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Acustica delle aule scolastiche: il caso studio della scuola Roberto D’Azeglio di Tori

Perazzo , Nicolò

Acustica delle aule scolastiche: il caso studio della scuola Roberto D’Azeglio di Tori.

Rel. Arianna Astolfi, Alessio Carullo, Giuseppina Emma Puglisi. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Architettura Per Il Progetto Sostenibile, 2013

Abstract:

L’acustica è il campo della scienza che tratta della generazione, propagazione e ricezione di onde in mezzi elastici, siano essi gassosi, solidi o liquidi. La parte dell’acustica architettonica in particolare si occupa della qualità del suono negli ambienti, sia per quanto riguarda l’ascolto che la generazione di suoni. Queste caratteristiche acquistano un’importanza ancor maggiore in luoghi ove la comunicazione è predominante, come nelle aule scolastiche, in cui cattive condizioni sonore come ad esempio elevati livelli di rumore dovuti a condizioni esterne o condizioni interne, uniti a un’eccessiva riverberazione delle aule, possono vanificare o rendere più difficoltosi i compiti vocali degli insegnanti e comprensione degli alunni. In particolar modo nelle scuole primarie, visto l’udito delicato in via di sviluppo degli alunni, problemi di ascolto e di comprensione.

Inoltre gli insegnanti rispetto ad altre categorie di lavoratori presentano con maggior frequenza sintomi legati a patologie vocali, che probabilmente sono legate allo sforzo vocale maggiore a cui sono sottoposti. Una cattiva progettazione acustica delle aule in cui esercitano, può quindi essere causa di disturbi vocali.

La norma ISO 9921 indica lo sforzo vocale come: il livello equivalente di pressione ponderata A misurato a un metro di distanza di fronte alla bocca del parlatore e individua in cinque gradi che vanno da rilassato a molto forte.

La medesima norma parla inoltre dell’influenza del rumore sullo sforzo vocale “effetto Lombard” che denota come, in un ambiente in cui è presente un rumore elevato, un parlatore tende a sforzarsi maggiormente per sovrastare il rumore. Questi sono problemi che possono essere risolti con interventi di correzione acustica o attraverso una buona progettazione degli ambienti.

Nel presente lavoro si andrà ad analizzare un caso studio riguardante una scuola primaria sita in Torino, soggetta a un progetto di correzione acustica di alcune aule. Questa tesi si propone di analizzare la situazione delle aule e delle insegnanti che vi esercitano precedente e successiva la realizzazione del progetto, tramite l’analisi di parametri di caratterizzazione delle aule quali: tempo di riverberazione, voice support, room gain e decay time. Inoltre si analizzeranno anche parametri per la valutazione del carico vocale, come il livello di pressione sonora, la frequenza fondamentale e il tempo percentuale di fonazione, per valutare la situazione di carico vocale delle insegnanti. I dati sono stati raccolti durante due campagne di misura effettuate a maggio 2013 (ante progetto) e a novembre 2013 (post progetto). Per rilevare i parametri di caratterizzazione vocale è stato utilizzato il Voice Care [9], si tratta di un analizzatore portatile collegato a un microfono a contatto, che viene posizionato sulla fossetta del giugulo della persona da analizzare, in grado di misurare l’accelerazione della pelle, dovuta alla vibrazione delle corde vocali. Per i parametri di caratterizzazione delle aule la strumentazione utilizzata comprendeva: un clappatore (strumento in grado di generare impulsi sonori), un fonometro in grado di misurare quest’ultimi, un DAT (digitai audio tape) supporto di memoria per registrare le misure e una HaTS (head and torso simulator) in grado di generare impulsi sonori e di registrarli grazie ai suoi microfoni. Dalle analisi dei parametri raccolti nella situazione ante e post realizzazione del progetto, si trarranno conclusioni sull’efficacia della realizzazione, sull’analisi del carico vocale delle insegnanti e sul rapporto tra lo sforzo vocale e la situazione acustica delle aule. Nel primo capitolo verranno esposti i principali parametri acustici da osservare per quanto riguarda la caratterizzazione acustica delle aule. Inoltre verranno spiegati anche i parametri utilizzati per comprendere la situazione del carico vocale degli insegnanti. Proseguendo si passerà a una spiegazione sui materiali usati per il comfort acustico e su come l’essere umano genera e riceve i suoni a livello anatomico e di funzionamento. Il secondo capitolo incentrato sul caso studio proporrà una descrizione dettagliata delle proposte d’intervento e del progetto realizzato per la correzione acustica delle aule, sulla base dei tempi di riverberazione analizzati nel mese di ottobre 2013. Il terzo capitolo si concentra sulla ricerca e la raccolta dati, ovvero una descrizione completa della strumentazione utilizzata, del suo funzionamento e delle fasi della ricerca sul campo, con la spiegazione del protocollo utilizzato durante i monitoraggi di maggio e novembre 2013. Il quarto capitolo sviluppa la parte di analisi dei dati ottenuti per quanto riguarda il primo periodo di monitoraggio antecedente la realizzazione del progetto. Nel quinto capitolo si andrà ad analizzare i dati ottenuti nel secondo periodo di monitoraggio, post realizzazione del progetto (novembre 2013). Le analisi di questo capitolo faranno comprendere le variazioni dovute alla realizzazione del progetto rispetto alla situazione precedente analizzata nel capitolo 4. Nel sesto e ultimo capitolo si mostreranno le conclusioni tratte per quanto riguarda l’efficacia del progetto, sia dal punto di vista dei dati ottenuti dalle campagne di misura ante e post operam, sia dalle percezioni soggettive e opinioni espresse dalle insegnanti che esercitano nelle aule oggetto della correzione.

