione e uno spostamento di particelle in modo da essere rilevata da una persona/dispositivo. Questo fenomeno del suono, nel tempo, è stato anche analizzato in funzione delle frequenze emesse dal suono stesso. Per analizzare più nel dettaglio questa relazione, si è diviso lo spettro delle frequenze in bande di frequenza, le quali possono essere più o meno dettagliate:

• Bande in OTTAVA → Intervalli in numero minore e che al loro interno sono raggruppate meno frequenze rilevate;
• Bande in TERZI DI OTTAVA → Intervalli più piccoli ed in numero maggiore, con al loro interno un numero di frequenze rilevate maggiore;

Da ciò allora, deduciamo che, essendo lo spettro in terzi di Ottava, formato da un grado di dettaglio più accurato, da esso,

prendendo solo alcuni valori di riferimento, possiamo determinare lo spettro in Ottava. Ma bisognastare attenti che non può avvenire il contrario, essendo che nello spettro in Ottava abbiamo rilevato troppe poche frequenze.

Inoltre, si è anche studiato che, dati i singoli livelli delle singole sotto-bande, sommandoli nel logaritmo, possiamo determinare il livello sonoro globale di tutta la banda principale.

Infine, l'ultima nozione da tenere in considerazione risiede nel fatto che l'organo utilizzato dall'uomo per rilevare il suono, è molto delicato e sensibile, per cui esso non riesce a percepire tutte le frequenze emesse, ma riesce a percepire soltanto quelle ottimali (medie). Per superare questa problematica, prima di sommare i valori delle singole sotto-bande, questi devono essere "pesati" e "corretti" attraverso una scala di pesatura, la scala A, che mi consente di ponderare i valori per renderli congrui alla percezione umana.

facendo arrivare il livello sonoro, non in modo piatto, ma ponderato.

1. Definire il livello sonoro equivalente:

Il livello sonoro equivalente, nel campo dell'acustica, equivale al livello sonoro di un rumore costante che sostituito al rumore reale variabile nel tempo comporta la stessa quantità di energia sonora emessa. Esso si esprime in dB(A). Lo scopo del livello equivalente è quello di gestire con un solo dato di misura un livello variabile, all'interno di un intervallo di tempo prefissato, anche molto lungo. Inoltre, in generale, quando si misura il livello sonoro, si deve utilizzare un particolare dispositivo chiamato "fonometro", il quale dopo ogni rilevazione, per evitare di alterare troppo la stessa, dovrebbe essere ricalibrato attraverso il "calibratore acustico".

2. Il suono nei grandi ambienti e l'assorbimento acustico:

Quando un suono si propaga in un ambiente (grande rispetto la sua lunghezza d'onda sonora emessa)

per poter essere rilevato da un ricevitore, il suono che esso riceve effettivo non è altro che dato dalla sovrapposizione di due campi:

1. campo DIRETTO → quando l'onda sonora si propaga in modo diretto senza ostruzioni dalla sorgente al ricevitore;
2. campo RIVERBERANTE → quando l'onda sonora ricevuta dal ricevitore, durante il percorso, ha subito almeno una riflessione su altri oggetti presenti nel percorso stesso.

Quindi in quest'ultimo caso la tendenza è che quando gli oggetti vengono impattati dall'onda sonora, parte di essa tendono ad assorbirla, parte a trasmetterla ed in parte a rifletterla. Con ciò allora per osservare e valutare come si propaga il suono nell'ambiente bisogna capire se la tendenza ad assorbire le onde sonore da parte degli oggetti è elevata o meno. Per determinare ciò ci si riferisce ad un coefficiente di assorbimento: Questo coefficiente può variare tra 0 ed 1 e più è vicino ad 1,

più l'onda, appena emessa, viene subito assorbita dall'oggetto. Inoltre, bisogna fare attenzione, però, che all'interno di un ambiente non è detto che sia presente un solo oggetto con la tendenza ad assorbire, per cui si deve calcolare un coefficiente acustico MEDIO, un valore di riferimento coincidente con la somma effettiva dei singoli coefficienti di assorbimento dei singoli oggetti presenti nell'ambiente.

