Acustica ambienti chiusi - esercitazioni - CIRIAF · Risultati delle misure 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5...

Acustica degli Ambienti Chiusi

Esercitazione: Esempi applicativi

CARATTERIZZAZIONE ACUSTICA DELLE SALE DEL CENTRO LINGUISTICO

D’ATENEOINDAGINE SPERIMENTALE SULLO STATO

ATTUALE E PROPOSTA DI SOLUZIONI CORRETTIVE

Struttura del lavoro

5) analisi tecnico-economica: analisi costi/benefici delle diverse soluzioni proposte.

1) caratterizzazione acustica delle sale: misure del tempo di riverberazione T60 e dei principali indici di qualità acustica (C50, D50, STI, RaSTI); test soggettivi

(ALCons), per la valutazione dell’intelligibilità del parlato;

2) confronto con i valori ottimali: confronto dei risultati con i valori ottimali previsti dalla Letteratura;

3) modellazione dello stato attuale: simulazione tramite software dello stato attuale;

4) proposta di soluzioni migliorative: attraverso opportune simulazioni, sono stati calcolati i descrittori acustici ottenibili con la realizzazione degli interventi;

Metodologia di misura

Rilievo architettonico ed individuazione delle posizioni di misura all’interno di ciascuna delle dieci aule

Misura dei parametri acustici con sorgente dodecaedrica e impianto di diffusione spento

Misura dei parametri acustici collegando la strumentazione al finale di potenza dell’impianto di diffusione

Risultati delle misure

00.5

11.5

22.5

33.5

44.5

125 250 500 1 k 2 k 4 k 8 k

Frequenza (Hz)

T60

(s)

T60 Misurato

T60 Ottimale Max

T60 Ottimale Min

T60 Misurato Acceso Aula 1

0

1

2

3

4

5

125 250 500 1 k 2 k 4 k 8 k

Frequenza (Hz)

T60

(s)

T60 Misurato Spento

T60 Ottimale Max

T60 Ottimale Min


00.5

11.5

22.5

33.5

4

125 250 500 1 k 2 k 4 k 8 k

Frequenza (Hz)

T60

(s)

T60 Misurato Spento

T60 Ottimale Max

T60 Ottimale Min



Aula 4Aula 7

-8-7-6-5-4-3-2-10123

125 250 500 1 k 2 k 4 k 8 k

Frequenza (Hz)

dB

C50 Misurato Spento

C50 Misurato Acceso

Valori ottimali

0

10

20

30

40

50

60

70

125 250 500 1 k 2 k 4 k 8 k

Frequenza (Hz)

(%)D Misurato Spento

D Misurato Acceso

Valori ottimali

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

125 250 500 1 k 2 k 4 k 8 k

Frequenza (Hz)

dB

C50 Misurato Spento

C50 Misurato Acceso

Valori ottimali

0

10

20

30

40

50

60

125 250 500 1 k 2 k 4 k 8 k

Frequenza (Hz)

(%)D Misurato Spento

D Misurato Acceso

Valori ottimali


Mediocre0.44Scadente0.44Acceso

Discreta0.45Scadente0.43Spento10

Discreta0.49Discreta0.46Acceso

Discreta0.48Discreta0.47Spento9




Mediocre0.44Scadente0.43Spento7








Mediocre0.44Scadente0.43Spento3





CLASSE RaSTIRaSTICLASSE

STISTIIMPIANTOAULA

> 0,75Eccellente

0,60 ÷ 0,75Buona

0,45 ÷ 0,60Discreta

0,30 ÷ 0,45Scadente

< 0,30Pessima

Valore indice STI

Classe di qualità della comunicazione

> 0,75Eccellente

0,60 ÷ 0,75Buona

0,45 ÷ 0,60Discreta

0,32 ÷ 0,45Mediocre

< 0,32Cattiva

Valore indice RaSTI

Classe di qualità della comunicazione

Buono84,7710

Buono92,369

Buono88,098

Buono84,677

Buono84,726

Buono91,895

Buono91,754

Sufficiente79,663

Buono88,982

Buono85,281

Grado di intelligibilitàMEDIAAULA


ALCons = )STI(419,5e5405,170 −

Sufficiente14.520.44


Scarso15.360.43

Scarso16.240.42




Scarso15.360.43



Giudizio di intelligibilità

Valori ALConsSTI acceso

Procedura di simulazioneModellazione della sala tramite il software Ramsete

Stima dei coefficienti di assorbimento delle superfici

Inserimento di una sorgente omnidirezionale e dei ricevitori per ricreare le stesse condizioni di misura