Relatori: Arianna Astolfi, Alessio Carullo, Giuseppina Emma Puglisi
Tipo di pubblicazione: A stampa
Soggetti: A Architettura > AL Edifici e attrezzature per l'istruzione, la ricerca scientifica, l'informazione
G Geografia, Antropologia e Luoghi geografici > GG Piemonte
S Scienze e Scienze Applicate > SA Acustica
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in Architettura Per Il Progetto Sostenibile
Classe di laurea: NON SPECIFICATO
Aziende collaboratrici: NON SPECIFICATO
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/3469
Capitoli:

1. BACKGROUND

1.1 Introduzione

1.2 Requisiti acustici dell’edilizia scolastica

1.3 Parametri di comfort acustico

1.3.1 II tempo di riverberazione

1.3.2 Livello di rumore di fondo

1.3.3 La chiarezza

1.3.4 La definizione

1.3.5 Isolamento acustico di facciata

1.3.6 Isolamento acustico tra ambienti confinanti

1.3.7 Livello di rumore di calpestio

1.3.8 Intellegibilità

1.3.9 Voice support e room gain

1.3.10 Decay time

1.4 Parametri di caratterizzazione del carico vocale

1.4.1 Livello di pressione sonora

1.4.2 Frequenza fondamentale

1.4.3 Tempo di fonazione

1.4.4 Tempo percentuale di fonazione

1.5 I materiali per il comfort acustico

1.5.1 Materiali porosi

1.5.2 Pannelli vibranti

1.5.3 Risuonatori acustici

1.6 L’organo vocale e la sua struttura

1.5.1 Le corde vocali

1.7 Anatomia e fisiologia dell’apparato uditivo

1.7.1 Orecchio esterno

1.7.2 Orecchio medio

1.7.3 Orecchio interno

1.7.4 Apparato percettivo

2. IL CASO STUDIO

2.1 L’edificio in esame

2.2 Introduzione al progetto

2.3 La descrizione delle aule

2.4 Le ipotesi di intervento

2.5 II progetto realizzato

2.6 Realizzazione pratica

3. LA RICERCA E RACCOLTA DATI

3.1 Strumentazione utilizzata per I’ acquisizione del segnale vocale

3.2 Strumentazione utilizzata per la misurazione del rumore di fondo

3.3 Strumentazione utilizzata per la misurazione del tempo di riverberazione

3.4 Strumentazione utilizzata per la misurazione del voice support, room gain, chiarezza, definizione e tempo di riverberazione

