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Acustica degli ambienti aperti

Andrea NicoliniAndrea Nicolini

Università degli Studi di PerugiaDipartimento di Ingegneria Industriale, sezione di Fisica Tecnica

[email protected]

MODELLI DI PREVISIONE DEL RUMORE

Schematizzazione sorgenti:Schematizzazione sorgenti:

• Puntiformi

• Lineari

• Areali

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Sorgenti puntiformi omnidirezionali: la potenza sonora si può di t ib i f i f L’i t ità ti idistribuire su una sfera o una semisfera. L’intensità acustica si riduce proporzionalmente a 1/r2:

2r4WJπ

= Propagazione sfericar4 ⋅π⋅

W2r2

WJ⋅π⋅

= Propagazione semisferica

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Sorgenti puntiformi(la potenza sonora si distribuisce su una sfera o una semisfera)(la potenza sonora si distribuisce su una sfera o una semisfera)

La riduzione dell’intensità acustica è proporzionale all’inverso del quadrato d ll di tdella distanza.

11Al20DILL 11Arlog20DILL 10wp −−−+= Propagazione sferica

48Arlog20DILL 10wp −−−+= Propagazione semisferica


Sorgenti lineari omnidirezionali: la potenza sonora si può distribuire su un cilindro o un semicilindro. L’intensità acustica si riduce proporzionalmente a 1/r. Per una sorgente di lunghezza 1 m:lunghezza 1 m:

Wr2

WJ⋅π⋅

= Propagazione cilindrica

WJ = Propagazione semicilindricar

J⋅π

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Sorgenti lineari(la potenza sonora si distribuisce su una superficie cilindrica o(la potenza sonora si distribuisce su una superficie cilindrica o

semicilindrica)

L id i d ll’i t ità ti è i l ll’i d llLa riduzione dell’intensità acustica è proporzionale all’inverso delladistanza

Propagazione cilindrica8Arlog10DILL 10wp −−−+=

Propagazione semicilindrica5Arlog10DILL 10wp −−−+= gg10wp

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Sorgenti areali(la potenza sonora totale è emessa uniformemente su tutta l’area di(la potenza sonora totale è emessa uniformemente su tutta l area di

dimensioni bּc, dove c>b)

A breve distanza dalla sorgente (r<b/π) non si ha alcuna attenuazione con la distanza:A breve distanza dalla sorgente (r<b/π) non si ha alcuna attenuazione con la distanza:

A)bc4/(log10DILL 10wp −π−+=

A distanze intermedie dalla sorgente (b/π<r<c/π) si ha una riduzione dell’intensità acustica proporzionale all’inverso della distanza:

p

acustica proporzionale all’inverso della distanza:

A)c4(log10rlog10DILL 1010wp −−−+=

A distanze elevate dalla sorgente (r>c/π), la sorgente può considerarsi lineare o puntiforme

p

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puntiforme.


A = attenuazione dovuta alle condizioni ambientali= A1+ A2+ A3+ A4+ A51 2 3 4 5

A1 = assorbimento del mezzo di propagazione

A di i i bbiA2 = presenza di pioggia, neve o nebbia

A3 = presenza di gradienti di temperatura nel mezzo e/o di turbolenza (vento)

A4 = assorbimento dovuto alle caratteristiche del terreno e alla eventuale presenza di vegetazione

A5 = presenza di barriere naturali o artificiali

ISO 9613 1 “A ti Att ti f d d i ti tdISO 9613-1, “Acoustics – Attenuation of sound during propagation outdoor, Part 1: Calculation of the absorption of sound by atmosphere”, 1993

ISO 9613 2 “Acoustics Attenuation of sound during propagation outdoor8

ISO 9613-2, Acoustics – Attenuation of sound during propagation outdoor, Part 2: General method of calculation”, 1996

MODELLI DI PREVISIONE DEL RUMORE ISO 9613/1-2

A1 = assorbimento del mezzo di propagazione

L’assorbimento è causato da due processi:

