Nel caso delle aule scolastiche, il comfort acustico è indispensabile per una soddisfacente fruizione delle stesse: non si tratta di un'opzione che può portare valore aggiunto, ma di una condizione fondamentale, che determina la riuscita o meno del progetto. Tale aspetto viene però spesso trascurato e sottovalutato per vari motivi, siano essi di natura economica, di scarsa conoscenza o di superficialità, e questo comporta gravi conseguenze dal punto di vista didattico, in particolar modo se si tratta di scuole elementari, in cui i bambini, non possedendo ancora pienamente una corretta padronanza linguistica, pongono grande attenzione nell'ascolto. Rispettare i requisiti acustici consente l'ottenimento del campo sonoro ideale per la comprensione degli studenti e la realizzazione di aule in cui è possibile svolgere l'attività didattica senza problemi e future ripercussioni negative.

Condizioni acustiche non ottimali rendono invece la comunicazione verbale molto difficoltosa, riducendo l'intelligibilità della parola e avendo come conseguenze, da una parte, un calo di apprendimento degli alunni e, dall'altra, l'insorgere di malattie professionalizzanti nei docenti, che devono ricorrere ad un elevato sforzo vocale. I parametri da controllare sono due: l'elevato rumore di fondo e l'eccessiva riverberazione sonora. Il primo riduce molto il rapporto tra il segnale utile alla comprensione (voce del parlatore) e il segnale disturbante; il secondo comporta invece una sovrapposizione della coda sonora, con conseguente mascheramento del parlato. Tali parametri, se non tenuti sotto controllo, provocano disturbo, perdita di concentrazione e affaticamento, comportando una riduzione delle prestazioni scolastiche negli studenti e minore efficienza negli insegnanti. È facile intuire che se tali condizioni disturbano già fortemente l'apprendimento dei bambini normoudenti, le conseguenze siano ancora maggiori per i bambini e gli adulti con problemi di udito.

La tesi è divisa in due parti: la prima, "L'acustica degli ambienti scolastici", è di tipo informativo e divisa in cinque capitoli, la seconda, "Caso Studio: Scuola

Elementare Leone Fontana" è invece di natura pratica e composta da tre capitoli che analizzano un progetto studiato e realizzato.

Nella prima parte si inizia con l'analisi del rapporto tra acustica e scuola, discutendo la necessità di comfort acustico, a quali tipi di rumore gli alunni e gli insegnanti sono esposti e quali ripercussioni si verificano, per arrivare a dei suggerimenti per una corretta progettazione di aule per la didattica. Partendo da considerazioni di natura psicologica, riguardanti l'apprendimento, e mediche, legate all'eccessivo sforzo vocale, si sottilineano le motivazioni per cui un valido studio acustico è un fattore imprescindibile per un progetto. Si riportano i requisiti ambientali, descrivendo il rumore di fondo e il tempo di riverberazione, che permettono di quantificare e valutare la qualità acustica di un ambiente; si analizza l'intelligibilità del parlato, con i suoi tre indici, facendo particolare riferimento all'indice STI. Si compara quindi la normativa italiana in materia di acustica con quella internazionale, tenendo in forte considerazione le linee guida per l'edilizia scolastica. Nell'ultimo capitolo vengono invece descritte le procedure e le strumentazioni usate per effettuare le indagini acustiche nell'aula in esame: le sorgenti di emissione del segnale del parlato e del rumore e la catena di acquisizione dei dati.

Nella seconda parte viene invece presentato il caso studio, la scuola

elementare Leone Fontana di Torino, un edificio di fine '800 che si affaccia su una strada secondaria. Nell'aula 30 di tale edificio, sono stati effettuati dei test di intelligibilità, con indagini oggettive e soggettive, che hanno coinvolto 11 classi dalla seconda alla quinta, 3 sezioni per ogni grado, ad eccezione delle quinte.

È stato misurato il tempo di riverberazione, il livello di rumore di fondo in condizione di aula vuota e occupata, e il livello di pressione sonora in sette punti, per valutare la distribuzione variabile del livello sonoro in ambiente. Con questi valori si è potuto così calcolare l'indice STI nei sette punti di misura, con diverse condizioni di rapporto SNR. Contemporaneamente si sono effettuate delle indagini soggettive: ai bambini è stato consegnato un test composto da otto pagine, in ognuna delle quali comparivano sette parole bisillabiche in rima e, al di sotto di ciascuna, il grado di difficoltà nel comprenderle.