Taratura del modello, per ottenere la convergenza dei valori previsti da Ramsete verso quelli misurati, variazione dei coefficienti di assorbimento

acustico dei materiali e di due parametri che tengono conto della geometria della sala (α e β)

Modifica del modello in base alle soluzioni proposte

Simulazione finale,valutazione dei benefici apportati alla qualità acustica della sala

00.5

11.5

22.5

33.5

44.5

125 250 500 1 k 2 k 4 k 8 k

Frequenza (Hz)

T60

(s) T60 Misurato Spento

T60 Misurato Acceso

T60 Simulazione

Ipotesi di progetto

Patt-Fantoni Topakustik

NDA Isotek Slik

1) Applicazione del pannello Topakustik a soffitto

Rimozione del controsoffitto esistente e sostituzione con pannelli forati risonanti

fonoassorbenti

Ipotesi di progetto

2) applicazione del pannello Topakustik a parete 3) applicazione del pannello Topakustik a parete più applicazione del pannello Isotek Slik a soffitto

Risultati correzioni aula 1

00.5

11.5

22.5

33.5

44.5

125 250 500 1 k 2 k 4 k 8 k

Frequenza (Hz)

T60

(s)

T60 Misurato Spento

T60 Ottimale Max

T60 Ottimale Min

T60 Misurato Acceso

T60 Simulazione

T60 Correzione

-8

-6

-4

-2

0

2

4

125 250 500 1 k 2 k 4 k 8 kC50 Misurato SpentoC50 Misurato AccesoC50 SimulazioneC50 Correzione

Valori ottimali

0

10

20

30

40

50

60

70

80

125 250 500 1 k 2 k 4 k 8 k

D Misurato Spento

D Misurato Acceso

D Simulazione

D Correzione

Valori ottimali

ScadenteDiscretaDiscretaScadente0.410.470.540.4310

BuonaBuonaBuonaDiscreta0.640.640.620.479

DiscretaDiscretaBuonaScadente0.520.550.600.448

DiscretaBuonaDiscretaScadente0.580.600.590.437

DiscretaDiscretaDiscretaDiscreta0.510.540.530.456



DiscretaDiscretaDiscretaScadente0.490.530.510.433

DiscretaBuonaDiscretaScadente0.570.600.560.442


Corr. 3Corr. 2Corr. 1AttualeCorr. 3Corr. 2Corr. 1Attuale

Classe STISTIAULA

Risultati correzioni



DiscretaDiscretaBuonaDiscreta0.550.570.620.458

BuonaBuonaBuonaMediocre0.600.620.600.447




DiscretaDiscretaDiscretaMediocre0.520.550.530.443

BuonaBuonaDiscretaDiscreta0.600.620.580.462


Corr. 3Corr. 2Corr. 1AttualeCorr. 3Corr. 2Corr. 1Attuale

Classe RaSTIRaSTIAULA

DIFFERENT SOLUTIONS FOR THE ELECTRO

ACOUSTIC DIFFUSION SYSTEM

IN SAN LORENZO CATHEDRAL IN PERUGIA

01dB Symphonie

DodecahedralSource

Loudspeakers

INSTRUMENTS AND TECHNICS

MLS

PRELIMINARY ANALYSIS

Measurement session continues, connecting the instruments with the previous electro-

diffusion system which used

42 loudspeakers

13 measurement positions, covering the area normally occupied

by the congregation

2 control positions to set the SPL at 65 dB (A)

3

26

5 7

4 10

98

1

11 12

13

F1

F2

Microphone positions Control positions

PRELIMINARY ANALYSIS

0,400,450,400,420,430,450,380,400,360,430,330,500,340,37RASTI

0,400,420,390,410,420,440,410,410,410,410,340,450,370,35STI

Avg13121110987654321POS

61433536221215D50 (%)

8000400020001000500250125Frequency (Hz)0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

125 250 500 1000 2000 4000 8000Frequency (Hz)

T60 (

s)

Measured Max min

SECOND MEASUREMENT SESSION

Measurements for each session were carried out in the same 13 receiver positions used in the first part of the study.

