Acustica

ACUSTICA

L'acustica è la scienza del suono. I più importanti settori dell'acustica sono: l'acustica fisica, l'acustica musicale, l'acustica architettonica, l'acustica fisiologica, l'acustica psicologica.

In FISICA

L'acustica fisica studia le proprietà e le caratteristiche del suono, inteso come ente fisico, e dei fenomeni connessi alla sua propagazione nei vari mezzi. Studia in particolare i fenomeni legati alla riflessione, alla diffrazione, alla risonanza, all'interferenza, all'assorbimento delle onde sonore e la loro amplificazione e rivelazione tramite dispositivi o apparati di vario tipo. Il campo di frequenze si è esteso dalla banda dell'udibile (onde elastiche), alle frequenze inferiori con gli infrasuoni, alla banda della sismologia (in particolare le strutture edilizie); alle frequenze superiori (studiate dall'ultracustica), dagli ultrasuoni si è passati agli ipersuoni. Sempre nell'ambito della fisica, l'acustica subacquea tratta i modi di propagazione del suono e degli ultrasuoni nell'acqua e li sfrutta al fine delle telecomunicazioni (si possono superare distanze anche dell'ordine delle migliaia di chilometri), degli impieghi militari (innesco di mine acustiche, localizzazione di oggetti sommersi che producono la riflessione delle onde luminose), biologici (rilevamento dei suoni emessi dagli organismi viventi), geomorfologici (rilevamento topografico dei fondali marini ed oceanici tramite sonar o ecoscandagli), della pesca industriale (rilevamento di branchi di pesci con il sonar).

In MUSICA

L'acustica musicale studia i suoni musicali. Studia, in particolare, le nozioni relative alle scale musicali e ai vari intervalli; i problemi relativi alle vibrazioni delle corde e delle piastre, alla propagazione del suono nei tubi sonori e all'emissione dalle canne sonore, in relazione al funzionamento dei corrispondenti strumenti musicali, ma comprende anche le tecniche di costruzione degli strumenti musicali tradizionali, elettrici ed elettronici, in relazione alle caratteristiche dei suoni emessi, nonché i problemi costruttivi riguardanti gli strumenti della musica sperimentale.

In ARCHITETTURA

L'acustica architettonica si occupa specificamente delle applicazioni dell'acustica fisica a diversi tipi di strutture edilizie in relazione a due ordini di problemi: il primo riguarda le sale da concerto, i teatri, i cinematografi, gli studi di ripresa cinematografica, radiofonica e televisiva (studio delle caratteristiche volumetriche e costruttive degli ambienti, oltre che dei materiali da costruzione impiegati, al fine di ottenere un buon ascolto in ogni punto dell'ambiente e di rendere più gradevole la riproduzione del suono); il secondo problema riguarda lo studio delle proprietà fonoisolanti delle strutture murarie degli edifici al fine di ridurre la presenza di suoni o rumori indesiderati all'interno dei locali che si intendono isolare acusticamente.

In FISIOLOGIA

L'acustica fisiologica riguarda i due campi dell'udito e della fonazione. L'acustica fisiologica differisce dalla medicina perché non si interessa alle malattie, ai traumatismi e agli altri fenomeni patologici e limita l'indagine anatomica a quanto è necessario dal lato funzionale. Dal lato uditivo, l'acustica fisiologica studia le grandezze soggettive caratteristiche dell'ascolto (altezza, sensazione sonora, soglie differenziali di frequenza e intensità) in relazione alle corrispondenti grandezze oggettive della stimolazione esterna (frequenza, pressione sonora globale e sua distribuzione spettrale). Si interessa inoltre a tutti i fenomeni caratteristici dell'ascolto (il mascheramento, la fatica uditiva, l'effetto direzionale, l'adattamento, i battimenti mono- e binaurali e altri fenomeni temporali). Dal lato della fonazione, l'acustica fisiologica costituisce quella parte della fonetica che comprende lo studio del meccanismo dell'emissione vocale.