1) Dissipazione dell’energia dell’onda sonora per effetto della trasmissione di ) p g pcalore e per la viscosità dell’aria; assume reale importanza solo per temperature e frequenze elevate. (attenuazione di circa 1dB/Km per un suono puro di 3000 Hz e di 2dB/Km per uno di 5000 Hz)p p )

2) Dissipazione per effetto dei movimenti rotazionali e vibratori che assumono le molecole d’ossigeno e azoto dell’aria, sotto le azioni di compressione e rarefazione (dipendenza, oltre che dalla frequenza del suono, dalla temperatura e dalla umidità relativa dell’aria)

Per distanze relativamente modeste dalla sorgente l’effetto di assorbimento risulta trascurabile rispetto a quello della divergenza mentre il contrario avviene pertrascurabile rispetto a quello della divergenza, mentre il contrario avviene per distanze sufficientemente grandi.Se la temperatura è elevata, l’umidità favorisce la propagazione, se la temperatura è bassa l’umidità favorisce l’attenuazione del suono Ciò è tanto più vero quanto più

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è bassa l umidità favorisce l attenuazione del suono. Ciò è tanto più vero quanto più le frequenze sono elevate.


Si può notare, per frequenze basse (≤ 500Hz), l’attenuazione dovuto all’influenza della temperatura e dell’umidità relativa risulta abbastanza ridottodella temperatura e dell umidità relativa risulta abbastanza ridotto.Per frequenze elevate (f = 8000 Hz) si può notare uno strano fenomeno; a temperatura ambiente (es 20 C°), al diminuire dell’umidità relativa aumenta l’attenuazione (vedi linea tratteggiata); per temperature al di sotto dello zero (-10 C°)

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l attenuazione (vedi linea tratteggiata); per temperature al di sotto dello zero ( 10 C ) al diminuire dell’umidità relativa, diminuisce l’attenuazione.


A2 = presenza di pioggia, neve o nebbia

• Il fatto che in giornate di leggera pioggia o di nebbia si ha la sensazione che il suono si propaghi più chiaramente non è sostanzialmente dovuto al fenomeno d ll i i d ll bbi i t i tt t li ff tti d i h idella pioggia o della nebbia in se stessa, ma piuttosto agli effetti secondari che in tali giornate si verificano.

• Durante la pioggia il gradiente di temperatura dell’aria o di velocità del vento (lungo la verticale rispetto al terreno) tende ad essere modesto e ciò certamente(lungo la verticale rispetto al terreno) tende ad essere modesto e ciò certamente facilita la trasmissione del suono rispetto ad una giornata fortemente soleggiata, quando le disomogeneità micrometereologiche possono essere significative. Per una corretta valutazione del fenomeno è quindi a questa disomogeneità cheuna corretta valutazione del fenomeno è quindi a questa disomogeneità che occorre ricondursi. Inoltre, in giornate di pioggia, nebbia o neve il rumore di fondo diminuisce sensibilmente per la diminuzione del traffico veicolare.

• In letteratura si trovano versioni contrastanti che riconducono il valore di A2 sia aIn letteratura si trovano versioni contrastanti, che riconducono il valore di A2 sia a valori pari a 10-15 dB/Km (tenendo conto dell’azione combinata dei gradienti di temperatura e ventosità, che si verificano proprio nei giorni di neve, pioggia o nebbia), che a zero.

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),


A3 = presenza di gradienti di temperatura nel mezzo e/o turbolenza

• Se esiste un gradiente di temperatura, la velocità del suono varia di conseguenza, un raggio sonoro sarà soggetto a successivi fenomeni di rifrazione e il percorso dell’onda seguirà una traiettoria curvilinea. Data la diretta proporzionalità tra velocità di propagazione del suono e temperatura, si crea un gradiente, negativo o positivo a seconda del caso, della velocità di propagazione e pertanto la direzione del raggio sonoro tenderà ad avvicinarsi (od allontanarsi) alla normale rispetto al terreno, provocando una incurvatura verso l’alto (verso il basso).

