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STUDIO ACUSTICO PARAMETRICO PER LA RICERCA DELLE DIMENSIONI OTTIMALI DI SALE DA CONCERTO A "SHOEBOX" ED ESAGONALI

Bertolutti , Chiara and Pastorino , Silvia

STUDIO ACUSTICO PARAMETRICO PER LA RICERCA DELLE DIMENSIONI OTTIMALI DI SALE DA CONCERTO A "SHOEBOX" ED ESAGONALI.

Rel. Arianna Astolfi, Tomás Ignacio Mendez Echenagucia, Louena Shtrepi. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Architettura Costruzione Città, 2013

Abstract:

Questa tesi di laurea nasce dalla volontà di creare un CATALOGO di sale da concerto in relazione alla loro risposta acustica utile ai fini dei progettisti. In questo modo è stato possibile analizzare in dettaglio il rapporto che intercorre tra i principali indici acustici e, successivamente, con le caratteristiche architettoniche.

In particolar modo si è scelto di soffermarsi su due tipologie: rettangolare o shoebox ed esagonale.

La tecnica adoperata per la creazione degli strumenti è la tecnica dello Scripting. Lo Script è un piccolo programma o applicazione, scritta all'interno di un altro software più complesso, capace di dare istruzione e comandi al programma base in modo specializzato e personalizzato. Nel caso della presente ricerca è stato utilizzato RHINOCEROS 5.O, un software di modellazione virtuale capace di gestire superfici complesse e di calcolare diverse caratteristiche geometriche di esse. Gli Script sono stati scritti grazie a PYTHON 2.7.3: un linguaggio di programmazione ad alto livello, orientato agli oggetti, adatto, tra gli altri usi, per sviluppare applicazioni distribuite, scripting, computazione numerica e system testing. Per effettuare i calcoli acustici è stato utilizzato un plugin di Rhinoceros, PACHYDERM ACOUSTIC: esso permette l'utilizzo degli algoritmi acustico-geometrici all'interno del programma di modellazione. La scelta di Rhinoceros come programma base è dovuta alla sua capacità di gestire le forme complesse. Al suo interno esistono già molte funzioni utili ai fini della ricerca. Queste, insieme a Python, ci permettono di creare diversi algoritmi.

Gli Script definiscono dapprima una popolazione iniziale: un numero di sale che differiscono tra loro per le dimensioni. Di esse vengono calcolati i parametri acustici principali e altre caratteristiche, quali il suono diretto, la risposta all'impulso, ecc.. . Ora, conoscendo il comportamento acustico delle sale, si può andare a costruire la cosiddetta funzione di Fitness: in altre parole si scelgono i range di valori che si vogliono ottenere per quanto riguarda i parametri acustici e, conseguentemente, si ottengono un numero di sale che soddisfino i valori stabiliti. In particolare, in questa ricerca, si parla di percentuale di soddisfatti. Sono stati utilizzati quattro script di cui due interamente scritto da noi.

I parametri acustici scelti per affrontare il presente studio fanno riferimento alle quattro categorie per la valutazione acustica delle sale da concerto: riverberazione (EDT), intensità del suono (G), chiarezza (C80) e la sensazione spaziale. Quest'ultima non è stata affrontata in quanto attualmente Pachyderm Acoustic non è in grado di valutare gli indici relativi (LF e LG).

Parallelamente è stato affrontato un approfondimento relativo allo scattering al fine di trovare un valore adeguato per le pareti delle sale da concerto: si è preso in esame una sala shoebox di medie dimensioni ed è stato valutato l'andamento dei principali indici in relazione alla variazione di scattering da 5% a 100%.

Infine i risultati ottenuti sono stati confrontati con degli esempi reali considerati fra i migliori al mondo da Leo Beranek. Egli svolse una ricerca, a metà del Novecento, somministrando dei questionari a musicisti, direttori d'orchestra e critici musicali: Beranek definì così sei categorie nelle qual inserì circa 80 sale da concerto e da spettacolo di tutto il Mondo. Principalmente si è fatto riferimento ai rapporti fra le dimensioni prese come variabili della ricerca.