In PSICOLOGIA

L'acustica psicologica è un settore della psicologia che studia il suono inteso come rappresentazione psichica di una realtà esterna, esistente solo nella nostra mente. L'acustica psicologica studia come l'effetto di onde elastiche sull'organo del senso dell'udito viene rappresentato mediante il suono, inteso come sensazione psichica.

STORIA

I primi studi di acustica risalgono al secolo VI avanti Cristo con Pitagora e i pitagorici, che giunsero a stabilire le relazioni esistenti fra la lunghezza delle corde vibranti e l'altezza dei suoni e a introdurre una delle prime scale musicali. Con i Greci e poi con i Romani, lo sviluppo dell'acustica architettonica raggiunse traguardi notevoli con la definizione di una forma ottimale di teatro all'aperto per un vasto auditorio. Dopo i Romani, un progresso rilevante in acustica si ebbe solo con G. Galilei e con il suo contemporaneo M. Mersenne, che determinarono sperimentalmente i rapporti matematici tra frequenza, lunghezza, tensione e massa delle corde vibranti. Contemporaneamente alla ripresa degli studi di acustica, i teorici cominciarono a sviluppare la teoria matematica delle onde, necessaria per la trattazione non solo dell'acustica, ma anche di gran parte della fisica. L'analisi di un'onda periodica complessa nelle sue componenti spettrali, effettuata dal matematico francese Jean-Baptiste Fourier (1768-1830), costituisce oggi uno strumento indispensabile non solo in acustica, ma in moltissime altre branche della fisica. Il primo a collegare questi studi con il problema fisiologico dell'udito fu il fisico tedesco Georg Simon Ohm (1787-1854), che scoprì che l'orecchio si comporta come un analizzatore acustico in grado di scomporre un suono complesso nelle diverse componenti armoniche. Contributi decisivi per l'avanzamento dell'acustica fisiologica furono dovuti allo scienziato tedesco H. von Helmholtz (1821-1894), che pose anche le basi della psicoacustica particolarmente in riferimento all'acustica musicale. La sua opera fu proseguita da G. von Békésy (1899-1972) che effettuò esperienze basilari sull'orecchio e sull'udito. Fanno parte essenziale di qualsiasi trattato di acustica molti dei lavori sperimentali dello scienziato inglese John Strutt, terzo barone di Rayleigh. All'inizio del Novecento l'acustica risentì in modo determinante dell'introduzione dei tubi elettronici, l'uso dei quali ha reso possibile la costruzione di altoparlanti, microfoni, amplificatori, registratori per frequenze acustiche e ultracustiche.

Aspetti generali

Come descritto nel precedente capitolo, i professionisti sono chiamati, in sede progettuale, a soddisfare i valori imposti dalle nuove normative e quindi ad usare opportuni mezzi di controllo che attenuino la propagazione dell'energia sonora sia essa provenga dall'interno sia dall'esterno dell'edificio.

A tale scopo e senza complicati calcoli di fisica acustica, si è voluto creare un aiuto per capire gli elementi essenziali dell'acustica: le trasformazioni dell'energia sonora, la risposta dei materiali, i fattori di impedenza e di assorbimento, aggiungendo, a concludere, alcune metodologie di intervento (anche con esempi pratici), che superino la classica verifica affidata esclusivamente al peso della struttura come la "legge di massa".

I tre elementi fondamentali attorno a cui ruota l'acustica sono:

• la sorgente emissiva che genera energia;
• l'elemento di propagazione (aria, acqua, legno, cemento etc.);

l'elemento ricettivo (il nostro orecchio) o un elemento che registra il fenomeno (ad esempio il fonometro);

In ambito edile si possono distinguere tre tipi di rumori:

• rumori aerei (che usano l'aria come veicolo di propagazione)
• rumori di impatto (generati dall'impatto di un oggetto su una parete o su di un solaio)
• rumori da impianti continui e discontinui (provocati da apparecchiature come:
  ascensori, aria condizionata, tubazioni etc.)

