V
Indice Generale
INDICE DELLE FIGURE ...VIII INDICE DELLE TABELLE...XIII
CAPITOLO 1
INTRODUZIONE... 1
CAPITOLO 2 QUADRO GENERALE SUI REQUISITI ACUSTICI PASSIVI DEGLI EDIFICI 2.1 Premessa ...9
2.2 Descrizione delle grandezze fisiche e dei fenomeni coinvolti nel calcolo dei requisiti...10
2.3 Requisiti acustici passivi degli edifici...18
2.4 Indici di valutazione dei requisiti acustici passivi ...22
2.5 La valutazione del rispetto dei limiti: criteri decisionali...22
CAPITOLO 3 ELEMENTI DI STATISTICA 3.1 Premessa ...25
3.2 Variabili aleatorie e campioni casuali...26
3.3 Parametri veri e parametri campionari: media, varianza e deviazione standard ...28
3.4 Teorema del Limite Centrale ...30
CAPITOLO 4 INCERTEZZA DI MISURA 4.1 Premessa ...32
4.2 Grandezze tipo A e tipo B e incertezza tipo o standard ...34
4.3 Incertezza estesa ...36
4.4 Funzione modello della misurazione e stima del misurando...38
4.5 Metodo classico per il calcolo dell’incertezza composta: legge della propagazione dell’incertezza ...39
4.6 Metodi alternativi per il calcolo dell’incertezza: metodi numerici e propagazione delle distribuzioni di probabilità...41
Indice Generale _
VI CAPITOLO 5
STRUMENTAZIONE E SITO DI MISURA
5.1 Strumentazione di misura...47 5.2 Descrizione del sito di prova ...52 CAPITOLO 6
MISURA DELL’ISOLAMENTO ACUSTICO DI FACCIATA
6.1 Misura della grandezza D2m,nT...54 6.2 Sorgente di rumore rosa...57 6.3 Misura dei livelli di pressione sonora all’esterno
dell’ambiente di prova ...60 6.4 Misura del livello medio di pressione sonora all’interno
dell’ambiente di prova ...63
6.5 Misura del tempo di riverberazione medio dell’ambiente di
prova ...65 6.6 Valutazioni sul rumore di fondo...72 6.7 Calcolo dell’isolamento acustico di facciata...72 CAPITOLO 7
CALCOLO DELL’INDICE DI VALUTAZIONE DELL’ISOLAMENTO ACUSTICO DI FACCIATA
7.1 Indice di isolamento acustico di facciata D2m,nT,w...75 7.2 Metodologia di calcolo dell’indice di isolamento acustico ...77 CAPITOLO 8
CALCOLO DELL’INCERTEZZA DI MISURA
8.1 Premessa ...82 8.2 Fattori di correzione e incertezza ...83 8.3 Applicazione del metodo della propagazione dell’incertezza...88
8.4 Applicazione del metodo della propagazione delle
distribuzioni e la simulazione Monte Carlo...90 8.5 Confronto delle incertezze GUM-MCM...99 8.6 Stima dell’incertezza dell’indice D2m,nT,w con il metodo GUM ...102 8.7 Stima dell’incertezza dell’indice D2m,nT,w con il metodo Monte
Carlo ...107 CAPITOLO 9
Indice Generale
VII
APPENDICE A – DATI SULLE MISURAZIONI RELATIVE AL CASE-STUDY ANALIZZATO (AULA A24) ... 118 APPENDICE B – DATI E GRAFICI SULLE MISURAZIONI E ANALISI RELATIVE ALLE AULE A26 E A27... 126 APPENDICE C – CODICE DEGLI ALGORITMI DI
SIMULAZIONE NUMERICA E CALCOLO ... 139 1 - Algoritmo di simulazione numerica MCM dell’isolamento acustico
di facciata D2m,nT...139 2 - Algoritmo di calcolo della distribuzione di probabilità associata
all’indice di isolamento acustico di facciata ...144 3 - Algoritmo di calcolo dell’intervallo di copertura relativo alla CDF
dell’indice di isolamento acustico di facciata...145 APPENDICE D – SET DEI GRAFICI RELATIVI ALLA FUNZIONE D2m,nT,w (AULA A24) ... 146
