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Modellazione delle superfici fonodiffondenti : analisi oggettiva e soggettiva dell'accuratezza dei software basati sull'acustica geometrica = Modeling of scattering surfaces : objective and subjective analysis of the accuracy of software based on geometric acoustics

Marrocu, Paolo

Modellazione delle superfici fonodiffondenti : analisi oggettiva e soggettiva dell'accuratezza dei software basati sull'acustica geometrica = Modeling of scattering surfaces : objective and subjective analysis of the accuracy of software based on geometric acoustics.

Rel. Arianna Astolfi, Louena Shtrepi. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Architettura Costruzione Città, 2017

Abstract:

La presenza di superfici fonodiffondenti in architettura influisce sui parametri acustici oggettivi e soggettivi di un ambiente. Nella disciplina acustica, in particolare nella teoria dell’acustica delle sale, gli effetti della diffusione non sono stati ancora del tutto compresi e correttamente quantificati. L’importanza di tenere in considerazione come varia il suono e la sua percezione per effetto dei fenomeni di scattering è uno tra gli oggetti di ricerca dell’acustica tecnica più affrontati negli ultimi anni, nell’obiettivo di migliorarne il controllo e dare la possibilità all’architetto di prevederne gli esiti al fine di effettuare scelte progettuali consapevoli.

Il presente documento analizza l’influenza che le superfici diffondenti esercitano sulle "performance hall” e Indaga sull'accuratezza dei software di simulazione basati sull’acustica geometrica, proponendo come oggetto di studio la sala dell’Espace de Projection, situata all'interno dell’Istituto Contemporaneo di Ricerca Acustica e Musica (IRCAM) di Parigi: essa sorge sotto il livello della piazza Beaubourg, è di forma parallelepipeda, ha un volume di 6800 metri cubi e una capienza di circa quattrocento persone; le pareti e il soffitto sono coperte da pannelli a orientamento variabile, chiamati “periactes”, composti da prismi rettangolari rotanti, dalle diverse caratteristiche acustiche.

Lo studio sull'ESPRO, di cui la presente analisi costituisce solo uno step ulteriore di un percorso di ricerca già avviato da tempo1 2, utilizza tre metodi di lavoro: misurazioni in campo, simulazioni con specifici software e test di ascolto soggettivi. L’acustica variabile della sala permette di impostare ventiquattro diverse configurazioni, ognuna con una disposizione specifica dei pannelli; il calcolo dei parametri acustici viene svolto per ciascuna di esse, permettendo di valutare il variare del campo sonoro in relazione a posizione, estensione e modellazione delle superfici diffondenti.

I parametri acustici oggettivi esaminati sono T30, EDT, C50, Cso e D50, sia attraverso le misurazioni sul campo, che avvengono utilizzando due teste artificiali come ricevitori umani, un dodecaedro omnidirezionale come sorgente e una griglia di microfoni omnidirezionali, disposti su una sola metà della platea, sia con le simulazioni su software.

L’Indagine qui affrontata illustra le simulazioni effettuate sulla sala dell’ESPRO con il software CATT-Acoustic, per poi confrontare gli output ottenuti con lavori precedenti sulla medesima hall con altri applicativi, per valutarne le principali differenze e argomentare su come gli algoritmi possano generare diversi risultati.

I livelli di dettaglio testati sono due: il primo prevede l'approssimazione piana dei suddetti periactes, mentre II secondo la loro modellazione realistica. L'analisi tiene conto, Inoltre, dell’altezza variabile del soffitto, posto a 7,5 metri o a 10 metri dalla quota del pavimento.

L’analisi finale consiste in un ampio confronto dei risultati ottenuti dalle simulazioni effettuate con CATT-Acoustic, in primo luogo con quelli acquisiti dalle misurazioni sul campo e, In secondo luogo, con quelli raggiunti per mezzo di Odeon in un lavoro parallelo svolto dall’Arch. Gabriele Rosmino.