Ognuno ha caratteristiche proprie e va affrontato con metodologie diverse. Il termine SUONO o RUMORE si sviluppa in tre fasi:

• emissione
• propagazione
• ricezione

Dal punto di vista fisico é la rapida variazione di pressione atmosferica generata da un corpo vibrante es. le nostre corde vocali, il piatto di una batteria etc. (emissione), che attraversa un corpo con caratteristiche elastiche es. aria (propagazione) e che trasporta questa energia fino a raggiungere il no-stro timpano (ricezione).

Se trasferiamo su un grafico cartesiano le sequenze di variazione di pressione caratterizzate da un susseguirsi di compressione e rarefazione di particelle atmosferiche (300.000 /cm), otterremo unacurva sinusoidale che descriverà appunto un'onda.

Le particelle non subiscono spostamenti ma ruotano intorno alla loro posizione di equilibrio trasmettendo eslusivamente energia.

Le grandezze delle onde sonore sono:

• frequenza " f " espressa in Hz, equivale al numero di cicli nell'intervallo di tempo di un secondo. Affinchè queste pulsazioni possano essere percepite dall'orecchio umano esse devono essere comprese tra 20 e 20.000 Hz;
  Hertz= velocità del suono (m/sec) / lunghezza d'onda (m)

lunghezza d'onda "" equivale alla distanza, espressa in metri, fra una compressione o una rarefazione e la successiva;

• periodo " T " equivale all'intervallo di tempo tra due istanti consecutivi nei quali si ha un massimo e un minimo della pressione, ossia l'inverso della fre- quenza (1/f);
• velocità " c " equivale alla velocità di propagazione che risulta proporzionale alla densità del mezzo attraversato;

> c = velocità propagazione m/s> k = costente

> E = modulo elasticità N/m

> m = densità kg/m

LA VELOCITA' E' PROPORZIONALE ALLA DENSITA' DEL MEZZO

L'onda sonora dovrà dunque usufruire di un mezzo con caratteristiche elastiche perché possa attraversare lo spazio tra l'emissione e la ricezione e la sua velocità sarà proporzionale alla densità del mezzo usato.

Usufruendo dell'aria come mezzo elastico l'energia sonora percorre 1 km in 3 secondi.
Osserviamo un temporale: il tuono ed il lampo sono sincroni ma noi avvertiamo il fenomeno in tempi ditinti; ciò è dovuto alla diversa velocità di propagazione:

luce 300.000 km/sec.
suono 343 m/sec.

Avvertire con più o meno ritardo questo fenomeno ci fa intuire la distanza ed il verso di spostamento del temporale.

Esaminiamo un vecchio giocattolo:
colleghiamo due bicchierini di plastica con uno spago sottile.

Conferiamo delle caratteristiche elastiche al sistema interfonico mettendo in tensione lo spago.
In questa condizione lo spago, una volta sollecitato dall'energia sonora, entrerà in vibrazione trasformandosi in veicolo di trasmissione.
Annullando la tensione il sistema diventerà anelastico; lo spago non potrà più vibrare e sarà azzerata la trasmissione.

L' esempio sottolinea due cose fondamentali:

• L'assoluta necessità di avere un corpo elastico per ottenere una trasmissione acustica e di conseguenza l'importanza di usare un elemento anelastico come elemento inibente.
• Quanto sia facile realizzare un ponte acustico (in questo caso la sezione dello spago).
• Quanto sia delicato un qualsiasi sistema fonoimpedente.

- Qualche formula

La pressione sonora (P) viene misurata in Pascal (1Pa=1 N/m2) e varia da:

2 x 10 Pa < P < 2 x 10 Pa
soglia di udibilità < P < lesioni uditive

Una sorgente sonora irradia una certa potenza W misurata in watt (1W=1Nm/s.) es:

voce umana 10 w
Jet 10 w

La potenza W trasportata da un'onda su un fronte di superficie S (m2) si definisce intensità sonora.