L l ità di i d l ò f it f it d l• La velocità di propagazione del suono può essere favorita o sfavorita dal gradiente verticale di velocità del vento. In ogni punto della superficie d’onda, infatti, la velocità della perturbazione sarà data dalla somma vettoriale della velocità di propagazione in aria calma e della velocità del vento in quel puntovelocità di propagazione in aria calma e della velocità del vento in quel punto. Se quindi esiste un gradiente verticale positivo del vento (la sua velocità aumenta con la quota conservando la direzione), la velocità del suono aumenta nella direzione del vento ed i raggi sonori tenderanno a curvarsi verso il basso

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nella direzione del vento ed i raggi sonori tenderanno a curvarsi verso il basso. Nella direzione opposta tenderanno verso l’alto.



La velocità c del suono in aria secca è legata alla temperatura t dalla seguenteespressione:

Inoltre nel passaggio da un mezzo ad un altro avente un diverso valore di c laInoltre, nel passaggio da un mezzo ad un altro, avente un diverso valore di c, ladirezione di propagazione subisce una deviazione per effetto della rifrazione. Se pertanto esiste un gradiente di temperatura, la velocità c varia in conseguenza e unraggio sonoro sarà soggetto a successivi fenomeni di rifrazione (il percorso dell’ondaraggio sonoro sarà soggetto a successivi fenomeni di rifrazione (il percorso dell ondaseguirà una traiettoria curvilinea).

Nell’atmosfera i gradienti di temperatura esistenti determinano una stratificazione perg p pfasce termiche della massa d’aria che avvolge il nostro pianeta. Tale stratificazionevaria, ovviamente, al variare delle condizioni meteorologiche, a loro volta funzionedelle stagioni, ma è comunque decisamente influenzata, almeno negli strati prossimi

13alla superficie terrestre dall’alternarsi del giorno e della notte.


A3 = presenza di gradienti di temperatura nel mezzo e/o turbolenzaNel periodo che va dall’alba al tramonto, la temperatura diminuisce con l’altezza e ciòi i i b ll’ ff d l i ld d l d ll’i isi spiega in base all’effetto del riscaldamento del terreno dovuto all’irraggiamento

solare. L’aria a contatto con il terreno si riscalda e tende a trasferire calore agli stratisuperiori con un gradiente termico che nella stagione estiva può raggiungere valori di0,6-0,8°C/m nelle vicinanze del suolo per poi portarsi a valori dell’ordine del0,6 0,8 C/m nelle vicinanze del suolo per poi portarsi a valori dell ordine delcentesimo di grado/metro ad alcune decine di metri da terra.

ZZA

ALT

E

TEMPERATURANotteMattina prestoPomeriggio

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Durante il periodo notturno per effetto della reirradiazione del calore versoDurante il periodo notturno, per effetto della reirradiazione del calore versol’atmosfera, negli strati d’aria ad esso più prossimi il gradiente di temperatura divienepositivo. A grandi altezze il gradiente rimane negativo, per cui si viene a generare, aduna data quota, uno strato di inversione termica.

LTEZ

ZAA

L

TEMPERATURANotteMattina prestoPomeriggio

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In presenza quindi di un gradiente di temperatura negativo, data la direttaproporzionalità fra c e t, si verrà a creare un gradiente, pur esso negativo, della velocitàdi propagazione e pertanto la direzione di un raggio sonoro tenderà ad avvicinarsi allanormale rispetto al terreno, provocando un’incurvatura verso l’alto.La curvatura è invece rivolta verso il basso nel caso inverso di gradiente di temperaturapositivo.

