Acoustics 101 – Il manuale di acustica

HVAC – Sistemi di riscaldamento e raffreddamento.

L’acronimo inglese HVAC sta per “Heating, Ventilation and Air Conditioning” quindi stiamo parlando di un impianto di ventilazione, riscaldamento e/o raffreddamento. Il controllo del rumore in impianti di questo tipo richiede una grande attenzione ai minimi dettagli. Noi possiamo aiutarvi a minimizzare il rumore dell’impianto di areazione, ma per quanto riguarda il dimensionamento ottimale dell’impianto, ogni sala richiede un progetto dedicato, e non è possibile fornire delle linee guida generiche. Se volete affrontare seriamente il controllo del rumore del vostro impianto di ventilazione vi consigliamo di chiedere il parere di un esperto. Questo è un breve estratto delle linee guida fornite dall’ASHRAE all’interno delle sue costosissime pubblicazioni:

• Se volete potete rinunciare al riscaldamento e all’aria condizionata, ma se state costruendo una sala insonorizzata come si deve, non potete rinunciare assolutamente alla ventilazione. L’aria stantia, non solo non è piacevole e non stimola la vostra creatività, ma può essere assolutamente dannosa per la vostra salute. Anche se siete fortunati e vivete in un clima mite, la ventilazione del vostro studio è un punto essenziale per il comfort e per lavorare in un ambiente gradevole.
• I rumori del sistema di areazione possono rovinare una sessione di registrazione! Non c’è niente di meno professionale che sentire in sottofondo un sibilo o un rumore dovuto all’impianto di areazione. Nel nostro campo si parla tanto di rapporto SEGNALE/RUMORE, spesso consideriamo solo il rumore elettrico introdotto dalle macchine presenti nella catena di registrazione (preamp, compressori) ma in questo caso anche l’impianto di areazione gioca un ruolo fondamentale, possiamo cambiare un preamp o acquistare un processore più costoso, ma una volta eseguiti i lavori di insonorizzazione sarà molto difficile andare a correggere la rumorosità dell’impianto di areazione.

• La ricerca ha chiaramente dimostrato che le differenze di temperatura influenzano le riflessioni e la distribuzione del campo sonoro all’interno della sala e può causare delle distorsioni nell’immagine sonora. Quindi anche solo collocando una presa d’aria nel posto sbagliato possiamo compromettere un’ottima situazione di ascolto.

Alcuni dei seguenti consigli sono semplicemente regole di buonsenso, altri invece possono essere chiari solo ad un esperto del settore. Seguiamo la catena del segnale in termini di flusso d’aria, iniziando da:

L’unita di controllo dell’aria 

Nella maggior parte delle situazioni residenziali questo elemento è identificabile con la vostra caldaia, il condizionatore d’aria o la pompa di calore. Da qui in avanti utilizzeremo il termine unità di controllo per descrivere questo tipo di dispositivo. Quando affronteremo la scelta dell’unità di controllo potremmo accorgerci che non sempre il dispositivo più grande è il migliore! Non dobbiamo neanche scegliere il più piccolo, ma cercare di capire quale unità di controllo dell’aria si addice alle dimensioni e alle esigenze della nostra sala. Se riusciremo a scegliere la macchina giusta e ben dimensionata per il nostro ambiente, questa lavorerà in condizioni di efficienza ottimali, e la macchina efficiente è di solito una macchina silenziosa! Nel caso in cui vogliate aggiungere delle ulteriori condutture e utenze alla vostra unità di controllo, sarebbe bene consultare un esperto che verifichi se la macchina è in grado di gestire un ulteriore carico di lavoro. Se state costruendo il vostro studio in cantina probabilmente non avrete problemi, in quanto l’unità di controllo di casa vostra dovrebbe già essere dimensionata correttamente per sostenere la ventilazione di tutti glia ambienti domestici. Altrimenti state attenti a non sovraccaricare la macchina.

Stiamo dando per scontato che l’unità di controllo ci sia già e sia installata precedentemente. Se non è così e state costruendo il vostro studio da zero il fattore fondamentale e assolutamente primario è:

 la scelta della posizione dell’unità di controllo.

Chiaro? Cercate di sistemare l’unità di controllo il più lontano possibile dalle sale critiche e dalle sale dove terrete i microfoni aperti

Spesso queste unità di controllo sono posizionate all’esterno in corrispondenza di una finestra. In generale questo non è raccomandabile in quanto questo tipo di unità richiede una finestra o un qualche tipo di apertura che potrebbe lasciare uscire il suono in qualche modo, spesso però non abbiamo scelta.  Ci rimane solo da trovare un’unità il più silenziosa possibile. Per esempio la serie General Electric Zoneline , una gamma di macchine molto silenziose.

Fig 4.3  Schermatura per HVAC

Ovviamente se il vostro budget è limitato o del tutto assente vi rimane l’opportunità di spegnere l’unità di controllo o abbassare il termostato in modo che questa non si accenda nel bel mezzo delle vostre registrazioni. Se utilizzate un’unità esterna a finestra, potete considerare l’ipotesi di costruire una porta-trappola o un sistema di chiusura temporaneo che può essere rimosso se necessario. Come illustrato in Fig. 4.3 è importante isolare l’unità esterna dalle parti interne delle pareti e della finestra avendo cura di disaccoppiare tutti gli elementi con uno strato di Sheetblok e delle guarnizioni stagne.