VIII
Indice delle figure
2.1 Schematizzazione dei principali percorsi di trasmissione del rumore tra due ambienti adiacenti.
13
2.2 Schematizzazione della ripartizione della potenza sonora incidente su una parete Se.
14
2.3 Esempio di grafico che mostra il decadimento del livello di pressione acustica utilizzato per il calcolo del T60.
16
2.4 Casistica delle possibilità riscontrabili in una valutazione di conformità; alle misure, rappresentate dai pallini, è associata una incertezza (barre degli errori).
23
4.1 Elementi della simulazione Monte Carlo. 44
5.1 Disposizione della catena strumentale per la misura del livello di pressione sonora in facciata relativo all’aula A24.
50
5.2 Schema a blocchi dell’hardware di un fonometro. 51 6.1 Posizionamento dell’altoparlante rispetto alla facciata oggetto di
misura dell’isolamento acustico. 56
6.2 Andamento dei livelli di pressione sonora misurati a 2 m. dalla facciata; la sorgente è stata spostata con passo 1 m. rispetto alla facciata lungo la direzione r.
58
6.3 Andamento dei livelli di pressione misurati a 2 m. dalla facciata al variare della distanza facciata-sorgente e al variare della time base impostata sul software di acquisizione delle misure.
59
6.4 Vista, dall’interno, dell’aula A24 della disposizione degli elementi esterni, sorgente e microfono in facciata.
60
6.5 Andamento dei livelli di pressione sonora misurati a 2 m. dalla facciata al variare della frequenza.
62
6.6 Andamento del livello di pressione sonora medio misurato all’interno dell’ambiente ricevente (aula A24).
Indice delle figure
IX
6.7 Esempio di applicazione del metodo di calcolo del T60 come indicato nella norma UNI EN ISO 3382.
66
6.8 Esempio di segnale MLS multiplo, di ordine 16 ripetuto 8 volte. 67
6.9 Spettro della MLS impostata. 67
6.10 L’autocorrelazione di un segnale MLS con se stesso produce una δ di Dirac.
68
6.11 La correlazione circolare dell’uscita del sistema con il segnale MLS applicato al suo ingresso dà la risposta all’impulso del sistema.
69
6.12 Risposta dell’ambiente; la risposta all’impulso del sistema si ottiene dalla deconvoluzione del segnale (registrato) con l’inverso della MLS.
70
6.13 Risposta dell’ambiente registrata dal microfono. 70 6.14 Tempo di riverbero misurato nell’aula A24; il T60 presenta un valor
medio perché sono state utilizzate 3 posizioni di sorgente, per ciascuna delle quali sono state effettuate 3 distinte misurazioni all’interno dell’ambiente.
71
6.15 Andamento in frequenza dell’isolamento acustico di facciata. 73 7.1 Confronto iniziale tra la curva di punti sperimentali del D2m,nT e la
curva dei valori di riferimento.
79
7.2 Adattamento della curva di riferimento alla curva sperimentale a seguito dell’applicazione dell’algoritmo di calcolo indicato nella norma UNI EN ISO 717-1 e individuazione dell’indice di isolamento D2m,nT,w fissato sul valore di 29 dB per la facciata relativa all’aula A24.
80
8.1 Contributi di incertezza standard considerati nel computo complessivo dell’incertezza combinata da associare al D2m,nT; nel grafico sono riportati a scopo esemplificativo, per ciascun fattore, la componente maggiore in valore assoluto.
86
8.2 Differenza dei livelli standardizzata D2m,nT e relativa incertezza combinata calcolata utilizzando il metodo della propagazione dell’incertezza.
Indice delle figure _
X
8.3 Deviazione standard delle medie di 20 simulazioni del modello D2m,nT effettuate con lo stesso numero M in funzione del numero crescente di trials implementato nell’algoritmo (frequenza 1.25 kHz).