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Nel caso di gradiente negativo si hanno attenuazioni del suono anche a distanzamodesta dalla sorgente, con la formazione da una certa distanza critica in poi, di unazona di ombra.Al contrario, nel caso di gradienti termici positivi si possono avere anomaleconcentrazioni di energia sonora e il suono può essere percepito a distanze maggiori diquelle verificabili in caso di temperatura uniforme.Il fenomeno della curvatura dei raggi sonori resta comunque limitato ad una distanzadell’ordine di 500 m dalla sorgente e molti fenomeni locali di turbolenza, trasferendoenergia sonora nella zona d’ombra, tendono a diminuire gli effetti negativi ai fini dellai i d lricezione del suono.

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A3 = presenza di gradienti di temperatura nel mezzo e/o turbolenzaIn particolari condizioni può verificarsiIn particolari condizioni può verificarsi che strati d’aria adiacenti siano caratterizzati dagradienti termici di segno opposto e ciò g g pppuò dar luogo, oltre al fenomeno di inversionetermica, ad effetti particolari di propagazione sonora.Si consideri ad esempio che vi sia un gradiente di temperatura positivo in prossimità del suolo, con una inversione di temperatura alla quota di 100 m. Si supponga che la velocità di

i d l l l lpropagazione del suono al suolo e al punto di inversione siano rispettivamente c1 = 331 m/s e c2 = 335 m/s e che tali rimangano lungo tutto lo

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m/s e che tali rimangano lungo tutto lo spessore dei due strati.


A3 = presenza di gradienti di temperatura nel mezzo e/o turbolenzaL’angolo limite per la rifrazione del suono sarà pari a θ = arcsin (331/335) = 80°.g ( )Pertanto ogni raggio sonoro incidente con un angolo maggiore di 80° rispetto allanormale verrà totalmente riflesso.

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A3 = presenza di gradienti di temperatura nel mezzo e/o turbolenzaSe i raggi incidenti sul terreno vengono riflessi, lo strato di atmosfera sotto i 100 mdiventa un canale sonoro, una vera e propria guida d’onda, dove vengono intrappolatitutti i raggi sonori aventi angolo di incidenza maggiore di quello limite.Il fenomeno può anche verificarsi ad una certa altezza dal suolo e in questo canalepossono essere convogliate onde sonore provenienti anche da sorgenti sonore diverseda quella presa in esame.

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A3 = presenza di gradienti di temperatura nel mezzo e/o turbolenzaLa velocità di propagazione del suono può essere favorita o sfavorita dal gradiente verticale di

l ità d l t I i t d ll fi i d’ d i f tti l l ità d ll t b i àvelocità del vento. In ogni punto della superficie d’onda, infatti, la velocità della perturbazione sarà data dalla somma verticale della velocità di propagazione in aria calma e della velocità del vento in quel punto.Se esiste un gradiente verticale positivo del vento (la sua velocità aumenta con la quotaSe esiste un gradiente verticale positivo del vento (la sua velocità aumenta con la quota conservando la direzione), la velocità del suono aumenta nella direzione del vento ed i raggi sonori tenderanno a curvarsi verso il basso; nella direzione opposta, tenderanno invece verso l’alto.Sopravento si avrà la possibile creazione di un’ombra acustica, mentre sottovento, ad una data di t d ll t i à t i di i i di t tidistanza dalla sorgente, si avrà una concentrazione di energia sonora e poi, per distanze crescenti, un’attenuazione.

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A4 = assorbimento dovuto al suolo ed alla eventuale presenza di vegetazione• In riferimento ai fenomeni di riflessione, rifrazione e assorbimento del suono hanno

grande importanza la natura del terreno, la presenza di asperità o di prati, cespugli, alberi, ecc.

• Nel caso in cui i due mezzi siano costituiti dall’aria e da uno specchio d’acqua esteso (un lago), con la sorgente posta nell’aria, si verifica che per angoli di incidenza superiori a 14°si ha riflessione totale (assumendo per la velocità del suono nell’aria e nell’acqua rispettivamente i valori di ca = 344 m/s e cw = 1460 m/s si trova il valore dell’angolo limite di i id θ (344/1460) 14°) Ciò i ifi h l’ tit i ttidi incidenza θ = arcsen(344/1460) = 14°). Ciò significa che l’acqua costituisce un ottimo riflettore per le onde sonore.