Two control positions were chosen in the church to set the sound power level of each system at 65 dB(A)

Performance evaluation of various electro-acoustic systems proposed by seven different firms

indicated by the numbers 1 to 7

Each firm installed a demo version

The most important achievement is to standardize the tests and to guarantee the repeatability of the

measurement session

STI index average values: Firm 3 = 0,53; Firm 6 = 0,52; Firm 5 and Firm 7 = 0,50

All these values define an intelligibility class of quite good.

RaSTI index values are quite similar to the STI ones: Firm 6 = 0,50; Firm 2, 3 and 7 = 0,49.

All these values define an intelligibility class of quite good


0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13Positions

STI v

alue

Firm 1

Firm 2

Firm 3

Firm 4

Firm 5

Firm 6

Firm 7


Definition index average results:Firm 6 = 54 %, Firm 3 = 52 %; Firm 7 = 49 %

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

125 250 500 1000 2000 4000 8000

Frequency (Hz)

D50

(%)

Firm 1

Firm 2

Firm 3

Firm 4

Firm 5

Firm 6

Firm 7


⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

−−=

1100(%)

NWR

TI

T = total number of words; N = number of options for the listeners, N ≥ 2; R = (right) number of right answers; W = (wrong) number of wrong answers.

ALCons Test

94.95

92.24

94.32

91.93

94.01

97.29 97.81

86

88

90

92

94

96

98

100

Firms

Inte

lligi

bilit

y (%

)

1 2 3 4 5 6 7

CRITERIA FOR THE CHOICE

Simultaneous evaluation of instrumental and ALCons results.

System technologies and loudspeakers features: active or passivearrays, waves emission type, power and weight; the number of loudspeakers taking account of the historical value of the church.

Technical specifications: amplifier, mixer and data management.

Checking the cost of devices and the wiring.

TECHNICAL-ECONOMICAL ANALYSIS

The system proposed by Firm 6 was the best solution: 16 loudspeakers with cylindrical wave emission.

Each array has a 300 Watt power; 15 degrees of vertical opening;160 degrees of horizontal opening;

mixer and amplifier are completely digital

Firm 3: - STI (0,53)- RaSTI (0,49)- D50 (52,1%)- ALCons very good- 6 loudspeakers Firm 6: - STI (0,52)

- RaSTI (0,50)- D50 (54,1%)- ALCons extremely good- 16 loudspeakers

Firm 7: - STI (0,50)- RaSTI (0,49)- D50 (52,1%)- ALCons extremely good- 7 loudspeakers

POST OPERAM ASSESSMENT

0

2

4

6

8

10

12

125 250 500 1000 2000 4000 8000

Frequency (Hz)

T60

(s)

Max min Demo Post Operam0

1020304050

60708090

100

125 250 500 1000 2000 4000 8000

Frequency (Hz)

D (%

)

DemoPost Operam


0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Positions

STI V

alue

(%)

Demo Post Operam

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13Positions

RaS

TI V

alue

(%)

Demo Post Operam


Leq (A) spatial distribution

COMPARISON BETWEEN PRE AND POST OPERAM

-65 - 67 dB(A)58 - 64 dB(A)Leq (Room’s range)

+20%49%41%Definition (Average)

+17%(47%) Fair(40%) PoorRaSTI value/class

+25%(50%) Fair(40%) PoorSTI value/class

VariationPostPreAcousticParameters

-62%1642Number of loudspeakers

LA CHIESA “MARIA REGINA DELLA PACE” A PERUGIA:

MISURE ACUSTICHE E CORREZIONE

ICSV13 – Vienna

Thirteenth International Congress on Sound and Vibration

MEASUREMENTS AND SOURCE POSITIONSNorm ISO/FDIS 3382

ICSV13 – Vienna


MEASUREMENTS RESULTS (S1 - speech)Reverberation Time T60: too high for speech

ICSV13 – Vienna


0

1

2

3

4

5

6

7

100 1000 10000

T60 maxT60 minT60 measured

Frequency (Hz)

T 60

(sec

)

Clarity Index C80

Definition Index D

MEASUREMENTS RESULTS (S1 - speech)

ICSV13 – Vienna


-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

100 1000 10000

C80 measured

Frequency (Hz)

C80

(dB

)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

100 1000 10000

D measured

Frequency (Hz)

D (%

)

