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Assorbimento, riflessione, diffusione del suono 1
Assorbimento, riflessione, diffusione del suono
Massimo Garai
05/06/2009 Massimo Garai - Università di Bologna 1
DIENCA - Università di Bologna
http://acustica.ing.unibo.it
Sommario
Coefficienti di riflessione assorbimento eCoefficienti di riflessione, assorbimento e trasmissione della potenza acustica
Potere fonoassorbente
Riflessione e diffusione del suono
Coefficienti di diffusione e di scattering
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Materiali localmente ed estesamente reagenti
Impedenza acustica
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Assorbimento, riflessione, diffusione del suono 2
riflessa
trasmessa
Potenza acustica
incidente
bi
trasmessa
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assorbita
tari WWWW
Coefficienti per la potenza acustica
Riflessione r
W
Wr
Assorbimento
iW
i
a
W
Wa 1 ar
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Trasmissionei
t
W
W
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Assorbimento, riflessione, diffusione del suono 3
Coefficiente di assorbimento acustico apparente
i
ta
W
WWra
1
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Idealmente 0 ≤ α ≤ 1
Potere fonoassorbente
Per una superficie S con coefficiente diPer una superficie S con coefficiente di assorbimento acustico :
Si esprime in m2 o Sabin
SA
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Si esprime in m o Sabin
Sono m2 di assorbente acustico “perfetto”
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Assorbimento, riflessione, diffusione del suono 4
Potere fonoassorbente A
= 0,5 = 1
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S = 10 m2 S = 5 m2
A = 5 m2
Fattore di riflessione
Per la potenza (reale)
Per la pressione (complesso)
i
rW W
Wr
1Wr2pW rr
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i
rp p
pr
kxtii
kxtir
p eP
ePr
onde piane
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Riflessione speculare
S R
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S’
Riflessione diffusa
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S
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Assorbimento, riflessione, diffusione del suono 6
Riflessione mista
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S
Diffusione
È necessario introdurre una ulteriore grandezza oltre ad α e r per tenere contograndezza, oltre ad α e rW, per tenere conto della diffusione dell’energia sonora in varie direzioni
In realtà ne sono state normalizzate due:– il coefficiente di diffusione d (AES-4id-2001)
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– Il coefficiente di scattering s (ISO 17497-1:2004)
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Assorbimento, riflessione, diffusione del suono 7
Coefficiente di diffusione
Misura l’uniformità della diffusione del suono in tutte le direzioni fissata lasuono in tutte le direzioni, fissata la direzione θ della sorgente
n
i
Ln
i
L ii
d 1
210/
2
1
10/ 1010
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n
i
Lind
1
210/101
Goniometro di misura 3D
RicevitoreRicevitore
Sorgente
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Campione
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Assorbimento, riflessione, diffusione del suono 8
Goniometro di misura 2D
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Diffusori di Schröder
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Assorbimento, riflessione, diffusione del suono 9
Diffusori frattali
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Diffusori: esempi
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Assorbimento, riflessione, diffusione del suono 10
Coefficiente di scattering
Misura l’energia sonora riflessa in direzione non specularenon speculare
s
sspec
tot
spec
W
Ws
11
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Coefficiente di scattering (2)
Potenza sonora riflessa in direzione specularespeculare
Potenza sonora riflessa in direzione non speculare
ispecisspec WWsW 111
isspec sWW 1
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Potenza sonora riflessa totale
istotal WW 1
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Assorbimento, riflessione, diffusione del suono 11
Misurazione in camera riverberante
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Esempio: confronto α, d, s
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Assorbimento, riflessione, diffusione del suono 12
Materiali normalmente reagentiNormalmente reagenti (normally reacting)
Localmente reagenti (locally reacting)Localmente reagenti (locally reacting)