3.5 La raccolta dati

4. I RISULTATI ANTE OPERAM

4.1.1 II tempo di riverberazione

4.1.2 Voice support, room gain e decay time

4.2 Parametri per la caratterizzazione del carico vocale

4.2.1 Giorno 20/05/2013

4.2.2 Giorno 21/05/2013

4.2.3 Giorno 22/05/2013

4.2.4 Giorno 23/05/2013

4.2.5 Commenti

5. I RISULTATI POST OPERAM

5.1.1 II tempo di riverberazione

5.1.2 Voice support, room gain e decay time

5.2 Parametri per la caratterizzazione del carico vocale

5.2.1 Giorno 25/11/2013

5.2.2 Giorno 26/11/2013

5.2.3 Giorno 27/11/2013

5.2.4 Giorno 5/12/2013

5.2.5 Commenti

6. CONCLUSIONI

6.1 Percezione soggettiva

BIBLIOGRAFIA E SITOGRAFIA DI RIFERIMENTO

ALLEGATI

Bibliografia:

[1] Renato Spagnolo (a cura di), Manuale di acustica, Utet libreria, Torino 2001

[2] Norma italiana UNI EN ISO 3382:2008. Acustica - Misurazione dei parametri acustici degli ambienti. Parte 2: Tempo di riverberazione negli ambienti ordinari.

[3] Arianna Astolfi e Maria Giovannini (a cura di), Acustica delle aule scolastiche, Rockwool, 2008

[4] Schroeder M.R, “Modulation transfer function: definition and measurments”, Acustica 49,1981

[5] Norma italiana UNI EN ISO 140 - 5:2000. Acustica - Misurazione dell’isolamento acustico in edifici e di elementi di edificio - Misurazioni in opera dell’isolamento acustico per via aerea degli elementi di facciata e delle facciate

[6] Norma italiana UNI EN ISO 140 - 7:2000. Acustica - Misurazione dell’isolamento acustico in edifici e di elementi di edificio. Misurazioni in opera dell’isolamento dal rumore di calpestio di solai

[7] Pelegrin-Garcia D., Brunskog J., Lyberg Ahlander, LÒfqvist A., Measurments and prediction of voice support and room gain in school room, J. Acoust. Soc. Am. 131 (1), January 2012, 1-12

[8] Pelegrin-Garcia D., Brunskog J., Classroom acoustics design guidelines based on thè optimisation of speaker condition, Euronoise, Prague 2012

[8] Pelegrin-Garcia D., Brunskog J., Speaker’s comfort and voice level variation in classroom: Laboratory research, J. Acoust. Soc. Am. 132 (1), July 2012, 249-259

[9] Carullo A., Vallan A., Astolfi A., A low cost platform for voice monitoring, 2012

[10] “The Noise primer”, riportate in “Il mondo della tecnica”, Utet editore, 1962

[11] Picabiotto G., Schede Tecniche per il corso “Progettazione fisico¬tecnica dell’ambiente interno”, Politecnico di Torino, 2006

[12] Renato Spagnolo, Sergio Cingolani (a cura di), Acustica musicale e architettonica, Città studi edizioni, Torino 2008.

[13] A. Frova ,,Fisica nella musica,,Zanichelli, 1999

[14] Lorenzo Pavese, Analisi di algoritmi per la stima di parametri dell’acquisizione del segnale vocale acquisito con microfono a contatto, Politecnico di Torino, Torino 2012.

[15] Prof .ssa Arianna Astolfi, Dott.ssa Giuseppina Emma Puglisi, Relazione di progetto e preventivo di massima dell’intervento, Politecnico di Torino, Torino 2012.

[16] Prof.ssa Arianna Astolfi, Prof. Alessio Carullo, Dott.ssa Giuseppina Emma Puglisi, Lorenzo Pavese, Valutazione del carico vocale degli insegnanti di scuola primaria, secondaria e dell’infanzia tramite il dispositivo voice care, dei fattori acustici di influenza e delle ripercussioni sulla salute vocale, Politecnico di Torino, Torino 2013.

[17] Building Bulletin 93, “Acoustic design of school. A design guide”, Department for education and skills, London, ISBN 0 11 271105 7

SITOGRAFIA

[1.1] -www.spectra.it (9/10/2013)

[1.2] - www.exaudio.it (8/10/2013)

[1.3] -www.medicinapertutti.altervista.org (30/9/2013)

[1.4] -www.massacoustics.it (13/11/2013)

[1.5] - www.gyproc.it (13/11/2013)

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