Relatori: Arianna Astolfi, Louena Shtrepi
Tipo di pubblicazione: A stampa
Soggetti: S Scienze e Scienze Applicate > SA Acustica
S Scienze e Scienze Applicate > SH Fisica tecnica
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in Architettura Costruzione Città
Classe di laurea: Nuovo ordinamento > Laurea magistrale > LM-04 - ARCHITETTURA E INGEGNERIA EDILE-ARCHITETTURA
Aziende collaboratrici: NON SPECIFICATO
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/6240
Capitoli:

1 Introduzione

1.1 Introduzione all’acustica delle sale

1.2 Acustica applicata

1.3 Assorbimento acustico

1.3.1 Materiali porosi

1.3.2 Pannelli vibranti

1.3.3 Sistemi misti

1.4 Riflessione

1.5 Diffusione

1.6 Scattering

1.6.1 Legge di Lambert

1.7 Parametri acustici oggettivi

1.7.1 Tempo di riverberazione - T30

1.7.2 Early Decay Ti me-EDT

1.7.3 Definizione - D50

1.7.4 Chiarezza - Cao

2 Le “performance hall"

2.1 Sale rettangolari

2.2 Sale rettangolari tra XIX e XX secolo in Europa

2.3 Sale rettangolari del XI secolo

2.3.1 Jackson Concert Hall

2.3.2 Hall One, Sage Gateshead

2.3.3 Grand Auditorium, Phiharmonie Luxembourg

2.3.4 Music Hall, Opera di Pechino

2.3.5 Koerner Hall

2.3.6 Eldborg, Harpa

2.4 IRCAM di Parigi

2.4.1 Caratteristiche

2.4.2 Sala dell’ESPRO

2.4.3 Acustica della sala

2.4.4 Misurazioni

3 Simulazione acustica

3.1 Introduzione ai software

3.2 Metodi geometrici

3.2.1 ISM - image source method

3.2.2 RTM - ray tracing method

3.2.3 Metodo ibrido

3.3 Interoperabilità

3.4 Scattering e assorbimento nel software

3.5 Software a confronto

3.5.1 Algoritmi di calcolo

3.5.2 Effetti del parametro di scattering

4 CATT-Acoustic

4.1 Introduzione a CATT-Acoustic

4.1.1 Versione e licenza

4.1.2 Principali funzioni

4.2 Modeling

4.3 Proprietà delle superfici

4.4 Interactive RT estimation

4.5 Geometry view/check

4.6 TUCT - the universal cone tracer

4.6.1 Map direct sound

4.6.2 Map measures

4.6.3 Predict SxR

4.7 Algoritmi di CATT-Acoustic

4.7.1 Caratteristiche comuni ai tre algoritmi

4.7.2 Algoritmo 1

4.7.3 Algoritmo 2

4.7.4 Algoritmo 3

5 Simulazioni

5.1 Introduzione all’ambiente modellato

5.2 Definizione fisica delle superfici

5.3 Sorgenti e ricevitori

5.4 Configurazioni

5.4.1 Configurazioni a 7.5 m

5.4.2 Configurazioni a 10 m

5.5 Prima simulazione

5.5.1 Parametri di setup

5.5.2 Interfaccia di lancio della simulazione

5.6 Calibrazione

5.6.1 Raccolta dei risultati

5.6.2 Coefficienti correttivi

5.6.3 Verifica della calibrazione

5.6.4 Calibrazione "fiat”

5.6.5 Calibrazione “modeled”

6 Analisi dei dati

6.1 Algoritmi a confronto

6.2 Raccolta dati

6.3 Risultati a confronto e osservazioni

6.3.1 Influenza di posizione ed estensione

6.3.2 Livelli di dettaglio: “fiat” e "modeled”

7 Analisi Soggettiva

7.1 Introduzione

7.2 LisTEn

7.3 Metodo ABX

7.4 Auralizzazioni

7.5 Strumentazione

7.6 Test d’ascolto

7.7 Raccolta dei risultati

7.8 Confronto e analisi delle valutazioni soggettive

7.9 Conclusioni

8 Bibliografia

9 Appendice

Bibliografia:

Non disponibile

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