I=W/S

Il campo di variabilità delle pressioni può variare con un rapporto da 1 a 10 milioni.
Il rapporto tra la pressione minima percepibile (0,00002 Pascal) e la massima sopportabile (20 Pascal), è pari ad un milione. Per evitare di lavorare su di un'area così vasta si è ricorso all'uso del logaritmo come compressore di scala.
L'impiego del logaritmo è anche giustificato dal fatto che tutte le sensazioni entrano nel nostro corpo compresse, nel senso che al raddoppio dello stimolo non c'è mai un raddoppio della sensazione.
Mettendo in relazione l'intensità sonora misurata con il fonometro e l'intensità "zero" (l ) corrispondente alla nostra soglia uditiva, si identifica il livello di intensità sonora che (espressa in dB, compressa logaritmicamente e moltiplicata per 10), sarà:

Li=10log(I/I

L'equivalente di pressione sonora sarà:

Lp=10log(p/p =20log(p/p

Misurando una intensità sonora pari a zero avremo: I = I0
Li = 10log1 [log1 = 0]
Li = 10 x 0 = 0

Raddoppiando l'intensità [ I=2I0]
Li = 10log2 [log2 = 0,3]
Li = 10 x 0.3 = 3

Applicando gli stessi dati sulla pressione avremo:

Livello di pressione sonora P= P0 => Lp=0
P=2P0 => Lp=6

Ciò sta a dimostrare che al raddoppio dell'energia acustica corrisponderà un aumento di 3 dB se misuriamo il livello di intensità sonora, e di 6 dB se misuriamo il livello di pressione sonora.
Questo ci fa capire come sia possibile che una matita su di un foglio di carta produca 23 dB ed un Jet 140 dB.
Certo non ci vogliono 6 matite per fare il rumore di un aereo.

CENNI DI FISICA ACUSTICA

Il suono è un fenomeno fisico di carattere ondulatorio che stimola il senso dell'udito.

Un'onda sonora che viaggia attraverso l'aria non è altro che una successione di rarefazioni e compressioni di piccole porzioni d'aria; ogni singola molecola trasferisce energia alle molecole adiacenti e, dopo il passaggio dell'onda, ritorna pressappoco nella sua posizione iniziale.

I passaggi da rarefazione a compressione variano in frequenza, intensità e durata per cui ciascun suono può essere descritto considerando queste tre caratteristiche .

Nelle figure di questo capitolo sono riportati, nella prima, suoni della medesima intensità, ma di diversa frequenza; nella seconda tre suoni con la medesima frequenza, ma di diversa intensità.

Le unità di misura di frequenza, intensità e durata sono rispettivamente: Hertz (Hz), dB (decibel), sec. o msec. (secondi o millisecondi).

La relazione esistente tra suono considerato come entità fisica e la sensazione sonora non è lineare, ma segue la legge di Weber-Fechner, secondo la quale l'intensità di una sensazione fisiologica è proporzionale al logaritmo dello stimolo per cui quando la pressione sonora si decuplica, il livello di pressione sonora aumenta di 20 dB.

Questo è il motivo per cui è necessario sapere che la descrizione dell'intensità può essere fatta utilizzando o i dB SPL (Sound Pression Level) quando si parla di pressione sonora o i dB HTL (Hearing Threshold Level) quando si tratta di sensazione uditiva. Non è quindi corretto considerare simili i dB SPL misurati con il fonometro (strumento di misura del suono) ed livelli di soglia uditiva valutati in dB HTL con l'audiometro, se non servendosi di idonee tabelle di conversione.

Oltre a questo è utile ricordare che l'orecchio umano non è sensibile a tutte le frequenze nello stesso modo per cui i fonometri permettono un'analisi acustica non solo lineare, ma anche con scale ponderate secondo la sensazione uditiva (La scala più utilizzata è quella ponderata in A ed è questa la spiegazione per cui l'intensità è spesso espressa in dBA sottointendendo l'acronimo SPL).

