www.solerpalau.it
 
 
 
 
 
  FORMAZIONE
 
 
 
Dispense tecniche  
 
 
 
Casi pratici di ventilazione  
 
 
 
Errori più comuni  
 
 
 
Bibliografia  
 
 
 
 
  DISPENSE TECNICHE
 
  ACUSTICA
 
  IL RUMORE. TRANSMISSIONE II
 
 
       
 
  1. Influenza delle pareti
  2. Rumore attraverso canalizzazioni
 
 

Nella Scheda Tecnica "Il Rumore I. Il decibel" veniva definito il suono, si descriveva il decibel e si indicava la misurazione oggettiva del rumore. Qui proseguiremo con l'argomento, iniziando dalla misurazione soggettiva del suono.

Ciò che interessa sapere è come risponde l'orecchio umano dinanzi a un suono e sapere quanto lo può disturbare. Esiste una correlazione evidente tra l'intensità meccanica e l'intensità soggettiva, ma non è facile ottenere una curva che unisca entrambe le grandezze, soprattutto a causa dell'enorme varietà di individui che esistono e della grande differenza di percezione dagli uni agli altri.

Il primo esperimento realizzato si è basato sul confronto di un suono puro di 1.000 Hz e di una determinata pressione sonora con un altro di una frequenza diversa, variando la sua intensità fino a quando l'osservatore medio considerava che erano uguali. Così, ad esempio, sono stati effettuati degli esperimenti con un suono puro a 1.000 Hz e una pressione di 30 dB confrontandolo con un altro di 100 Hz; l'osservatore medio ha considerato che erano uguali quando il secondo aveva 60 dB. Di questo suono hanno detto che aveva 30 FONI. Si dice, quindi, che un suono ha x FONI quando sembra di uguale intensità rispetto a un altro di 1.000 Hz con una pressione sonora di x dB.

Della modalità descritta sono state sperimentate diverse pressioni a 1.000 Hz e diverse frequenze e sono state stabilite le curve isofoniche della Fig. 1 chiamate di Fletcher e Munson.

FONI

Fig. 1. Curve di Fletcher e Munson


Dell'esame di queste curve si deduce che la sensibilità dell'orecchio umano diminuisce per frequenza molto basse e molto alte, e la massima è per circa 4.000 Hz. Inoltre, per complicare le cose, questo fenomeno è più accusato a livelli di pressione sonora bassi rispetto a quelli alti.

Sono stati costruiti dei dispositivi per misurare il suono (fonometri) che attenuano il segnale catturato, a seconda della frequenza, per simulare in tal modo le curve precedenti. Le attenuazioni normalizzate sono quelle rappresentate nella Fig. 2 chiamate A, B, C e D.


Fig. 2. Curve di ponderazione chiamate A-B-C e D


La A verrà utilizzata nel caso di suoni di poca intensità, la B per suoni medi e la C per quelli alti. Ciononostante, in pratica viene utilizzata solo la A, per tutti i livelli, poiché la B e la C non hanno dato dei risultati soddisfacenti soprattutto a causa del fatto che i suoni con cui si sono ottenute le curve di Fletcher e Munson erano puri e i suoni in pratica sono molto più complessi. La curva D serve solo per misurare il rumore degli aerei a reazione.

Se si desiderano ulteriori dettagli circa un segnale complesso, la gamma di frequenze da 20 Hz a 20 K Hz, si divide in ottave o terzi di ottava. Questo processo è noto come "Analisi di Frequenza" e i risultati vengono presentati in grafici come quello della Fig. 3, chiamati spettrogrammi.


Fig. 3. Spettrogramma

Una volta nota la differenza tra pressione sonora e potenza sonora, le formule di rapporto che le uniscono in "Campo libero" senza riflessi dovuti alla vicinanza delle pareti, e il fatto che un ventilatore produce rumore durante il suo funzionamento, analizziamo approssimativamente che potenza sonora caratterizza il ventilatore tramite l'uso del diagramma della Fig. 4.


Fig. 4. Potenza sonora di un ventilatore


Consideriamo un ventilatore assiale da 4000 m³/h con una pressione di 500 Pa (50 mm c.d.a.). Secondo il diagramma, a 125 Hz corrisponde un SWL di 90 dB. Il suo spettro sarà quello che appare sotto la figura, che è stato ottenuto sommando i 90 dB alle correzioni indicate nella relativa tabella.

Tabella di correzioni da sommare
Banda di OttaveHz631252505001000200040008000
AssialedB+10+10-1-4-9-15
CentrifugodB+20-3-4-11-16-21-26

 
 
 
  1. Influenza delle paretti
 
 
 

Se la fonte sonora si trova vicino al pavimento, Fig. 5, il livello di pressione sonora in un punto A è la somma del suono diretto e di quello riflesso dal pavimento. In questo caso, in cui la propagazione è semi-sferica, il rapporto tra Lp e Lw é:                          

Lp = Lw - 20 log r - 8 dB

Così, se Lw = 80 dB y r = 10 m, il livello di pressione sonora in A sarà:

Lp = 80 - 20 log 10 - 8 = 52 dB



Fig. 5. Livello di pressione sonora


Nel caso in cui la sorgente sia chiusa in una stanza, Fig. 6, il problema non è così semplice. Di fatto, il livello di pressione sonora in un punto sarà la composizione di quello diretto e di quello dei successivi riflessi che avvengono nelle pareti, sul pavimento e sul soffitto.



