PROGETTAZIONE ACUSTICA: Il tempo di riverbero T60 e sviluppo di un caso pratico
Pubblicato da Ing. Silas Delmatti in Acustica Ambientale · 8 Settembre 2017
Il tempo di riverbero rappresenta una delle misure principali in ambito di acustica architettonica e fu introdotto da W. Sabine all'inizio del '900 a seguito di indagini sperimentali. Il tempo di riverbero rappresenta il tempo che l'energia sonora impiega a decadere di un milione di volte, e quindi di 60 dB, dall'interruzione del suono stesso in un ambiente confinato ed è per questo che viene abbreviato in T60. Pertanto, il riverbero è tendenzialmente assimilabile ai concetti di eco e rimbombo e rappresenta la coda sonora dei suoni generati in un locale chiuso. Per questo motivo intervenendo sui tempi di riverbero è possibile modificare sensibilmente la qualità e la percezione acustica che abbiamo del suono nei locali.
FORMULA DI SABINE
La formula di sabine si basa sul principio del campo perfettamente diffuso (campo acustico uniforme in tutto l'ambiente) e valuta il tempo di riverberazione attraverso la seguente formula:
T60 = 0,161 * (V/A) con valore di T60 espresso in secondi
dove:
(V) è il volume dell’ambiente analizzato, espresso in metri cubi ed (A) è detta area equivalente di assorbimento acustico, espressa in metri quadrati e calcolata con la formula:
A= ∑(αi*Si) dove (Si) è la superficie i-esima espressa in metri quadri ed (αi) è il coefficiente di fonoassorbimento apparente di tale superficie i-esima (ad una data frequenza) caratteristico di ogni superficie (in genere rintracciabile da apposite tabelle o ricavabile dai certificati del materiale utilizzato per il rivestimento delle superfici del locale).
La formula pertanto ci dice che il tempo di riverbero risulta inversamente proporzionale alla quantità di materiale fonoassorbente installato nell'ambiente e direttamente proporzionale alla sua superficie. Pertanto a parità di condizioni una stanza maggiormente voluminosa presenterà tempi di riverbero maggiori e viceversa la presenza di superfici con proprietà fonoassorbenti diminuirà tale parametro. Gli elementi presenti all'interno di un ambiente chiuso (pareti, arredamenti, persone, ecc.) condizionano infatti la propagazione acustica, poichè assorbono in quantità variabile l'energia sonora che incide su di essi.
Nota: E' bene precisare che la formula resituisce risultati attendibili solo per valori bassi di alfa e solo se siamo alla presenza di un campo riverberante dalle caratteristiche ragionevolmente vicine a quelle di un campo riverberante teorico (campo acustico uniforme in tutto l'ambiente). Occorre pertanto prestare attenzione nel caso di stanze che non presentano un volume interno significativo e anche all'aumentare delle caratteristiche di fonoassorbimento delle superfici. Il calcolo mediante la formula di Sabine non può pertanto essere considerato come sostitutivo del rilievo in opera eseguito con strumentazione professionale.
TEMPO DI RIVERBERO OTTIMALE
Il tempo di riverbero considerato ottimale varia a seconda della destinazione d'uso dell'ambiente chiuso e dal tipo di suono che dovrà essere riprodotto e ascoltato al suo interno. Un buon punto di partenza per individuare il tempo di riverbero più idoneo a seconda della tipologia di locale è rappresentato dal grafico che segue:
Si noti come i locali che richiedono intelligibilità del parlato, come scuole, palestre, ristoranti, ed uffici abbiano tempi di riverberazione ideali inferiori al secondo per un buon confort acustico. In effetti, valori di T60 eccessivamente bassi rispetto al valore ottimale sono indice di sala "sorda", ovvero di una sala in cui i singoli suoni vengono percepiti in modo staccato, mentre valori eccessivamente alti determinano condizioni di ascolto poco "nitide".
SEMPLICE ESEMPIO DI TRATTAMENTO ACUSTICO DI UN LOCALE
Riportiamo un breve esempio di utilizzo della formula appena descritta:
Un locale ha pianta di 10 x 5 mt. ed un altezza pari a 3,50 mt. Con questi dati risulta pertanto possibile affermare che il locale presenta un volume di 175 metri cubi, con 50 metri quadrati di pavimento, 50 metri quadrati di soffitto e 105 metri quadrati di pareti.
Individuiamo i coefficienti di fonoassorbimento dei materiali presenti allo stato di fatto:
Pareti e soffitto intonacate (alfa=0,04)
Pavimento in gres porcellanato (alfa=0,02)
(In questa sede, per semplicità, non consideriamo la presenza di eventuali superfici finestrate che comunque sono molto riflettenti)
Abbiamo:
T60 = 0,161 * (V/A)
con:
V= 175 metri cubi,
A = (pavimento 50 mq. * 0,02) + (soffitto 50 mq * 0,04) + (pareti 105 mq * 0,04) = 7,2
avremo un T60 pari a 3,91 secondi.
Ora, supponendo di aver individuato in 1,5 secondi il T60 ideale per la tipologia di locale che vogliamo trattare acusticamente, avremo:
A = (V * 0,161) / T60 = (175 * 0,161) / 1,5 = 18,78
Possiamo pensare quindi di trattare i 50 metri di soffitto con un materiale che abbia un coefficiente di fonoassorbimento minimo pari ad alfa = 0,27
Infatti: A = (pavimento 50 mq. * 0,02) + (soffitto 50 mq * 0,27) + (pareti 105 mq x 0,04) = 18,70
T60=0,161 * (175/18,70) = 1,51
COEFFICIENTI DI FONOASSORBIMENTO DEI PRICIPALI MATERIALI IN EDILIZIA:
Riportiamo, infine, una tabella contenente i coefficienti di assorbimento dei principali materiali d'uso in edilizia ed archittettura con valori espressi per ottave di frequenza. (La tabella è tratta dal manuale di costruzioni della SEI Editrice). Da notare come i materiali abbiano valori di assorbimento diverso a seconda della frequenza considerata;
Come abbiamo visto, la stima dei tempi di riverbero mediante la formula di Sabine risulta molto utile quando si vuole effettuare una prima stima della qualità acustica interna dei locali, siano essi sale o stanze.
Esistono poi altri parametri utilizzati per valutare la qualità acustica dei locali (si veda la norma UNI EN ISO 3382): l'indice di chiarezza (C80), l'indice di definizione (D50), l'indice di intensità (G), gli indici di supporto per i musicisti (ST). Il solo indice T60, infatti, pur rivestendo un ruolo centrale, non riesce a cogliere tutte le complesse sfumature della nostra percezione acustica. Tanto è vero che in realtà siamo in grado di differenziare in maniera puntuale anche ambienti che presentano gli stessi tempi di riverbero.
Autore: Dott. Ing. Silas M. Delmatti
Ingegnere Civile, Tecnico competente in acustica ambientale
Email: info@studiosmd.it