• Tempo di riverberazione e assorbimento acustico (Formula di Sabine): Quando una sorgente smette di emettere onde sonore si verifica l'azione, per un certo periodo di tempo, del campo riverberante, che si attenua progressivamente fino ad estinguersi. Il campo riverberante si instaura quando l'onda sonora ricevuta dal ricevitore, durante il percorso, ha subito almeno una riflessione su altri oggetti presenti nel percorso stesso. Invece si instaura il campo diretto, nel momento in cui l'onda sonora si propaga in maniera diretta.

senza ostruzioni, dalla sorgente al ricevitore. Per cui, il suono che effettivamente il ricevitore rileva non è altro che dato dalla sovrapposizione di questi due campi. Il tempo necessario per fare in modo che l'energia sonora decada di 60 dB rispetto al valore inizialmente emesso, prende il nome di Tempo di RIVERBERAZIONE. Questo parametro è legato ai valori di fonoassorbimento nell'ambiente, ovvero alla capacità maggiore o minore di un materiale di trattenere una parte del suono che lo impatta. Per determinare ciò ci si riferisce ad un coefficiente di assorbimento: Questo coefficiente può variare tra 0 ed 1 e più è vicino ad 1, più l'onda, appena emessa, viene subito assorbita dall'oggetto. Inoltre, bisogna fare attenzione, però, che all'interno di un ambiente non è detto che sia presente un solo oggetto con la tendenza ad assorbire, per cui si deve calcolare un coefficiente acustico MEDIO, un

valore di riferimento coincidente con la somma effettiva dei singoli coefficienti di assorbimento dei singoli oggetti presenti nell'ambiente. Quindi da ciò appena definito si evince che il tempo di riverberazione è alto, più il fonoassorbimento degli oggetti è basso, mentre il tempo di riverberazione è basso, più il fonoassorbimento degli oggetti è elevato.

Nel tempo per legare i due concetti appena annunciati di fonoassorbimento e di tempo di riverberazione si è stabilita una relazione data dalla "formula di Sabine". Da questa relazione ci sono due osservazioni importanti da fare:

• Se siamo in condizioni di EQUILIBRIO → la densità di energia sonora rimane costante nel tempo e perciò la potenza emessa eguaglia la potenza assorbita dagli elementi nell'ambiente;
• Se spegniamo improvvisamente la Sorgente → l'energia totale nel tempo ha un andamento esponenziale decrescente fino a che

utilizzo di un tag

per ogni paragrafo:

l'onda sonora non decade definitivamente.

Isolamento acustico e potere fonoisolante:

L'isolamento acustico è il parametro che mette in relazione sia il suono che viene emesso dalla sorgente in un ambiente, sia il suono che rileva il ricevitore posto in un altro ambiente. Lo scopo principale è proprio quello di ridurre il più possibile le dispersioni sonore all'esterno dell'ambiente. Perciò, quando si parla di isolamento acustico si prende in considerazione un'onda sonora emanata da una sorgente, la quale deve essere ricevuta da un ricevitore passando attraverso una parete (elemento passivo). Con ciò detto allora, per sviluppare un corretto isolamento acustico bisogna considerare le proprietà della parete divisoria (grandezza, spessore, materiale) attraverso un unico termine detto "potere fonoisolante".

Allora il potere fonoisolante e isolamento acustico, non sono altro che messi in relazione attraverso la

tta la formula stessa. Tale ipotesi è che l'area di assorbimento acustico dell'ambiente ricevente (A) sia il fattore determinante per calcolare l'effetto dell'assorbimento acustico. Questo significa che la formula non tiene conto di altri fattori che potrebbero influenzare l'effetto dell'assorbimento acustico, come ad esempio la forma dell'ambiente, la presenza di oggetti o materiali riflettenti, o la posizione del sorgente sonoro. Tuttavia, nonostante questa limitazione, la formula può ancora fornire una stima approssimativa dell'effetto dell'assorbimento acustico in un ambiente. Per utilizzare la formula, è necessario conoscere l'area di assorbimento acustico dell'ambiente ricevente (A) e il coefficiente di assorbimento acustico medio dei materiali presenti nell'ambiente (α). Il coefficiente di assorbimento acustico medio può essere ottenuto tramite test specifici sui materiali utilizzati nell'ambiente. La formula per calcolare l'effetto dell'assorbimento acustico è la seguente: E = A * α Dove: - E rappresenta l'effetto dell'assorbimento acustico - A rappresenta l'area di assorbimento acustico dell'ambiente ricevente - α rappresenta il coefficiente di assorbimento acustico medio dei materiali presenti nell'ambiente È importante notare che l'effetto dell'assorbimento acustico viene espresso in decibel (dB). Un valore positivo indica un effetto di assorbimento acustico, mentre un valore negativo indica un effetto di riflessione acustica. In conclusione, la formula (A) rappresenta l'area di assorbimento acustico dell'ambiente ricevente e può essere utilizzata per stimare l'effetto dell'assorbimento acustico in un ambiente. Tuttavia, è necessario considerare che la formula si basa sull'ipotesi che l'area di assorbimento acustico sia il fattore determinante e non tiene conto di altri fattori che potrebbero influenzare l'effetto dell'assorbimento acustico.