Quelli che sono stati finora descritti sono i toni puri (suoni semplici, monofrequenziali) quasi sconosciuti in natura, dove, invece sono presenti i suoni complessi e cioè la presenza contemporanea di più suoni semplici. Nel linguaggio parlato, nella musica e nel rumore è raro percepire toni puri poichè una nota musicale contiene, oltre alla frequenza fondamentale, anche le armoniche successive; il parlato comprende un gran numero di suoni complessi, alcuni dei quali (ma non tutti) in relazione armonica tra loro; il rumore poi è costituito da una mescolanza di frequenze anche molto diverse (intuitivamente è paragonabile alla luce bianca, che è la combinazione di tutti i colori) e rumori diversi si distinguono per il diverso peso delle varie frequenze componenti per cui la loro descrizione può avvenire solo valutandone lo spettro e cioè il peso in dB SPL di ciascuna frequenza componente.

Per quanto riguarda la durata si distinguono:

- rumore stabile o stazionario quando le variazioni di intensità non superano 3 dB;

- rumore fluttuante quando le variazioni superano i 3 dB;

- rumore intermittente quando un rumore di durata superiore a 1 sec. cade bruscamente in più riprese durante il periodo di osservazione;

- rumore impulsivo caratterizzato da rumori di alta intensità e durata inferiore ad 1 sec.

La variabilità temporale dei vari rumori a cui si può essere sottoposti ha portato a considerare il valore energetico medio ossia il Livello Equivalente (Leq) che rappresenta il valore in dBA di un rumore continuo che ha la stessa energia sonora di tutti gli eventi acustici misurati nel periodo di osservazione.

Da un punto di vista fisico, quindi, il Leq è un integrale nel tempo di misure di livelli sonori ed il loro valore in dBALeq viene calcolato dai cosiddetti fenomeni integratori che hanno la possibilità di integrare nel tempo le varie energie sonore e di effettuare i calcoli matematici richiesti dalla formula del Leq. Generalmente gli strumenti forniscono direttamente i valori del Leq oltre a tutta un'altra serie di parametri che è consigliabile conoscere quali il Lmax o livello massimo e gli Ln e cioè i valori in dB misurati percentualmente in un certo periodo di tempo (valore di punta L10 nel 10%; valore medio L50 nel 50%; valre di fondo L90 nel 90%).

Riassumendo: il rumore viene misurato con un fonometro integratore che ne quantifica l'intensità (espressa in dB SPL con scala ponderata in A), lo spettro grazie a dei filtri (peso in dB di ciascuna frequenza) ed il valore energetico medio (Leq).

Fonometri particolarmente sofisticati permettono, inoltre, di dedurre da una misurazione i livelli equivalenti ad un'esposizione al rumore di otto ore o addirittura di una settimana lavorativa.

Le unità di misura per quest'ultime valutazioni sono i dB Lep d (day) ed i dB Lep w (week).

Acustica Architettonica

L' acustica architettonica tratta sostanzialmente del controllo della riverberazione, dell'isolamento e del controllo del rumore e della distribuzione e dell' assorbimento del suono.

Essa mira alla chiarezza del parlato, alla libertà da rumori esterni indesiderati e alla ricchezza della musica.

Ambienti riverberanti e semiriverberanti

Sostanzialmente si possono dividere gli ambienti in due categorie, che si differenziano tra loro in base ad alcune proprietà:

- ambienti riverberanti

Gli ambienti riverberanti sono delle sale appositamente costruite che hanno un coefficiente di assorbimento nullo e sono munite di schermi atti a rendere uniforme la distribuzione del suono nell'ambiente.

Le pareti sono in grado di riflettere molto bene le onde sonore e quindi ad ogni riflessione le onde sonore subiscono perdite molto basse.

Queste riflessioni producono una distribuzione di energia acustica uniforme cosi che in ogni punto della sala si ha l'impressione che il suono arrivi da tutte le direzioni.

Normalmente sono camere di dimensioni non elevate e hanno la prerogativa di essere non regolari.

- ambienti semiriverberanti

La maggior parte degli ambienti comuni sono di tipo semiriverberante.

A differenza degli ambienti riverberanti, gli ambienti semiriverberanti assorbono parte delle onde emesse dalla sorgente e di conseguenza si ha una perdita di energia.

Tempo di riverbero

Il tempo di riverbero nelle camere riverberanti è abbastanza alto, generalmente dell'ordine di 3-4 secondi.