Optimal values: C80 > 3

Optimal values: D > 50%

Reverberation Time T60: too high for music

MEASUREMENTS RESULTS (S4 - music)

ICSV13 – Vienna


0

1

2

3

4

5

6

7

100 1000 10000


Frequency (Hz)

T 60

(sec

)

MEASUREMENTS RESULTS (S4 - music)

ICSV13 – Vienna


Frequency (Hz)

C80

(dB

)

Frequency (Hz)

D (%

)

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

100 1000 10000

C80 measured

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

100 1000 10000

D measured

Clarity Index C80

Definition Index D

Optimal values: - 2< C80 < 2

Optimal values: D < 50%

RAMSETE: THE MODEL

ICSV13 – Vienna


PROPOSED SOLUTIONS

ICSV13 – Vienna


To improve the acoustic quality, the simulation was carried out considering the introduction of:• a special acoustic plaster, based on vermiculite and resine with a specific density of 300 kg/m3, applied on the walls, for a total surface of 200 m2.• resonant panels over the ceiling;• presence of people, giving to pews the right acoustic absorption coefficients.

0,0130,0130,0260,10,260,560,2resonant panels0,20,270,480,520,4020,1820,048acoustic plaster0,50,580,90,850,80,660,5people

8000400020001000500250125Frequency (Hz)

Acoustic absorption coefficients vs. the frequency inserted for the acoustic correction

ICSV13 – Vienna


SIMULATION RESULTS (S1 - speech)

Frequency (Hz)

T 60

(sec

)

0

1

2

3

4

5

6

7

100 1000 10000

T60 maxT60 minT60 simulated

Reverberation Time T60: in the optimal range

0

1

2

3

4

5

6

7

100 1000 10000


Frequency (Hz)

T 60

(sec

)

ICSV13 – Vienna


SIMULATION RESULTS (S1 - speech)

Frequency (Hz)

C80

(dB

)

Frequency (Hz)

D (%

)

-4

-2

0

2

4

6

8

100 1000 10000

C80 simulated

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

100 1000 10000

D simulated

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

100 1000 10000

C80 measured

Frequency (Hz)

C80

(dB

)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

100 1000 10000

D measured

Frequency (Hz)

D (%

)

C80 and D are still low, but there is an improvement of 55% and 65% respectively compared to the

measured values

ICSV13 – Vienna


SIMULATION RESULTS (S4 - music)Reverberation Time T60: in the optimal range

Frequency (Hz)

T 60

(sec

)

0

1

2

3

4

5

6

7

100 1000 10000

T60 maxT60 minT60 simulated

0

1

2

3

4

5

6

7

100 1000 10000


Frequency (Hz)

T 60

(sec

)

ICSV13 – Vienna


SIMULATION RESULTS (S4 - music)

Frequency (Hz)

C80

(dB

)

Frequency (Hz)

D (%

)

-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

100 1000 10000

C80 simulated

0

1 0

2 0

3 0

4 0

5 0

6 0

7 0

8 0

9 0

1 0 0

1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0

D s im u la te d

Frequency (Hz)

C80

(dB

)

Frequency (Hz)

D (%

)

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

100 1000 10000

C80 measured

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

100 1000 10000

D measured

C80 and D are acceptable in all frequencies range, except at 8000 Hz

Anechoic signal (speech)

Actual status simulation

Design status simulation

Source S1, receiver m16

Anechoic signal (chorus)

Actual status simulation

Design status simulation

Source S4, receiver m16

AURALISATION

PROGETTO DI UN AUDITORIUM NELL’EX CONVENTO DI SAN

TOMMASO IN VIA PINTURICCHIO A PERUGIA

Tempo di riverberazione

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

100 1000 10000

Frequenza (Hz)

T30

(sec)

T30 massimo

T30 minimo

T30 sim1

C80 - Indice di chiarezza

-2,5-2

-1,5-1

-0,50

0,51

1,52

2,5

100 1000 10000

Frequenza (Hz)

C80

(db) C80 sim1

Leq

48

49

50

51

52

53

54

100 1000 10000

Frequenza (Hz)

Leq

(dB) sim1

D - Indice di definizione

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

100 1000 10000

Frequenza (Hz)

D (%

)

Sim 1

Tempo di riverberazione

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

100 1000 10000

Frequenza (Hz)T3

0 (s

ec)