• Possono considerarsi sufficientemente speculari anche superfici ragionevolmente piatte e lisce compatte e non porose come quelle costituite da cemento o asfaltolisce, compatte e non porose, come quelle costituite da cemento o asfalto.

• Terreni con prati e cespugli sono ancora da ritenersi buoni riflettori per angoli di incidenza >30°.

• Nel caso di un terreno poroso ad esempio erboso a causa dell’interferenza distruttiva tra• Nel caso di un terreno poroso, ad esempio erboso, a causa dell interferenza distruttiva tra suono incidente e suono riflesso, si può arrivare, per frequenze non elevate, ad una attenuazione dovuta al cosiddetto “effetto suolo” di oltre 10-15 dB. Se poi vi è presenza contemporanea di asperità (cespugli ecc ) si può verificare a 100m dalla sorgente

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contemporanea di asperità (cespugli, ecc.), si può verificare a 100m dalla sorgente un’attenuazione compresa tra 15 e 25 dB per il range di frequenze tra 500 e 2000 Hz.


A4 = assorbimento dovuto al suolo ed alla eventuale presenza di vegetazione

ATTENUAZIONE PER BOSCHI CEDUI

Suolo erboso con cespugli(formula empirica)( p )

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Una espressione analitica valida per calcoli di prima approssimazione che medi i valorii t li i t ti i fi è l t

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sperimentali riportati in figura è la seguente:


A4 = assorbimento dovuto al suolo ed alla eventuale presenza di vegetazioneEsistono relazioni empiriche che esprimono l’attenuazione in funzione dell’altezzap pefficace, he, che tiene conto della posizione reciproca sorgente ricevitore

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Una formula empirica basata sul parametro h che fornisce l’attenuazione A delUna formula empirica, basata sul parametro he che fornisce l attenuazione A del terreno è la seguente:

dove r è la distanza in metri tra il punto ricevitore e la sorgente.

L’attenuazione viene trascurata per distanze r dalla sorgente inferiori a 15 m e per altezze efficaci superiori a 12.5 m.La limitazione del parametro G ad un valore massimo pari a 0.66 comporta che l’attenuazione venga considerata costante per valori di he compresi tra 0 e 1,5 m.

Si ò t h l’i i di b i t t i it t ilSi può notare che l’inserzione di una barriera tra sorgente e ricevitore aumenta il valore di he e questo comporta una diminuzione dell’attenuazione dovuta al suolo.

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Una barriera acustica è una struttura,naturale od artificiale, interposta frala sorgente di rumore e il punto diricezione, che intercetti la linea divisione diretta fra questi due punti.

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A5 = presenza di barriere naturali o artificialiPerché la barriera sia efficace, occorre che la potenza sonora trasmessa direttamente, pattraverso di essa sia trascurabile rispetto a quella trasmessa per via aerea.Se la barriera è sufficientemente lunga rispetto alla sua altezza, così da poter trascuraregli effetti della diffrazione laterale, allora il suono che arriva al ricevitore subisce glieffetti della diffrazione prodotta dal bordo superiore della barriera.

L’efficacia dell’azione schermante di una barriera viene espressa in dB mediante laperdita di inserzione IL definita come la differenza tra i livelli di pressione sonora chesi verificano in una determinata posizione esposta al rumore in presenza del terrenoprima e dopo l’installazione della barriera con equivalenti condizioni della sorgente di

d l t d t f i hrumore, del terreno ed atmosferiche.

Tale efficacia viene espressa anche attraverso l’attenuazione Δ in dB definita come ladiff t il li ll di i h i ifi i i d d lldifferenza tra il livello di pressione sonora che si verifica in corrispondenza dellaposizione del ricevitore in campo libero ad una certa distanza dalla sorgente ed illivello che si verifica nella stessa posizione con la presenza della barriera e delTerreno (L’attenuazione non considera la presenza del terreno nella misura del livello di

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Terreno (L attenuazione non considera la presenza del terreno nella misura del livello dipressione sonora in assenza della barriera e può perciò differire sensibilmente dallaperdita di inserzione).



