Acustica Applicata

Prof. Massimo Garai

A. Programma di Acustica Applicata e Illuminotecnica (73727) per Ingegneria Edile-Architettura LM Nuovo Ordinamento (0940) - Dall'a.a. 2013-2014

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B. Programma di Acustica Applicata (7434) per Ingegneria Edile Vecchio Ordinamento (2140) - Fino all'a.a. 2004-2005


1. Fondamenti

Acustica fisica. Oscillatore armonico con il formalismo complesso. Analogia elettrica. Cenni all’analisi di Fourier. Equazione delle onde acustiche. Principali grandezze acustiche. Velocità del suono nei vari mezzi. Onde piane, sferiche, cilindriche. Onde stazionarie, interferenza, battimenti, "anti-suono". Effetto Doppler. Cenni all’approssimazione con raggi sonori. Fenomeni acustici ad un interfaccia (assorbimento, riflessione, trasmissione, diffusione).

Materiali e sistemi passivi fonoassorbenti. Classificazione e progettazione. Assorbimento del suono nell’aria.

Livelli sonori decibel e spettri. Caratteristiche dei segnali sonori. Scala dei decibel. Introduzione all’analisi in frequenza. Spettri. Filtri di (1/n di) ottava. Curve di ponderazione. Metrica dei livelli sonori.

Acustica psicofisica. Sistema uditivo umano. Proprietà delle sensazioni uditive e loro valutazione. Disturbo e danno da rumore.

Acustica degli ambienti chiusi. Trattazione geometrica. Trattazione energetica-statistica. Riverberazione. Formula di Sabine. Altre espressioni del tempo di riverberazione. Cenni alla trattazione ondulatoria (modi normali e cavità accoppiate). Camere riverberanti e camere anecoiche.

Isolamento acustico. Legge di massa. Effetto di risonanza e di coincidenza. Smorzamento interno. Pareti doppie e pareti multistrato. Perdite d’isolamento dovute ad aperture. Trasmissione laterale.

Vibrazioni meccaniche. Fisica elementare delle vibrazioni. Risonanza. Trasmissibilità. Cenni al metodo SEA. Effetti e controllo delle vibrazioni dei macchinari, nelle costruzioni, sull’uomo.

2. Strumentazione

Microfoni di misura. Accelerometri. Amplificatori. Filtri. Fonometri. Analizzatori real time e FFT. Misuratori di intensità sonora. Registrazione e riproduzione digitale. Calibrazione e verifica periodica. Leggi e norme tecniche.

3. Applicazioni

Acustica architettonica. Descrittori dell’intelligibilità del parlato. L’acustica dei teatri: cenni storici fino all’opera di Sabine. L’opera di Beranek. I tempi di prima riverberazione. L’integrale di Schroeder. Le frazioni energetiche. Criteri per la sensazione spaziale. La teoria di Ando. La ricerca contemporanea.

Acustica edilizia. Requisiti acustici dei singoli componenti edilizi (facciate, finestre, partizioni verticali interne, porte, solai). Prestazioni acustiche dell’edificio nel suo insieme. L’inserimento dell’edificio nell’ambiente. Tecniche di controllo del rumore. Leggi e norme tecniche.

Rumore degli impianti tecnici. Sorgenti di rumore negli impianti tecnici. Apparati meccanici. Rumore generato dai fluidi in movimento. Tecniche di controllo del rumore. Leggi e norme tecniche.

Rumore in ambiente di lavoro. Leggi e norme tecniche. Valutazione dell’esposizione personale. Controllo del rumore alla sorgente. Controllo passivo del rumore. Cenni al controllo attivo del rumore. Protettori individuali.

Rumore in ambiente esterno. Leggi e norme tecniche. Impostazione del problema. Divergenza geometrica. Attenuazione dovuta all’atmosfera. Effetto del vento. Effetto dei gradienti di temperatura. "Effetto suolo". Vegetazione. Ostacoli alla propagazione sonora. Progettazione di barriere acustiche. Valutazione di impatto ambientale. Rumore da impianti industriali. Rumore da traffico stradale, ferroviario, aereo.

4. Procedure di misura

Acquisizione ed elaborazione di risposte all’impulso. Misure di tempo di riverberazione. Misure di assorbimento acustico. Misure di intelligibilità. Tecniche binaurali di misura. Misure di potere fonoisolante, di isolamento acustico e di livello di rumore di calpestio. Indici di valutazione. Misure di potenza sonora. Misure di vibrazioni. Leggi e norme tecniche.

5. Modelli fisici e numerici

Vantaggi e limiti dei modelli fisici. Classificazione dei modelli fisici. Modelli acustici in scala. Criteri di similitudine. Vantaggi e limiti dei modelli numerici. Sorgenti virtuali. Ray tracing. Beam tracing. Confronto tra le varie tecniche. Auralizzazione.

Esercitazioni di laboratorio


Illuminotecnica

La luce. Il sistema visivo umano. Principali grandezze fotometriche e loro relazioni. Valutazione e prevenzione dell'abbagliamento. Le sorgenti luminose artificiali. Progettazione dell'illuminazione artificiale d'interni. Progettazione dell'illuminazione artificiale di strade. Progettazione dell'illuminazione naturale d'interni. Principali norme tecniche di settore.



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