T30 massimo

T30 minimo

T30 sim1

intonaco acustico

moquette

sit iniziale parlato

impianto dielettrodiffusione

Leq

30

35

40

45

50

55

60

65

70

100 1000 10000

Frequenza (Hz)Le

q (d

B)

sim1

intonacoacustico

moquette

pubblico

impiantodielettrodiffusione

C80 - Indice di chiarezza

-2-10123456789

100 1000 10000

Frequenza (Hz)C

80 (d

b)

C80 sim1

intonacoacustico

moquette

pubblico


D - Indice di definizione

20

30

40

50

60

70

80

90

100

100 1000 10000

Frequenza (Hz)D

(%)

Sim 1

intonacoacustico

moquette

pubblico


Situazione finale: impianto di elettrodiffusione

RECUPERO DELLA EX-CHIESA DI SAN SEBASTIANO

A CANNARA: MISURE E PROGETTAZIONE ACUSTICA

Interno della chiesa

MISURA DEL LIVELLO DI PRESSIONE ACUSTICA:

Scelta della posizione della sorgente e dei microfoniRiferimento normativo: Norma ISO/FDIS 3382

y

x 1 63 129

2

S1

8

7

5

4

14

13

11

10

15

1618

17

20

1921

2224

2325

26

31

29

30 28

27

4 m2 m

Segnale di prova : rumore rosa

RISULTATI DELLE MISURE: Livello di pressione acustica

40.0

45.0

50.0

55.0

60.0

65.0

70.0

100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000

Frequenza (Hz)

Lp (d

B)

Lp (dB(A))

Ricevitore 10

MISURA DEI TEMPI DI RIVERBERAZIONE E DEGLI INDICI DI QUALITA’:

Scelta della posizione della sorgente e dei microfoniRiferimento normativo: Norma ISO/FDIS 3382

Segnale di prova : segnale MLS

y

x 1 63 129

2

S1

8

7

5

4

14

13

11

10

2 m 4 m

RISULTATI DELLE MISURE: Tempo di riverberazione T30

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

100 1000 10000

Frequenza (Hz)

T 30 (

sec) T30 massimo

T30 minimoMisure

RISULTATI DELLE MISURE: Indice di chiarezza C80

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

100 1000 10000

Frequenza (Hz)

C80

(dB

) C80 massimoC80 mininoMisure

RISULTATI DELLE MISURE: Indice di definizione D

0

10

20

30

40

50

60

70

100 1000 10000

Frequenza (Hz)

D (%

) D massimoD minimoMisure

RISULTATI DELLE MISURE: Indice STI

Classe di qualità della comunicazione “discreta” (0.40÷0.60)

MODELLAZIONE DELLA SALA : Esterno

MODELLAZIONE DELLA SALA : Interno

PROPOSTE DI INTERVENTO

Ripristino di intonaco e stucchi

• Introduzione di una pedana in legno

• Introduzione di 54 poltrone imbottite (mod. Concerto 430 - Destro S.p.a.)

• Introduzione di 8 pannelli mobili (vetro 10 mm)

MODELLAZIONE DELLA SALA : Stato di progetto

VALORI PREVISTI : T30

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

100 1000 10000

Frequenza (Hz)

T 30 (

sec)

T30 massimoT30 minimoMisurePrevisione

ΔT30 (8000 Hz) = 0.03 s

VALORI PREVISTI : C80

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

100 1000 10000

Frequenza (Hz)

C80

(dB

) C80 massimoC80 mininoMisurePrevisione

ΔC80 (8000 Hz) = 0.6 dB

VALORI PREVISTI : D

0

10

20

30

40

50

60

70

100 1000 10000

Frequenza (Hz)

D (%

)

D massimoD minimoMisurePrevisione

VALORI PREVISTI : T30(sec) - Mappatura

Basse frequenze (125÷250 Hz) Medie frequenze (500÷1000 Hz)

Alte frequenze (2000÷4000 Hz)

ΔT30,max = 0.02 s

VALORI PREVISTI : C80 (dB) - Mappatura



ΔC80,max = 1,5 dB

VALORI PREVISTI : D (%) - Mappatura



ΔDmax = 10 %

VALORI PREVISTI : STI - Mappatura


MODELLAZIONE DELLA SALA: sala per conferenza

Speaker A-B:8330 JBL Professional

VALORI PREVISTI : sala per conferenza

STI - Mappatura


Date post:	04-Oct-2020
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