Il ventilatore 

Escludendo il compressore, il ventilatore interno all’unità di controllo solitamente è l’elemento più rumoroso sei sistemi di ventilazione. Il compressore deve essere opportunamente lontano o isolato dagli ambienti del nostro studio quindi solitamente è collocato all’esterno o in un luogo comunque controllato.  Se avete trovato un’unità di condizionamento adatta al vostro scopo e ben dimensionata per la vostra sala siete già a metà dell’opera. Informatevi se la vostra unità è equipaggiata di un diffusore d’aria isolato (plenum isolato) oppure se è possibile installarne uno compatibile. La maggior parte delle macchine ad uso residenziale non possiede questa caratteristica. Potrebbe essere possibile comunque, con l’aiuto di un esperto progettare una struttura isolante (essenzialmente una scatola) tra il ventilatore dell’unità e le bocchette di ventilazione. Questa scatola deve essere più grande del condotto e deve essere rivestita con del materiale assorbente spesso almeno 2 o 3 cm. È come inserire un grande silenziatore nel vostro impianto. Questo sistema assorbirà il rumore proveniente dal ventilatore e dal motore.

Connessioni

Se volete minimizzare il rumore proveniente dall’unità di controllo ci vorranno molti metri di latta per realizzare le connessioni alla vostra unità di controllo. Affidatevi ad un esperto per scegliere le condutture giuste da montare tra l’unità centrale e le bocchette di immissione e di aspirazione. Questo sarà essenziale per prevenire vibrazioni e la trasmissione di rumore dall’unità centrale.

Condutture

Le condutture devono garantire lo scambio d’aria tra l’unità di controllo e l’ambiente del nostro studio. Molte abitazioni hanno installato un sistema di condutture con un una tubazione centrale riservata all’estrazione dell’aria fredda. Gli ambienti commerciali invece di solito non hanno hanno una conduttura di ritorno per l’aria fredda.

Di seguito alcune linee guida valide per isolare ogni tipo di conduttura.

• Sovradimensionate sempre le condutture! Se avete un esperto a disposizione, vi aiuterà a calcolare la portata necessaria (metri cubi all’ora) alla vostra sala e quindi il corretto dimensionamento delle condutture. In prima approssimazione, per trovare la dimensione ideale delle condutture dovete dividere la portata necessaria per l’aerea della sezione della conduttura.
  Esempio :

• La portata richiesta è di 850 m3/ora
• Il diametro del condotto è di 30 cm quindi ha una sezione di 0,07 m2  (supponiamo una conduttura rotonda)
• La velocità del flusso d’aria sarà di 850/0,07 = 12’022 m/ora  o 3,34 m/sec
• Se la velocità dell’aria nei condotti è inferiore ai 5 m/sec è da considerarsi accettabile.
• Una velocità inferiore ai 2,5 m/sec è da considerarsi ottimale.

• Le condutture rotonde minimizzano la propagazione del rumore a basse frequenze. E’ raccomandabile l’utilizzo di condutture isolate acusticamente, considerate che senza barriere acustiche le condutture raccoglieranno i rumori degli ambienti in cui passano.
• Evitate curvature troppo brusche. Se è necessario, è raccomandabile realizzare delle curvature graduali e a largo raggio.
• Se le condutture sono in metallo, sarà necessario isolarle dalle pareti dell’edificio usando dei disaccoppiatori meccanici.

• È importante che il condotto tra la sala e l’unità di controllo (o il condotto principale di aerazione) presenti delle curvature. Le curvature riducono la trasmissione di rumore, l’importante è che non siano troppo strette e brusche, se possibile utilizzare degli appositi giunti di curvatura.

• Se state realizzando da zero l’impianto di areazione, fate attenzione che il circuito di condutture non metta in comunicazione diretta gli ambienti che vogliamo isolare (fig. 4.4). E’ importante che i due ambienti siano alimentati da due condutture diverse, entrambe provenienti dal condotto principale.
• I condotti di aerazione di solito terminano in aperture sul soffitto o sulle pareti, in questo caso invece è opportuno prevedere un vano di apertura allargato. Nelle figure 4.5a e 4.5b potete vedere un esempio di un apertura che abbiamo realizzato per i locali dei nostri laboratori. Abbiamo usato un condotto flessibile tondo del diametro di 15 cm che termina in un vano lungo 44 cm, largo 31 cm e profondo 33 cm (verso il soffitto). L’intero vano deve essere realizzato in apposito materiale isolante per condotti, sigillato e isolato per mezzo di Sheetblok dalla parete interna per impedire che il vano stesso sia messo in vibrazione e crei risonanze.

• Come ultimo consiglio, evitate di far passare i condotti in pareti condivise con ambienti rumorosi o con ambienti che vogliamo isolare. Il condotto può creare un ponte acustico tra le pareti.

Fig 4.4  Collegamento indiretto tra ambienti isolati

Griglie

Costituiscono la terminazione finale della catena di distribuzione dell’aria. Possono essere chiamate “griglie”, “diffusori”, “copriventole” o “registri”, e coprono l’apertura del vano nella parete. L’importante nella scelta di questo tipo di dispositivi è cercare di reperire dai costruttori informazioni circa il “NC” (Noise Criteria). Il costruttore deve fornire le certificazioni di rumore per i diversi flussi d’aria. Per uno studio di registrazione raccomandiamo una griglia che garantisca un NC-30 o inferiore per il flusso d’aria stimato. Di norma un NC-30 è il massimo che possiamo accettare.  È facile trovare prodotti fuori scala, nel senso che non producono alcun rumore per il flusso d’aria considerato. Per una buona selezione di griglie silenziate date un’occhiata a Titus. 

Attenzione a non posizionare le griglie di ventilazione nell’aerea sovrastante la zona mix (evitate soprattutto di posizionarle tra i monitor e l’ascoltatore). Leggeri movimenti d’aria infatti possono creare gradienti di temperatura e quindi perturbazioni che possono facilmente distorcere le onde sonore. Il primo problema in questo caso è la perdita di precisione nell’immagine stereo.