Il progetto acustico di una barriera consiste essenzialmente nella valutazionedell’energia sonora diffratta attraverso il calcolo della perdita di inserzione o dellaattenuazione e nel calcolo del potere fonoisolante della barriera tale da rendereptrascurabile l’apporto dell’energia trasmessa attraverso la barriera rispetto a quelladiffratta dal bordo della stessa.

Il range delle attenuazioni mediante ottenibili con una barriera antirumore varia da 0 a15 dB a seconda della posizione del punto di ascolto.

Il fenomeno della diffrazione si spiega con il principio di Huygens il quale afferma cheogni punto situato sul fronte di un’onda progressiva genera un’onda elementare percui esso si comporta come se fosse una nuova sorgente puntiforme; l’inviluppo delle

d l t i f il i f t d’ donde elementari forma il successivo fronte d’onda.

Il bordo superiore della barriera genera dunque un campo sonoro cilindrico nella zonad’ombra

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d ombra.



In queste condizioni si possono individuare tre zone nello spazio oltre la barriera, comeschematizzato nella figura:

Una zona di chiaro, in cui la presenza dellabarriera non ha effetti significativi poichél li di d l è ila linea diretta del suono non è interrotta;

Una zona di transizione, la cui estensionedi d d ll di t ib i i fdipende dalla distribuzione in frequenzadel rumore emesso;

Una zona di ombra nella quale leUna zona di ombra nella quale leprestazioni della barriera dipendonodall’angolo di diffrazione.

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LE BARRIERE ANTIRUMORE

L'attenuazione del rumore al recettore può essere espressa anche in funzionedell'altezza effettiva della barriera he e dall'angolo θ.L’attenuazione dipende anche dalla lunghezza d’onda λ, aumenta con θ e con il rapporto he/ λ.

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L'attenuazione del rumore al recettore può essere espressa anche in funzionedell'altezza effettiva della barriera he e dall'angolo θ.L’attenuazione dipende anche dalla lunghezza d’onda λ, aumenta con θ e con il rapporto he/ λ.

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All’attenuazione della barriera vasottratta la perdita di attenuazione

)AA(AA b44b5 −−=sottratta la perdita di attenuazione del suolo dovuta alla presenza della barriera.

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N = Numero di Fresnel

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+⋅

λ⋅≅

λ−−+

=BRSB

2Be

BRSBBRSB

d1

d11h

)ddrr(N

⎠⎝ BRSB

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0

SRr S B

r B R

h B e

enua

zion

e

1 0

Sd S B

d B R

C 1 = 1 .0 0 C 2 = 1 .0 0

C 1 = 0 .7 5 C 2 = 1 .0 0

Atte

2 0 S o rg en te p un tifo rm e

S o rg en te lin eare

2 0

[dB

] S o rg en te p un tifo rm e

+ 6 + 5 + 4 + 3 + 2 + 1 0 + 1 3 0

N

35N = Numero di Fresnel

ISO 9613/1-2LE BARRIERE ANTIRUMORE


( ) 205N2logC20Ab ≤+π

⋅=

all’esterno della “zona d’ombra”

( ) 05N2log20A 10b ≥+π

=

all’interno della “zona d’ombra”

( ) 205N2Ctanh

logC20A2

101b ≤+π

= ( ) 05N2tan

log20A 10b ≥+π

Per sorgenti puntiformi: C1=1, C2=1

Per sorgenti lineari: C1=0.75, C2=1

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LE BARRIERE ANTIRUMORE: PRESTAZIONI

Le caratteristiche acustiche di una barriera antirumore possono essere suddivise indue categorie:g

• estrinseche: efficienza di un’opera antirumore installata nella riduzione dei livelli di pressione sonora in una serie di punti sul territorio identificati come ricettori (perdita di inserzione o “Insertion Loss”)

• intrinseche: caratteristiche proprie del “prodotto” barriera antirumore, i di d d ll’ bi i i è à i ll d ll’ ff fi l diindipendentemente dall’ambiente in cui è o sarà installato e dall’effetto finale di riduzione del rumore su ricevitori dati (assorbimento/riflessione, trasmissione, diffrazione del suono)I l i t i li i i i d ll i tà i t i h i di ti iI valori prestazionali minimi delle proprietà intrinseche sono indicati neicapitolati di ANAS, ferrovie, ecc.