91
8.4 Simulazione della distribuzione di probabilità normale associata al livello di pressione sonora L1 misurato in esterno.
93
8.5 Simulazione della distribuzione di probabilità normale associata al livello di pressione sonora L2 misurato all’interno dell’ambiente.
93
8.6 Simulazione della distribuzione di probabilità normale associata al tempo di riverberazione T60.
93
8.7 Simulazione della distribuzione di probabilità uniforme associata al fattore di calibrazione δCal del livello L1.
94
8.8 Simulazione della distribuzione di probabilità uniforme associata al fattore di calibrazione δCal del livello L2.
94
8.9 Simulazione della distribuzione di probabilità normale associata al fattore di calibrazione δCertCal del livello L1.
94
8.10 Simulazione della distribuzione di probabilità normale associata al fattore di calibrazione δCertCal del livello L2.
94
8.11 Simulazione della distribuzione di probabilità uniforme associata al fattore di calibrazione δEcal del livello L2.
95
8.12 Simulazione della distribuzione di probabilità uniforme associata al fattore di calibrazione δEcal del livello L1.
95
8.13 Simulazione della distribuzione di probabilità normale associata al fattore di calibrazione δlin del livello L1.
95
8.14 Simulazione della distribuzione di probabilità normale associata al fattore di calibrazione δlin del livello L2.
95
8.15 Simulazione della distribuzione di probabilità uniforme associata al fattore di calibrazione δhum del livello L2.
95
8.16 Simulazione della distribuzione di probabilità uniforme associata al fattore di calibrazione δhum del livello L1.
Indice delle figure
XI
8.17 Simulazione della distribuzione di probabilità uniforme associata al fattore di calibrazione δpres del livello L1.
96
8.18 Simulazione della distribuzione di probabilità uniforme associata al fattore di calibrazione δpres del livello L2.
96
8.19 Simulazione della distribuzione di probabilità uniforme associata al fattore di calibrazione δres del livello L1.
96
8.20 Simulazione della distribuzione di probabilità uniforme associata al fattore di calibrazione δres del livello L2.
96
8.21 Simulazione della distribuzione di probabilità normale associata al fattore di calibrazione δrms del livello L1.
96
8.22 Simulazione della distribuzione di probabilità normale associata al fattore di calibrazione δrms del livello L2.
96
8.23 Output della simulazione dell’isolamento acustico di facciata; in rosso è stata graficata la curva gaussiana con parametri statistici, media e deviazione standard, uguali a quelli risultanti in output (31.4–1.9 dB).
97
8.24 Il normal-probability plot rappresenta la comparazione tra i dati ottenuti con la simulazione e i punti di una teorica distribuzione gaussiana con parametri statistici uguali alla PDF in uscita dalla simulazione.
97
8.25 Confronto delle incertezze estese (in valore assoluto) calcolate applicando le due metodologie GUM-MCM.
101
8.26 Confronto delle incertezze estese UGUM-UMCM associate all’isolamento acustico di facciata D2m,nT calcolato con la formula (8.1).
101
8.27 Grafico relativo all’indice di isolamento acustico D2m,nT,w calcolato al variare del livello di pressione sonora L1 all’interno dell’intervallo di incertezza [L1-uc; L1+uc]; l’intervallo di incertezza è stato suddiviso in 30 punti di calcolo – in rosso è evidenziato il punto medio dell’intervallo corrispondente al valor medio di L1.
103
8.28 Grafico relativo all’indice di isolamento acustico D2m,nT,w calcolato al variare del livello di pressione sonora L2 all’interno dell’intervallo di incertezza [L2-uc; L2+uc]; l’intervallo di incertezza è stato suddiviso in 30 punti di calcolo – in rosso è evidenziato il punto medio dell’intervallo corrispondente al valor medio di L2.
Indice delle figure _
XII
8.29 Grafico relativo all’indice di isolamento acustico D2m,nT,w calcolato al variare del tempo di riverberazione T60 all’interno dell’intervallo di incertezza [T60-uc; T60+uc]; l’intervallo di incertezza è stato suddiviso in 30 punti di calcolo – in rosso è evidenziato il punto medio dell’intervallo corrispondente al valor medio di T60.