È stata quindi calcolata l'Intelligibilità (percentuale di parole comprese sulla totalità di quelle emesse dal parlatore) per ogni posizione di misura per ogni classe. Facendo poi la media dei risultati, si è potuta comparare l'intelligibilità dei quattro gradi scolastici in esame e relazionarla con la media del grado di difficoltà e con l'indice STI valutato in una determinata condizione di rapporto SNR.

È stato effettuato un intervento di correzione acustica dell'aula: il progetto è stato studiato tramite la formula di Sabine su foglio di calcolo Excel e con il software Odeon 6.5. Dopo aver tarato II modello, si è trovata la quantità di fonoassorbimento necessaria a raggiungere i valori del tempo di riverberazione ottimale ed è poi stato anche calcolato l'indice STI previsto nell'aula trattata.

In seguito alla realizzazione del progetto di correzione acustica, è stato effettuato il collaudo dell'aula, misurando i parametri acustici caratterizzanti II campo sonoro ed effettuando nuovamente i test di intelligibilità soggettivi ed oggettivi con le classi dalla seconda alla quinta. Questa parte, con i relativi risultati, viene descritta nell'ultimo capitolo, seguita dalle conclusioni, in cui si presentano i cambiamenti realizzati, i netti miglioramenti ottenuti, ma anche dei dubbi sorti, che lasciano la discussione aperta per futuri studi.

1.2 L'esposizione al rumore

1.2.1 Rumore esterno

1.2.2 Rumore interno

1.3 Disturbo da rumore

1.3.1 Ripercussione del rumore sui bambini

1.3.2 Ripercussione del rumore sui docenti

2. PARAMETRI ACUSTICI

2.1 II suono

2.2 Requisiti ambientali

2.2.1 II rumore di fondo

2.2.2 II tempo di riverberazione

2.3 L'intelligibilità del parlato

2.3.1 La voce umana

2.4 Indici di valutazione dell'intelligibilità

2.4.1 Speech Interference Level

2.4.2 Speech Intelligibility Index

2.4.3 Speech Transmission Index

3. NORMATIVA

3.1 Normativa nazionale

3.1.1 D.M. 18/12/75

3.1.2D.P.C.M. 14/11/97

3.1.3D.P.C.M. 5/12/97

3.2 Normativa internazionale e linee guida per l'edilizia scolastica

3.2.1 Gran Bretagna - Building Bulletin 93

3.2.2 Stati Uniti d'America - ANSI S. 12.60-2002

3.3 Confronto tra normartive nazionali ed internazionali

4. AULE PER LA DIDATTICA

4.1 Materiali fonoassorbenti

4.1.1 Materiali porosi

4.1.2 Pannelli vibranti

4.1.3 Risuonatori acustici

4.1.4 Elementi fonoassorbenti

4.2 Progetto di correzione acustica

4.2.1 Eco, flutter eco e focalizzazioni sonore

4.2.2Analisi modale

5. STRUMENTI DI INDAGINE

5.1 Strumentazione

5.2 Metodologia

5.2.1 Risposta all'impulso

5.2.2Test di intelligibilità DRT

PARTE II

Caso Studio: Scuola Elementare Leone Fontana

6. SITUAZIONE ANTE-OPERAM

6.1 Stato di fatto

6.2 Test di intelligibilità

6.3 Indagini oggettive

6.3.1 Misura del tempo di riverberazione

6.3.2 Misura del rumore di fondo

6.3.3STI

6.4 Indagini soggettive

6.4.1 II questionario

6.4.2 Risultati

6.5 Relazione tra i risultati oggettivi e soggettivi

7. INTERVENTO DI CORREZIONE ACUSTICA

7.1 Progetto

7.1.1 Analisi dello stato di fatto

7.1.2 Intervento di correzione acustica

7.2 Simulazione acustica con Odeon 6.5

7.2.1 Metodo delle sorgenti immagine (ISM)

7.2.2 Metodo del ray-tracing (RTM)

7.2.3 Metodo ibrido: Odeon

7.3 Realizzazione

8. SITUAZIONE POST-OPERAM

8.1 Tempo di riverberazione

8.2 STI

CONCLUSIONI

ALLEGATO

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