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LE BARRIERE ANTIRUMORE: TIPOLOGIE

Esistono numerose tipologie di barriere acustiche e di materiali componenti. La scelta di un prodotto dipende, oltre che dalle prestazioni acustiche richieste, anche da altri p p pfattori, quali: statica, sicurezza, estetica, durata, manutenzione, costi.

Le barriere antirumore possono essere suddivise nelle seguenti tipologie:

1) barriere artificiali– Fonoisolanti

F b i– Fonoassorbenti– Fonoisolanti e fonoassorbenti

2) b i t li2) barriere naturali– Barriere vegetali (siepi, fasce boscate, alberate, ecc.)– Rilevati

Barriere miste (terre armate biomuri muri verdi barriere vegetative ecc )– Barriere miste (terre armate, biomuri, muri verdi, barriere vegetative, ecc.)

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BARRIERE ANTIRUMORE METALLICHE

Rivestimento in alluminio o acciaio

Le più utilizzate, sia per l’economicità che la leggerezza (soprattutto in alluminio), unite b tt i ti h i di f bi t h di f i l ta buone caratteristiche sia di fonoassorbimento che di fonoisolamento

SVANTAGGIO: Impatto visivo

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BARRIERE IN ALLUMINIO

I pannelli in lamiera metallica di alluminioI pannelli in lamiera metallica di alluminio, sono caratterizzati dall’avere buone caratteristiche per quanto riguarda le proprietà fonoassorbenti, la leggerezza, ed il costo.L’ alluminio protegge la barriera dal fenomeno della corrosione, anche se questa può essere causata da erroriquesta può essere causata da errori progettuali sui pannelli (solitamente se avviene il mancato deflusso dell’acqua oppure da trattamenti superficiali sbagliati). I pannelli infatti vengono verniciati esternamente ed internamente con una polvere in poliestere. La superficie dei pannelli viene forata su un lato nellapannelli viene forata su un lato nella direzione della sorgente di rumore. I pannelli contengono al loro interno il materiale fonoassorbente, generalmente

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costituito da uno strato di fibre minerali o di vetro ad alta densità.


Barriere in calcestruzzoE i t d i i li ti l i di lli i l tEsistono due principali tipologie di pannelli in calcestruzzo.

1) I pannelli fonoassorbenti a struttura portante in calcestruzzo armato, in cui il pannello fonoassorbente posto frontalmente alla sorgente è realizzato inil pannello fonoassorbente, posto frontalmente alla sorgente, è realizzato in materiale alleggerito o poroso (argilla espansa, pomice, porous beton, cemento legno) rivolto verso la sorgente di rumore della forma ottimale. l costi sono medi il potere fonoisolante elevato (dipende anche dallo spessore)sono medi, il potere fonoisolante elevato (dipende anche dallo spessore).

2) I pannelli in calcestruzzo alleggerito con argilla espansa, in cui i pannelli vengono assemblati utilizzando un impasto di leganti ed additivi (ossidi) chevengono assemblati utilizzando un impasto di leganti ed additivi (ossidi), che consentono la realizzazione della forma necessaria a migliorare le proprietà fonoassorbenti, già intrinseche all’argilla espansa. E’ importante una scelta corretta della granulometria dell’argilla e del legante impiegato al fine di g g g p gevitare disgregazione e rotture per effetto del gelo–disgelo. l costi risultano medi, il potere fonoisolante elevato (dipende anche dallo spessore).