Per misurare il tempo di riverbero ci sono due metodi:

metodo che si basa sul regime stazionario interrotto.

Supponiamo di porre una sorgente omnidirezionale all'interno di un ambiente.

Al tempo t = 0 accendiamo la sorgente e la lasciamo accesa per un certo intervallo di tempo in modo da saturare l'ambiente e successivamente la spegniamo bruscamente.

Se andiamo a costruire un diagramma dei livelli sonori in funzione del tempo, avremo una situazione del tipo:

Al tempo t arriva il fronte diretto, che assume il valore L

A questo punto il livello rimane costante finché al tempo t non arriva il suono prodotto dalla prima riflessione che va a sommarsi al suono dell'onda diretta cosi che il livello raggiunga il valore L

Come prima il livello rimane costante finché al tempo t non arriva la seconda riflessione la quale fa salire di un gradino ancora l'intensità.

Via via che il tempo passa questi gradini diventano sempre più piccoli in quanto ad un suono forte si somma un suono sempre più debole e di conseguenza si raggiungerà un livello costante (che abbiamo identificato nel grafico con L ) che rappresenta la condizione di equilibrio energetico di un ambiente.

Nel momento in cui spegniamo la sorgente si verifica la situazione opposta.

Viene dapprima a mancare l'energia del suono diretto, però mentre questa all'atto di accensione aveva causato un brusco aumento del livello sonoro (in quanto si era passato dal silenzio totale al suono improvviso emanato dalla sorgente) adesso l'abbassamento che ne deriva è di entità molto modesta.

Ancora più modesto è l'abbassamento dovuto al primo raggio riflesso, cosi che dopo un primo tratto a gradini la curva tende a zero con un andamento rettilineo.

Nel momento in cui viene spenta la sorgente vi è un brusco calo del livello sonoro.

Riverberazione

La riverberazione è la persistenza del suono in un ambiente chiuso, dopo che la sorgente sonora ha cessato di irradiare, a causa della riflessione continuata del suono sulle pareti.

la riverberazione dipende dalle dimensioni e dalla forma dell'ambiente e dalla frequenza del suono.

Potere fonoisolante di strutture divisorie verticali

Normalmente le ditte appaltatrici sono convinte che sia sufficiente un doppio muro di qualsiasi materiale per riuscire ad avere un buon isolamento, purtroppo la fisica ci dice che ciò non è vero, se non in pochi e fortunati casi.

Ogni muro divisorio andrebbe calcolato in funzione del suo scopo finale, tenendo conto di tutti i fenomeni fisici ad esso associato (ovvero legge di massa, fenomeni di risonanza, frequenze di coincidenza dei materiali e contatti meccanici).

Potere fonoisolante dei solai

Analogamente alle partizioni verticali, è necessario studiare approfonditamente il problema della suddivisione dei locali sovrapposti, anche in funzione del successivo problema della riduzione dell'indice del calpestio.

Grazie all'esperienza accumulata nella progettazione di sale cinematografiche multischermo, che necessitano di elevatissimi poteri fonoisolanti tra strutture sovrapposte, si è in grado di aiutare i tecnici ed i progettisti nell'affrontare questi complessi problemi nel migliore dei modi.

Indice di riduzione del rumore da calpestio

Se siamo sopra una soletta in cemento nuda, e la percuotiamo con un martello, o anche lasciamo cadere una semplice biglia di vetro, al di sotto sentiremo un rumore sicuramente assai sgradevole e spropositato per l'energia acustica impegnata nel fenomeno.

Questo è dovuto al fenomeno della trasmissibilità meccanica, fattore estremamente importante in acustica architettonica ma altrettanto sconosciuto o non considerato.

In pratica la vibrazione indotta dall'urto del martello si propaga per via solida, trasformandosi poi nuovamente in energia acustica tramite il prodotto della vibrazione per la superficie interessata.

Un fenomeno che quotidianamente è fonte di disturbo nelle casa di abitazione è il rumore di calpestio degli inquilini dei piani superiori rispetto alle abitazioni sottostanti.

