Acoustics 101 – Il manuale di acustica

DEFINIZIONI DI GRANDEZZE ACUSTICHE

Per una conoscenza più approfondita delle grandezze acustiche (oltre a quelle trattate in Acoustics 101 che troverete definite in seguito) vi raccomandiamo di leggere questi due testi:

Rane Pro Audio Reference: Un dizionario gratuito online di termini legato al suono e all’acustica.

ANSI Standard S1.1-1994 : una pubblicazione con le definizioni standard ufficiali di acustica (può essere scaricato ad un costo di 150,00 $)

Definizioni in Acoustics 101

Coefficiente di Assorbimento (α).

Il coefficiente di assorbimento di un dato materiale varia in funzione della frequenza e rappresenta la capacità del materiale in questione di assorbire il suono ad una particolare ottava o terzo di ottava. Esempio: un pannello di cartongesso spesso 1,27 cm fissato su dei montanti di legno delle dimensioni di circa 5 x 10 cm avrà un coefficiente di assorbimento pari a 0,29 a 125 Hz.
Le capacità assorbenti dei vari materiali dovrebbero infatti essere confrontate a seconda della frequenza in questione. Partendo dal presupposto che il test per i materiali venga eseguito allo stesso modo, se abbiamo un materiale con un alto coefficiente di assorbimento ad una data frequenza, usandolo nella nostra sala avremmo un maggior assorbimento di tale frequenza. Attenzione però, i coefficienti di assorbimento vengono ricavati effettuando le misurazioni con diversi metodi di montaggio. Per esempio, se misuriamo il coefficiente di assorbimento di un materiale posizionato direttamente sul pavimento (nelle tabelle ciò corrisponde a A-mounting) avremo dei risultati diversi rispetto al caso in cui lo stesso materiale sia distanziato da una parete o dal pavimento stesso. Per avere un confronto corretto tra materiali isolanti bisogna fare riferimento ad un test eseguito con lo stesso metodo di montaggio. Ci sono tre metodi standardizzati per ricavare i coefficienti di assorbimento: i primi due vengono chiamati a camera di riverbero e sono il metodo ASTM C423 per gli Stati Uniti e l’ISO 354 per l’Europa. Questi due metodi di misura sono abbastanza simili, ma in generale, il metodo ISO produrrà dei risultati complessivamente un po’ più bassi rispetto alla ASTM. Il terzo metodo è quello a tubo d’impedenza o ASTM C348. Questo metodo prevede di sistemare un piccolo campione del materiale da testare all’estremità di un apposito tubo e misurarne l’assorbimento. Anche in questo caso i risultati di questo test sono leggermente più bassi a causa del diverso metodo con cui vengono calcolati. I risultati ottenuti con i metodi a camera di riverbero sono più rappresentativi in quanto si avvicinano più alle applicazioni reali dei materiali.

NRC Noise Reduction Coefficient (Coefficiente di riduzione del rumore).

NRC è un numero che rappresenta la porzione di suono che viene assorbita da una superficie di un certo materiale. Esempio: un pannello di cartongesso spesso 1,27 cm fissato su dei montanti di legno delle dimensioni di circa 5 x 10 cm avrà un NRC di 0,05.
Materiali morbidi come schiume acustiche, fibra di vetro, fibre minerali, stoffa, ecc. hanno un alto NRC mentre materiali più rigidi come mattoni, mattonelle e cartongesso, avranno un NRC inferiori. Il NRC di un materiale viene ricavato estraendo la media dei coefficienti di assorbimento alle frequenze di 250, 500, 1000, 2500 Hz. In generale un alto NRC comporta un maggior assorbimento del suono. Il NRC è utile per un confronto generale tra materiali, comunque nel caso che due materiali abbiano un NRC simile, sarà importante valutare i singoli coefficienti di assorbimento a ciascuna frequenza. 

STC Sound Transmission Class (Classe di trasmissione sonora)

STC è un numero che rappresenta l’efficienza di un certo materiale nell’impedire al suono di attraversarlo. Esempio: la nostra solita superficie di cartongesso di 1,27 cm avrà un STC pari a 28.
Materiali duri come barriere gommate, cemento, mattoni, cartongesso, ecc. avranno un alto STC. Materiali morbidi invece come fibra minerale, schiuma acustica, tappeti, ecc. avranno un STC molto più basso. In teoria tutti i materiali ostacolano il suono, ma materiali densi e rigidi lo fanno molto meglio di quelli porosi e morbidi. Analogamente al NRC, anche la STC può essere utile per un confronto generico tra un tipo di materiale e un altro, ma per un analisi più precisa delle caratteristiche isolanti di un certo materiale dovremmo analizzare la STL (vedi sotto).

