Analisi delle potenzialità delle simulazioni acustiche ibride wave-based + raytracing = Analysis of the potential of wave-based + raytracing hybrid acoustic simulations

La presente tesi di laurea ha come oggetto la progettazione acustica di un teatro mediante un software di simulazione ibrida wave-based + ray-tracing e l’analisi delle potenzialità di questo strumento software per applicazioni nell’ambito dell’acustica architettonica. L’ambiente in esame ha una superficie di circa 1100 m2 e un volume di circa 6300 m3; nel momento in cui viene scritto questo documento è ancora in fase di progetto non è ancora edificato. La struttura sorgerà nella città di Mantova e sarà destinata prevalentemente alla riproduzione di musica, in particolare musica jazz. Si tratta di un caso studio che ha pochi precedenti in letteratura poiché solitamente locali di questo tipo hanno dimensioni ridotte e una struttura interna molto più simile a quella di un edificio adibito alla ristorazione che a quella di un teatro. Partendo dagli elaborati architettonici è stato ricreato innanzitutto un modello CAD dell’ambiente, dopo di che sono state effettuate delle prime simulazioni sull’ambiente privo di trattamenti acustici, per valutare le problematiche e stimare gli interventi. Come software di simulazione in fase di progetto acustico è stato utilizzato Treble, che come già detto implementa un modello di calcolo ibrido: wave-based per le basse frequenze e ray-tracing per le alte frequenze. Treble è un software recente e ancora in evoluzione, ma la sua metodologia di calcolo oltre ad alcune sue funzionalità lo rendono estremamente interessante rispetto alle alternative presenti sul mercato. Durante il lavoro di progettazione acustica del teatro il software è stato utilizzato ampiamente per la valutazione degli interventi e la scelta dei materiali, sia analizzando i descrittori acustici che effettuando l’auralizzazione dell’ambiente. Per analizzare le peculiarità di Treble e del modello di calcolo ibrido è stato effettuato un confronto con un altro software commerciale, Ramsete. Quest’ultimo implementa un modello di calcolo di pyramid-tracing che simula il comportamento delle onde sonore tracciando fasci divergenti di forma piramidale. Per effettuare il confronto inizialmente è stato considerato come caso studio il teatro, rapportando i valori dei descrittori acustici calcolati dai due software. Successivamente è stato effettuato un ulteriore confronto partendo da un altro ambiente di dimensioni ridotte: l’aula 1T del Politecnico di Torino. In questo caso studio è stato possibile confrontare i risultati ottenuti con le simulazioni di Treble e Ramsete con quelli ottenuti mediante delle misure in loco. Oltre all'analisi dei descrittori acustici, per valutare le differenze tra i due software e tra i software stessi e le misurazioni, si è scelto di condurre anche un'indagine sulle differenze percepite a livello uditivo. Sfruttando la possibilità di auralizzare le diverse risposte all’impulso, sono stati condotti dei test soggettivi di ascolto in cui i partecipanti sono stati chiamati a identificare in termini qualitativi le differenze e la resa sonora dei campioni presentati. Questi campioni sono stati ottenuti auralizzando le risposte all’impulso generate sia dai programmi di simulazione che dalle misurazioni, nei due diversi casi studio. Il test proposto è il two interval, two alternative forced choice test ed è stato effettuato nell’Audio Space Lab del Politecnico di Torino con un sistema di ascolto ambisonico del terzo ordine per valutare anche l’immersività di questa tipologia di ascolto e l’efficacia del suo utilizzo per quanto riguarda l’auralizzazione di ambienti simulati.