Una persona che cammina nel proprio appartamento con le scarpe, se il solaio non è stato adeguatamente isolato con opportuni strati di materiale smorzante, sarà sicuramente causa di sgradevole disturbo per gli inquilini dell'appartamento sottostante; così come verranno percepiti anche l'accidentale caduta di oggetti, lo spostamento di mobili o la messa in funzione di elettrodomestici come lavastoviglie e lavatrice.

Isolamento acustico delle facciate

Soprattutto per le abitazioni situate nei grandi centri urbani, è un grosso problema il disturbo causato dal rumore di traffico.

Per contrastare l'immissione dei rumori provenienti dall'esterno negli ambienti abitativi, è necessario studiare le strutture di facciata in modo che offrano un adeguato isolamento acustico.

La scelta dei materiali e dei sistemi di facciata, deve essere condotta alla luce del clima acustico presente nell'area in cui verrà costruito l'edificio di progetto.

Quando le condizioni al contorno sono critiche per la presenza di fonti di disturbo, la fase progettuale è preceduta da una campagna di misure nel periodo notturno e diurno.

Distribuzione del suono

La distribuzione del suono dà la variazione del livello di pressione acustica in funzione della posizione in un dato ambiente chiuso. Per assicurare una crescita e una diminuzione graduale del suono, sale e edifici sono progettati in modo che il suono sia distribuito casualmente, superfici riflettenti e diffusori.

Per studiare la distribuzione del suono si usano modelli analitici con raggi luminosi, ultrasuoni e onde ordinarie. Si può usare anche la costruzione grafica delle onde sonore di prima riflessione su varie sezioni trasversali come indicato in figura.

Disegno sala

Acustica delle sale

Una sala acusticamente ben progettata presenta una buona chiarezza dei suoni di sufficiente intensità (tempo di riverberazione ottimale), assenza di rumori estranei indesiderati (isolamento acustico e riduzione) e buona distribuzione del suono.

Se il suono arriva ad un ascoltatore per due vie di lunghezza troppo diversa esso produce uno spiacevole effetto tremolante detto eco. Un tremolio del genere si ha in un ambiente tra una coppia di pareti parallele opposte che siano lisce e molto riflettenti. Il suono viene riflesso avanti e indietro tra le due pareti producendo echi multipli. La focalizzazione del suono è la concentrazione del suono in un punto di un ambiente prodotta dalla riflessione delle onde sonore su superfici curve o circolari. Il risultato è una distribuzione ineguale del suono. Un angolo morto è una zona con

deficienza di suono, cioè dove non si sente praticamente niente, a causa dell'interferenza di due o più onde sonore.

L'articolazione percentuale, usata a volte per classificare la chiarezza delle sale, è determinata dalla forma e dal rumore della sala, dalla riverberazione e dall'intensità sonora soggettiva.

Chiarezza

Il nostro orecchio ha la capacità di distinguere suoni a distanza di 50 ÷ 80 ms.

Tutte le riflessioni che arrivano a meno di 50 ÷ 80 ms da un suono diretto, rinforzano questo suono.

Se le riflessioni arrivano a più di 80 ms da un suono diretto si sente l'eco (flutter echo: eco ripetuto)

L'energia che arriva prima dei 50 ms si chiama energia utile, mentre l'energia che arriva oltre i 50 ms prende il nome di energia dannosa.

La chiarezza è dunque data dal rapporto tra energia utile fratto quella dannosa.

L'alternativa alla chiarezza è il tempo baricentrico.

Tempo baricentrico

Il tempo baricentrico (ts) è una grandezza continua e varia continuamente nello spazio. Ts è il punto dove si equilibra l'energia utile e l'energia dannosa.

Per il parlato ts è compreso tra 30 e 70 ms ; per la musica invece ts è compreso tra 70 e 120 ms.

Impianti tecnologici

Una fonte di disturbo alquanto fastidiosa, nonché frequente negli ambienti abitativi, è generata dal funzionamento degli impianti tecnologici continui e discontinui.