STL Sound Transition Loss (Perdita di transizione sonora).

La STL (anche nota come TL) rappresenta la quantità di suono (espressa in dB) che viene isolata da parte di un dato materiale ad una particolare ottava o terzo di ottava. La nostra ormai famosa lastra di cartongesso, alta 1,27 cm presenta una STL di 15 dB a 125 Hz. Il confronto di materiali o pareti dovrà quindi comprendere un confronto di STL alle diverse bande di frequenza. Se le caratteristiche di ciascun materiale sono state misurate secondo lo standard STL/STC (ASTM E90), allora il confronto sarà ad armi pari. Dovrete considerare però che nelle applicazioni pratiche difficilmente si raggiungeranno i livelli di STL ottenuti in un laboratorio di misura. Comunque le caratteristiche relative dei vari materiali e pareti rimarranno valide anche nella pratica, per esempio: se un tipo di parete (a) testata in laboratorio, ha ottenuto delle migliori caratteristiche assorbenti rispetto ad un altra (b), sicuramente la parete (a) funzionerà meglio anche nel vostro studio. Tutto è relativo, anche se un muro di cemento avrà un STC reale misurato in studio di 5 punti minore rispetto a quello di laboratorio, sarà sempre migliore di uno strato singolo di cartongesso non trattato!

Disaccoppiamento.

Quando diciamo disaccoppiare, intendiamo il mantenere fisicamente distaccate le pareti l’una dall’altra, oppure separare fisicamente gli strati di una parete per aumentare il grado di isolamento.
I principale metodi di disaccoppiamento sono:

• Intercapedini di aria o spazi di aria tra due pareti.
• L’uso di canali elastici (resilient channels RC8 di Auralex Acoustics) tra i diversi strati delle pareti e applicati alle strutture di pavimento e soffitto.
• Rendere flottanti i pavimenti usando molle di gomma, materiale flottante o isolatori di gomma (come gli U-Boats di Auralex Acoustics)

 Modi di una stanza.
Per modi di una stanza, s’intendono quelle onde stazionarie di bassa frequenza che si instaurano in qualsiasi  sala. Normalmente questi modi possono causare problemi nelle stanze di dimensioni più piccole, anche se esistono (in maniera molto minore) anche in stanze più grandi. Un modo definisce una serie di “gobbe” e/o “avvallamenti” nella risposta in frequenza della stanza. Queste anomalie nella risposta in frequenza si creano per causa della riflessione delle onde ad una certa frequenza detta frequenza di risonanza, a queste frequenze l’onda riflessa si va a sommare con quella diretta e crea interferenza.  Le frequenze di risonanza sono dettate dalle dimensioni della stanza. Ci sono tre tipi di modi all’interno di una stanza:

• Modi assiali, sono onde stazionarie tra due pareti parallele.
• Modi tangenziali, sono onde stazionarie che viaggiano su quattro pareti.
• Modi obliqui, sono onde stazionarie che viaggiano su sei pareti (i modi obliqui sono molto complessi, ma di solito più alti in frequenza e hanno un rapido decadimento, per queste ragioni non costituiscono di solito un grande problema)

Per maggiori dettagli sui modi delle stanze e le onde stazionarie, vi rimandiamo ad alcuni libri (in inglese) consigliati da Auralex Acoustics in questa pagina. In questi testi tecnici ci sono formule piuttosto intricate che vi permetteranno di determinare i modi della vostra stanza. Esistono anche dei software specifici che permettono di calcolare i modi in modo simile. Noi abbiamo sviluppato il nostro software proprietario e saremo felici di collaborare con voi, il vostro responsabile vendite o il vostro progettista per aiutarvi a determinare i modi della vostra stanza e indirizzarvi verso il trattamento acustico più opportuno. È degno di nota il fatto che le stanze rettangolari, anche se più soggette al fenomeno delle onde stazionarie, rendono più facile la stima dei modi risonanti. Il nostro software è basato su un modello di stanza rettangolare. Per spazi non rettangolari, possiamo fare delle previsioni fino ad un certo punto, ma in questo caso occorre un software molto più complesso (nella caso vi interessi un analisi modale approfondita della vostra sala contattateci)