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Palma, Marco and Sarotto, Maddalena

Loudness : progettazione algoritmico-evolutiva di una conchiglia acustica per un palco rock.

Rel. Chiara Aghemo, Arianna Astolfi, Mario Sassone, Marco Carlo Masoero. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Architettura per l_ambiente costruito, Corso di laurea specialistica in Architettura, 2012

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Abstract:

Il progetto di tesi nasce dall'ambizione di promuovere l'incontro tra generi musicali storicamente e culturalmente divergenti (il rock e la musica classica) attraverso un programma di integrazione tra un sistema standard per l'acustica attiva (il palco rock) e un sistema ad hoc per l'acustica passiva (la conchiglia acustica).

La prima parte del lavoro è dedicata all'introduzione teorica dei concetti chiave necessari allo sviluppo del progetto acustico, essenzialmente imperniato intorno agli studi sulla propagazione del suono in campo libero, sulla riflessione acustica, sull'acustica geometrica e sulla percezione del suono.

La seconda parte si apre con l’analisi di un caso studio, il main stage del Collisioni Festival, svoltosi a Barolo nel luglio 2012, del quale è stata seguita in prima persona la procedura di montaggio, con una particolare attenzione rivolta al sistema costruttivo Layher©, sistema ormai consolidato a livello internazionale per la realizzazione di strutture temporanee per lo spettacolo.

Il palco di Collisioni costituisce di fatto il punto di inizio per lo sviluppo del progetto di tesi: un progetto di ricerca formale guidato da motivazioni di ordine acustico (form-finding acustico). L’oggetto di tale ricerca è la morfologia di una conchiglia acustica, ossia un elemento in grado di raccogliere e riflettere energia sonora in un contesto di performance all’aperto, elemento che, per motivi di conservazione energetica, inserisce la ricerca in un contesto molto particolare, acusticamente non paragonabile alla progettazione di una sala da concerti o di un auditorium.

Ai fini della nostra tesi, da un punto di vista geometrico, la conchiglia acustica è definita come superficie libera, elemento che caratterizza ulteriormente la ricerca e la indirizza verso un ambito di sperimentazione legato all’uso di superfici complesse e a doppia curvatura per scopi acustici.

Il progetto si sviluppa grazie all’utilizzo intensivo di strumenti digitali per la progettazione (modellazione parametrica, programmazione informatica, ricerca genetica, analisi acustica e visualizzazione dati), in parte sviluppati ad hoc, andando a definire un processo iterativo semi-automatizzato di generazione formale e analisi acustica, e, al tempo stesso, delineando una metodologia sperimentale di progettazione acustica.

Il percorso di ricerca formale è suddiviso in due fasi, una più intuitiva e manuale, orientata verso la definizione di una forma grezza, l’altra, più raffinata e ad elevato grado di automazione, volta al miglioramento della performance e alla definizione di una forma definitiva attraverso operazioni a scala di dettaglio.

Il processo morfogenetico appena delineato è in grado di produrre numerose variazioni formali in base a scelte di varia natura; le diverse morfologie così determinate sono poi valutate per mezzo del parametro G (intensità o guadagno acustico), sempre in relazione al contesto di inserimento del modello, ossia Piazza Colbert a Barolo.

La ricerca si conclude con la scelta di un’unica superficie, giudicata la più adatta sulla base dei risultati delle simulazioni acustiche e su ulteriori considerazioni di natura più strettamente architettonica.

Una particolare attenzione è stata rivolta all’uso e al funzionamento degli algoritmi genetici, strumenti informatici per la ricerca di soluzioni a problemi di ottimizzazione, così come all’uso e al funzionamento di Pachyderm, un software open-source in via di sviluppo per l’analisi acustica.

Relatori: Chiara Aghemo, Arianna Astolfi, Mario Sassone, Marco Carlo Masoero
Soggetti: A Architettura > AO Progettazione
S Scienze e Scienze Applicate > SA Acustica
S Scienze e Scienze Applicate > SH Fisica tecnica
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in Architettura per l_ambiente costruito, Corso di laurea specialistica in Architettura
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/2958
Capitoli:

1 Il suono in campo libero

1.1. Introduzione al concetto di campo libero

1.2. Tipologie di sorgente

1.2.1. Sorgenti puntiformi

1.3. Fattore di direttivi

1.3.1. La direttivi degli strumenti musicali

1.4. Riflessione da terreno

1.5. Interferenza tra sorgenti

1.5.1. Sorgenti coerenti

1.5.2. Sorgenti incoerenti

1.6. Somma del livello diretto e del livello riflesso

2 La percezione del suono

2.1. La risposta all'impulso

2.2.1 requisiti acustici delle sale per lo spettacolo

2.3. Le prestazioni acustiche delle sale per lo spettacolo

2.4. I parametri per la nitidezza

2.4.1. L'ascoltatore

2.4.2.1 musicisti

2.5.1 parametri per il decadimento

2.6.1 parametri per la spazialità

2.7. Loudness: il parametro per la valutazione

del livello sonoro percepito

2.7.1. La misura dell'indice di intensità sonora a partire dalla risposta all'impulso

3 La diffusione passiva: i riflettori acustici

3.1. L'onda incidente: assorbimento, riflessione e diffusione

3.2. Il pannello singolo

3.2.1. Pannello di dimensioni infinite

3.2.2. Pannello di dimensioni infinite

in una direzione del piano

3.2.3. Pannello di dimensioni finite

3.3. La matrice di pannelli

3.3.1. La risposta acustica

3.3.2. Se f>fg

3.3.3 Se fgTotal > f > fg

3.3.4. Se f < fg

3.5. Pannelli semicilindrici e superfici ottimizzate

3.6. Le conchiglie acustiche: casi studio

3.6.1. Approfondimento A: Carlos Moseley Music Pavilion

3.6.2. Approfondimento 6: Soundform

4. La diffusione attiva: l'impianto audio

4.1. La catena elettroacustica

4.1.1. Parametri di prestazione della catena elettroacustica

4.2. Le sorgenti elettroniche a livello di linea

4.3.1 microfoni

4.3.1. Parametri caratteristici dei microfoni 4.4.1 preamplificatori microfonici

4.5.1 diffusori e gli altoparlanti

4.5.1. Parametri caratteristici degli altoparlanti

4.6. Le casse acustiche

4.7. Gli amplificatori finali di potenza

4.8.1 correnti del suono

4.8.1.1 correttori operanti in frequenza

4.8.2.1 correttori operanti sul tempo 4.8.3.1 correttori operanti sulla dinamica

4.9. Il mixer

4.10. Il public address. PA

4.11. La diffusione nel live rock

4.11.1. L'ingegnere del suono

4.11.2. La diffusion per l'audience

4.11.3. La diffusione per i musicisti

5_ I modelli di simulazione

5.1. L'acustica geometrica

5.2. Il metodo delle sorgenti immagine

5.2.1. Il calcolo dei livelli sonori in un ambiente chiuso

5.2.2. Le sorgenti immagine per il dimensionamento e l'orientamento dei riflettori

5.3. Il ray-tracing

5.3.1. L'emissione dei raggi

5.3.2. La ricezione dei raggi

6 La progettazione del palco

6.1. Collisioni: thè Wind

6.2. Il ferro

6.2.1. L'abaco degli elementi

6.2.2. La cronologia del montaggio

6.2.2.1. Mercoledì 11 luglio

6.2.2.2. Giovedì 12 luglio

6.3. La produzione

6.3.3. Il montaggio della produzione dei Subsonica

6.3.4. Il Pa

6.3.4.1. Il Une array

6.3.4.2.1 Subwoofer

7. Le premesse al progetto

7.1. Introduzione alla metodologia di progetto

7.2. Gli strumenti utilizzati

7.2.1. PachyDerm

7.2.1.1. Le simulazioni

7.3. Il flusso di lavoro

7.4. I codici

7.4.1. Il raytracing

7.4.1.1. In generale

7.4.1.2. In particolare

7.4.1.3. Il codice

7.4.2. Gli algoritmi genetici

7.4.2.1. Premessa

7.4.2.2. Introduzione agli algoritmi genetici

7.4.2.3. Impostazioni del solutore genetico

7.4.3. La funzione di fitness

7.4.3.1. Ingenerale

7.4.3.2. In particolare

7.4.3.3. Il codice

7.4.4. La visualizzazione dei dati

7.5. La visualizzazione dei dati

7.5.1. Chiamata da python

7.5.2. Confronto fra parametri sensibili

7.5.3. Verifica di G

7.6. La simulazione dello stato di fatto

7.6.1. La costruzione del modello tridimensionale

7.6.2. La modifica del modello per la simulazione acustica

7.6.3. Le proprietà dei materiali

8 Il progetto

8.1. Simulazioni: coverage

8.1.1. Considerazioni geometriche

8.1.2. La presenza del contesto

8.1.3. Forma R04_01 (approccio alla ricerca per sezioni]

8.1.4. Forma R10J0 (ricerca genetica per sezioni)

8.1.5. Forma R10JK (aumento della superficie riflettente)

8.1.6. Cambio di rotta

8.2. Simulazioni: densità

8.2.1. Forma R01_00 (una superficie unica)

8.2.2. Forma R01J3 (piccoli spostamenti)

8.2.3. Forma R01J5 (grandi spostamenti)

8.2.4. Forma R01_U (spostamenti controllati + sbalzo)

8.3. Un confronto più accurato

8.4. U. MESH VS.N.U.R.B.S.

8.5. La scelta della superficie

8.6. Conclusioni

8.7. Prospettive future

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