Fig. 6. Livello di pressione sonora


È evidente che il valore del suono riflesso dipende dal livello di assorbimento delle pareti, del pavimento e del soffitto, per cui sarà necessario introdurre un fattore che indichi tale dato. Tale fattore, rappresentato da R, viene chiamato "costante della sala" e il suo valore in m² è il seguente:

R = 
S × a
 
1 - a

S = Superficie totale delle pareti + soffitto + pavimento (m²).

  S1 a1 + S2 a2 + S3 a3 + ...
a =  
 
  S

a1, a2, a3 = Coefficienti di assorbimento delle superfici riflettenti (pareti, pavimento, ...).

S1, S2, S3 = Superficie in m² corrispondente a ogni grado di assorbimento.

Una volta calcolato il valore di R e noto il fattore di direttività Q, che ci dà la Tabella 1, saremo in grado di utilizzare il grafico della Figura 7, dove per ogni distanza r, dal punto considerato A alla fonte, si ottiene un valore in dB che bisogna sommare al livello di potenza sonora Lw, per conoscere il livello di pressione sonora Lp nel punto A.


Posizione della fonte Fattore Q di direttività
Vicino al centro della stanza1
Nel centro di una parete, pavimento, soffitto2
Al centro dello spigolo di intersezione di due superfici adiacenti 4
Nel vertice in cui si uniscono tre superfici adiacenti 8
Tabla 1. Posizione di Fattore "Q" della fonte Direttività


Fig. 7. Grafico per conoscere il livello di pressione sonora Lp nel punto A


Supponiamo, ad esempio, una stanza a forma di parallelepipedo, Fig. 8, di 5 m di larghezza per 7 m di lunghezza e 3 m di altezza, e che il coefficiente di assorbimento è 0,8 per le pareti, 0,6 per il soffitto e 0,2 per il pavimento.



Fig. 8. Stanza a forma di parallelepipedo



Se al centro di una parete troviamo un ventilatore con una potenza sonora di 60 dB, il livello di pressione a 2 m dal ventilatore sarà:

Il coefficiente medio di assorbimento sarà:

 72 x 0,8 + 35 x 0,6 + 35 x 0,2 
a =  
 
 = 0,602
 72 + 35 + 35 

La costante della sala sarà

 142 x 0,602 
R =  
 
 = 214,7
 1 - 0,602 

In base alla Tabella 1, Q = 2. Con questi dati, nella Fig. 7 troviamo

Lw + Lp = -12 dB,

per una distanza dalla fonte di 2 m. Quindi:

Lp = 60 - 12 = 48 dB

 
 
 
 
  2. Rumore attraverso canalizzazioni
 
 
 

Prima è stato indicato un procedimento per calcolare la pressione esistente in un punto di un locale, conoscendo la posizione e la potenza della fonte di rumore esistente nello stesso. Ora dobbiamo risolvere lo stesso problema, considerando però che il rumore arriva al locale in questione attraverso una canalizzazione, come accade negli impianti d'aria condizionata.

Bisogna considerare il foro di scarico come fonte di rumore che emette una potenza sonora uguale a quella dell'elemento che lo emette, ridotta dalle attenuazioni del condotto.

Per indicare con più chiarezza il processo da seguire per calcolare le attenuazioni che si verificano, ci avvarremo del seguente esempio.

Supponiamo che un ventilatore, Fig. 9 fornisce una quantità di aria che viene distribuita in vari canali. La potenza sonora totale emessa ha uno spettro indicato nella Tabella 2.




Fig. 9. Schema ventilatore



Hz 68 125 250 500 1000 2000 4000 8000
dB 64 75 81 87 85 74 68 62
Tabla 2. Spettro del ventilatore V


Se al locale considerato giunge solo la portata del ramo 1, è evidente che non tutto il rumore del ventilatore vi arriverà. Si può calcolare lo spettro della potenza dell'onda propagata dal condotto in questione, sottraendo dal ventilatore il valore determinato dall'uso del grafico della Fig. 10.



Fig. 10. Calcolo dello spettro dell'onda propagata dalla tubatura


Nell'esempio, una volta calcolato, risulta per ß un valore di 0,385 e la relativa attenuazione da 4 a ß. Questo valore deve essere sottratto da ciascuno degli spettri del ventilatore per ogni frequenza, e per il locale risulta lo spettro indicato nella Tabella 3.


Hz 68 125 250 500 1000 2000 4000 8000
dB 60 71 77 88 81 70 64 58
Tabla 3. Spettro del rumore nel locale

 
 
 
 
 
 
 
 
www.solerpalau.es