La causa di questa sorgente di disturbo è da imputarsi alla scorretta e quantomai diffusa metodologia di istallazione degli impianti stessi tramite connessioni rigide alle strutture.

Acustica . Acoustics
Parte della fisica che studia il suono e le sue caratteristiche.
Dal greco akouein, ascoltare. Comunemente è lo studio del suono e dei suoi comportamenti nei veri mezzi ed ambienti in cui esso si propaga, comprendendo gli effetti di assorbimento, riflessione, interferenza, rifrazione, diffrazione. In senso più ampio l'acustica è la fisica del suono trattata in tutti i suoi aspetti. Fino all'inizio del xx secolo 'suono' ed 'acustica' si riferivano alle vibrazioni elastiche ed alle onde sonore nel campo udibile dell'uomo: i territori dell'acustica oggi sono invece connessi con vibrazioni e onde non associati direttamente o indirettamente con i processi uditivi. Spesso riguardano frequenze ed intensità al di sopra o al di sotto dei limiti di udibilità umana.

Algoritmo . Algorithm Specificazione della sequenza di operazioni da effettuarsi per la soluzione di un problema. Tale sequenza può essere rappresentata con un diagramma di flusso e successivamente codificata con istruzioni nel linguaggio di programmazione.

Armonica . Harmonic Oscillazione pura (sinusoidale) appartenente ad una serie i cui termini sono multipli della frequenza fondamentale. Le armoniche contribuiscono alla determinazione del timbro.
In acustica, quando un oggetto che vibra (ad esempio la corda di uno strumento musicale) è posto in movimento, vibra sia per intero con una frequenza detta 'fondamentale' sia, con minore intensità, con alcune sue sezioni. Se queste lunghezze minori corrispondono a frazioni intere della lunghezza totale della corda (1⁄2, 1⁄3, 1⁄4.) le loro frequenze di oscillazione sono chiamate 'armoniche' e sono multipli interi della fondamentale.

Bit Cifra binaria. È la più piccola unità di informazione dell'elaboratore. Un bit può assumere solo due valori rappresentati numericamente da I oppure da 0. Fisicamente, si può paragonare alla condizione di «aperto» o «chiuso» di un interuttore.

Byte Unità d'informazione costituita da 8 bit.

Decibel (dB Unità di misura relativa dell'ampiezza di un segnale. L'intensità espressa in decibel è proporzionale al logaritmo del rapporto fra l'intensità del segnale ed un valore di riferimento.

forma d'onda . wave form È determinata dal numero delle componenti parziali e dal rapporto di frequenza, ampiezza, fase.

Frequenza . Frequency Il numero di ripetizioni di una funzione periodica in un secondo. È il parametro che permette di riconoscere che un suono è più acuto o più grave di un altro. Si misura in § hertz (Hz)

Frequenza Audio . Audio Frequency
Qualsiasi frequenza compresa nella 'zona' udibile, normalmente tra i 20 e i 20000 Hz.

Frequenza di taglio . Cutoff frequency Il valore di frequenza che fissa il limite della banda passante in un filtro.

Frequenza di campionamento . Sampling rate Il numero di campioni che vengono usati in un secondo per definire un segnale. Per rappresentare accuratamente un segnale, la frequenza di campionamento deve superare il doppio della frequenza relativa alla componente più alta del segnale campionato. Lo standard più diffuso è di 44.100 campioni al secondo. § registrazione digitale.

Funzione sinusoidale . Sine function Funzione trigonometrica descrivente la proiezione verticale di un moto circolare uniforme. È la relazione fondamentale nell'analisi delle forme d'onda secondo il § teorema di fourier; i suoi parametri sono l'ampiezza, il periodo e la fase.

Hertz (Hz)
Unità di misura della frequenza di un segnale: equivale al numero di periodi in un secondo. Un suo multiplo comunemente usato è il Kilohertz (KHz), che corrisponde a 1.000 Hertz.

Lunghezza d'onda . Wave length Per qualsiasi onda periodica è la distanza di un punto in un'onda data e il punto corrispondente nel ciclo successivo dell'onda, rappresentato con la lettera l.