104
8.30 Nell’intorno del valor medio, in questo caso di L1 nella banda 500 Hz, la differenza D2m,nT,w(L1+h)-D2m,nT,w(L1-h) è zero. 106 8.31 Distribuzione dei valori dell’indice di isolamento D2m,nT,w
utilizzando 106 dati casuali dell’isolamento D
2m,nT simulato; il valor medio dell’indice è uguale a 28.3 dB mentre la deviazione standard è uguale a 0.6 dB.
108
8.32 PDF dei valori dell’isolamento D2m,nT (grafico a sinistra) e relativa CDF (grafico a destra); l’intervallo di copertura calcolato con i 2 metodi (in verde limiti intervallo GUM – in rosso limiti intervallo Supplemento 1 GUM) è identico con limiti coincidenti
111
8.33 PDF e CDF dell’indice di isolamento D2m,nT,w ottenute utilizzando 106 valori dell’isolamento D
2m,nT simulato; il valor medio
dell’indice, evidenziato dalla linea verde centrale, è pari a 28.3 dB, la deviazione standard è uguale a 0.6 dB mentre le linee verticali delimitano gli intervalli di copertura (in verde limiti intervallo GUM – in rosso limiti intervallo Supplemento 1 GUM).
XIII
Indice delle tabelle
4.1 Fattori di copertura e rispettivi livelli di confidenza per una distribuzione gaussiana.
37
6.1 Livelli di pressione sonora misurati a 2 m dalla facciata corrispondente all’aula A24 dell’istituto “L. Fibonacci” nel range delle frequenze 100÷3150 Hz e sorgente sonora collocata a 5 m dalla facciata (direzione ortogonale alla facciata); la durata della misura è di 6 minuti mentre il livello equivalente di pressione sonora del rumore di fondo è stato ottenuto da una misura di 3 minuti.
61
6.2 Livelli di pressione sonora misurati all’interno dell’aula A24 dell’istituto “L. Fibonacci” nel range delle frequenze 100÷3150 Hz, in 5 punti dell’ambiente.
64
6.3 Tempo di riverbero misurato nell’aula A24; il T60 presenta un valor medio perché sono state utilizzate 3 posizioni di sorgente per ciascuna delle quali sono state effettuate 3 distinte misurazioni all’interno dell’ambiente.
71
6.4 Quadro riepilogativo delle misure relative all’aula A24 e presentazione del calcolo dell’isolamento acustico di facciata, D2m,nT.
73
7.1 Limiti dell’indice di isolamento acustico della intera facciata, standardizzato con il tempo di riverberazione, al variare della destinazione d’uso dell’unità abitativa.
76
7.2 Valori di riferimento associati a ciascuna banda di 1/3 di ottava nel range delle frequenze 100 Hz – 3.15 kHz.
78
8.1 Fattori di correzione e relative incertezze standard, u, associate ai livelli L1 e L2 considerando le specifiche tecniche dei due microfoni utilizzati e le differenti condizioni ambientali tra esterno e interno.
Indice delle tabelle___________________________________________________
XIV
8.2 Valori dell’isolamento acustico di facciata standardizzato col tempo di riverberazione e valori dell’incertezza combinata e dell’incertezza estesa, utilizzando un fattore di copertura uguale a 2, calcolati applicando il metodo della propagazione dell’incertezza.
89
8.3 Risultati della simulazione Monte Carlo; differenza dei livelli standardizzata e incertezza combinata ottenute dalla PDF di output delle simulazioni; l’incertezza estesa è stata calcolata utilizzando un fattore di copertura pari a 2.
98
8.4 Risultati ottenuti applicando il metodo di propagazione dell’incertezza ed il metodo della propagazione delle distribuzioni attraverso la simulazione Monte Carlo; l’incertezza estesa è stata calcolata applicando un fattore di copertura pari a 2 alla relativa incertezza combinata; lo scarto tra le incertezze è stato calcolato utilizzando l’incertezza tipo combinata.
100