L’onda sonora trasmessa si propaga solo normalmente alla superficie
Molti materiali fonoassorbenti porosi o fibrosi sono normalmente reagenti
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Materiali normalmente reagenti (2)
Il coefficiente diIl coefficiente di riflessione rW 1 ad incidenza radente
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Assorbimento, riflessione, diffusione del suono 13
Materiali a reazione estesaA reazione estesa (extended reaction)
Non normalmente reagenti (non normallyNon normalmente reagenti (non normally reacting)
L’onda sonora trasmessa si propaga obliquamente alla superficie e con più modalità (longitudinale, di taglio, …)
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Impedenza acustica specifica
sissss eZiXR
pzZ
u
resistenza reattanza
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u è la velocità delle particelle in m/s
Zs è definita localmente, anche quando S 0
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Assorbimento, riflessione, diffusione del suono 14
Impedenza acustica specifica
Analoga all’impedenza elettrica
sissss eZiXR
u
pzZ
resistenza reattanza
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elielelel
el
elel eZiXR
ti
tvZ
)(
)(
Impedenza caratteristica
Per definizione l’impedenza caratteristica di un
000 cu
pZ
pianeonde
pmezzo è quella delle onde pianeonde piane nel mezzo
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C20a]rayl[415,00,0 ariapianeondearia cZ
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Assorbimento, riflessione, diffusione del suono 15
Impedenza acustica specifica normalizzata
Rapporto tra l’impedenza acustica specificaRapporto tra l impedenza acustica specifica e l’impedenza caratteristica dell’aria
IR jc
z
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c 00
Impedenza acustica
aieZiXRp
Z aaaa eZiXRU
Z
resistenza reattanza
Portata (in volume) acustica:
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]/sm[,ˆ 3VdSnUS
u
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Assorbimento, riflessione, diffusione del suono 16
Unità di misura
Impedenza acustica
Impedenza acustica specifica
sm
kg
/sm
Pa43U
pZa
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]rayl[sm
kg
m/s
Pa2
u
pZs
Impedenza acustica specificaalla superficie di un solido
wjwww
nw eZiXR
u
p
n
pzZ
supsupˆu
p
05/06/2009 Massimo Garai - Università di Bologna 32
pwZ 1Z 2Z 3Z ),,( 321 ZZZfZw
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Assorbimento, riflessione, diffusione del suono 17
Fattore complesso di riflessioneper onde piane
Per incidenza normale (θ = 0°)Per incidenza normale (θ = 0 )
P i id bli (0< θ <90°)
1
1
00
00
cZ
cZRr
s
spp
Per incidenza obliqua (0< θ <90°)
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1cos
1cos
cos
cos)(
00
00
cZ
cZr
s
sp
Coefficiente di assorbimento acustico apparente
Per incidenza normale (θ = 0°)
Il coefficiente di assorbimento è funzione dell’impedenza del materiale
22
1
1111
pRr
dell impedenza del materiale
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12
4)( 2
R
R
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Assorbimento, riflessione, diffusione del suono 18
Coefficiente di assorbimento acustico apparente (2)
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Coefficiente di assorbimento acustico apparente (3)
Per incidenza obliqua (0< θ <90°)
Il coefficiente di assorbimento è funzione dell’angolo di incidenza delle onde sonore
1cos2)cos(
cos4)(
2
R
R
dell angolo di incidenza delle onde sonore sul materiale
05/06/2009 Massimo Garai - Università di Bologna 36
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Assorbimento, riflessione, diffusione del suono 19
Materialicompletamente riflettenti
Sound reflecting hard or rigidSound reflecting, hard or rigid
nnj
p eR ,011 0
05/06/2009 Massimo Garai - Università di Bologna 37
Materialicompletamente assorbenti
Sound absorbingSound absorbing
1,100 nnj
p eR
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Assorbimento, riflessione, diffusione del suono 20
Materiali cedevoli
(Sound) pressure releasing soft(Sound) pressure releasing, soft
0,011 nnj
p eR
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Riepilogo dei tipi di impedenza
Impedenza acustica ZImpedenza acustica Za
Impedenza acustica specifica Zs
Impedenza caratteristica Z0
Impedenza acustica specifica normalizzata I d ti ll fi i Z
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Impedenza acustica alla superficie Zw
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Assorbimento, riflessione, diffusione del suono 21
Assorbimento, riflessione, diffusione del suono
Fine
Massimo Garai
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