Relatori: Arianna Astolfi, Tomás Ignacio Mendez Echenagucia, Louena Shtrepi
Tipo di pubblicazione: A stampa
Soggetti: AR Arte > ARE Musica
S Scienze e Scienze Applicate > SA Acustica
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in Architettura Costruzione Città
Classe di laurea: NON SPECIFICATO
Aziende collaboratrici: NON SPECIFICATO
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/3047
Capitoli:

1. INTRODUZIONE

2. CENNI SULL'ACUSTICA

2.1. Risposta all'impulso

2.2. Riverberazione

2.3. Intensità del suono

2.3.1 La teoria di Barron

2.4. Chiarezza

2.5. Sensazione spaziale

3. DUE TIPOLOGIE DI SALE DA CONCERTO

3.1. Rettangolare o shoebox

3.1.1. SYMPHONY HALL,, Boston

3.1.2. GROSSER MUSIKVEREINSSAAL, Vienna

3.1.4. KONZERTHAUS BERLIN (SCHAUSPIELHAUS), Berlino...

3.1.5. HAMARIKYU ASAHI HALL, Tokyo

3.1.6. STADT-CASINO, Basilea

3.1.7. GROSSER TONHALLESAAL, Zurigo

3.2. Esagonale

3.2.1. BUNKA KAIKAN, Tokyo

3.2.2. DE DOELEN CONCERT HALL, Rotterdam

4. GLI STRUMENTI: script e funzioni di Fitness

4.1. I software: RHINOCEROS, PYTHON e PACHYDERM

4.2. Script

4.2.1 HallGenerator_esagonale e HallGenerator_alpha_e_beta .

4.3. La scelta del materiale

4.4. Il valore di scattering

4.5. Percentuale di soddisfatti

5. I RISULTATI DEI CASI STUDIO

5.1. Shoebox (X,Z)

5.2. Esagonale (Angle,Z)

5.3. Esagonale (Alpha, Beta)

6. ANALISI E CONFRONTO CON CASI REALI

6.1. Studio dei rapporti tra EDT, G E C80.

6.2. Confronto con casi reali

7. CONCLUSIONE

APPENDICE A: HallGenerator_esagonale

APPENDICE B: HallGenerator_alpha_e_beta..

RINGRAZIAMENTI

BIBLIOGRAFIA

SITOGRAFIA

Bibliografia:

LEO L. BERANEK, Concert and opera halls, how they sound, Acoustical Society of America, American Institute of Physics, 1996.

LEO L. BERANEK, The sound strength parameter G and its importance in evaluating and planning the acoutics of halls for music, Journal of the Acoustical Society of America, 129 (5), 3020-3026 (2011).

LEO L. BERANEK, Subjective rank-orderings and acoustical measurements for fifty-eight concert halls, Acta Acustica united with Acustica, 89 (2003), 494-508.

JOHN J. BRADLEY, Review of objective room acoustics measures and future needs, Applied Acoustics 72 (2011), 713-720.

THOMAS D. ROSSING (a cura di), Springer Handbook of Acoustics, Springer Verlag, New York, 2007.

MIKE BARRON, Using thè standard on objective measures for concert auditoria, ISO 3382, to give reliable results, Acoustic. Sci. & Tech. 26, 2 (2005).

MIKE BARRON, When is a concert hall too quiet?, 19th International congress on acoustic, Madrid, Spagna, Settembre 2007.

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CLAUS LYNGE CHRISTENSEN, JENS HOLGER RINDEL, A new scattering method that combines Roughness and Diffraction effects, 149th Meeting of the Acoustical Society of America, Vancouver, Canada, Maggio 2005.

LOUENA SHTREPI, SÒNKE PELZER, MONIKA RYCHTàRIKOVà, RENZO VITALE, ARIANNA ASTOLFI, MICHEAL VORLÀNDER, Valutazione oggettiva della diffusione sonora in un ambiente acustico virtuale simulato con tre diversi algoritmi, Associazione Italiana di Acustica, 39° Convegno Nazionale, Roma, Italia, Luglio 2012.

NORMA UNI EN ISO 3382-1:2009 Tempi di riverberazione e acustica delle sale da concerto

RENATO SPAGNOLO, Manuale di acustica applicata, Utet Libreria, 2001.

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http://www.acta-acustica-united-with-acustica.com/

http://www.sciencedirect.com/science/journal/0003682X

http://www.perspectivesketch.com/pachyderm/

http://www.grasshopper3d.com/

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