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Barriere in calcestruzzo

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Barriere in legnoI pannelli in legno sono caratterizzati da un ottimale impatto ambientale soprattutto p g p pin particolari contesti paesaggistici. Qualche problema si ha per la durata degli elementi, il rumore riflesso e i costi medio-alti.Il pannello è generalmente realizzato in legno di elevata qualità, il cui spessore p g g q pminimo è indicativamente di 12 cm. Il materiale fonoassorbente interno al pannello di legno è costituito da uno o due strati di fibre minerali o di vetro ad alta densità e da un telo di protezione di tipo siliconico verso il lato della sorgente del rumore.

Esistono inoltre pannelli misti alluminio-legno che costituiscono una soluzione intermedia tra quella metallica e quella in legno. In pratica il lato rivolto ai ricettori è costituito dai pannelli in legno, mentre la parte rivolta verso la sorgente è sostituita da una lamiera forata in alluminio. In questo modo si riesce a garantire una maggiore durata, un miglioramento delle prestazioni acustiche e un contenimento d i ti i tt i lli i l t d l t i i t tidei costi rispetto ai pannelli in legno, mantenendo lo stessa impressione estetica.

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Barriere in legnoBarriere in legno

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Barriere in materiale plasticoI materiali utilizzati (polietilene, polipropilene, polivinilcloruro, poliestere) garantiscono resistenza allo scorrimento (shrinkage) a temperatura ambiente ed alle alte temperature (70°C), alla fessurazione (creep) e ai raggi ultravioletti. Esistono inoltre barriere in plastica riciclata, con notevoli vantaggi ambientali e buone prestazioni non solo di f f ffonoisolamento, ma anche di fonoassorbimento, se forate dal lato sorgente.

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Barriere in laterizioLa barriera e realizzata con l’accostamento di acciaio o cls e cotto. La struttura portante e generalmente in acciaio, la parte fonoassorbente e costituita da pannelli metallici scatolari realizzati in lamiera. Parallelamente e disposto un rivestimento esterno in cotto. Esistono inoltre versioni monolitiche realizzate mediante pannelli in cls armato strutturale

fche inglobano il materiale fonoassorbente ed il cotto in un unico pezzo.

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Barriere trasparentiQualora particolari esigenze architettoniche lo impongano, è possibile l’impiego, anche parziale, di pannelli in materiale trasparente, ovvero polimetilmetacrilato o vetro. Le lastre trasparenti in polimetilmetacrilato o vetro rispondono ad esigenze particolari di trasparenza e resistenza meccanica a flessione. Esistono inoltre, grazie all’aggiunta di additivi, lastre trasparenti colorate. Il vantaggio principale è proprio la trasparenza, che comporta un basso impatto ambientale e un miglioramento della sicurezza lungo il percorso dovuto alla maggiore visibilità di eventuali ostacoli. Il maggiore svantaggio è d t ll i tà f b ti i t t d ll f i l tidovuto alle scarse proprietà fonoassorbenti, in parte compensate da quelle fonoisolanti e di resistenza agli UVA. Le barriere trasparenti possono essere in lastre di metacrilato (PMMA), Policarbonato o vetro stratificato.

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Barriere trasparenti

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BARRIERE NATURALI

Il suono attraversando una fascia di vegetazione ( alberi, cespugli, erba alta ) ècostretto a un cammino tortuoso che tende a degradarlo, per attrito, in calore.L’attenuazione prodotta dalle barriere naturali dipende essenzialmente da:L attenuazione prodotta dalle barriere naturali dipende essenzialmente da:� profondità ed altezza della barriera;� ampiezza e robustezza della foglia;� densità della chioma;� densità della chioma;� durata della fogliazione.

Le barriere naturali vengono distinte in tre tipologie:Le barriere naturali vengono distinte in tre tipologie:� Barriere vegetali;� Rilevati;� Barriere miste.

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Le barriere vegetali sono essenzialmente composte da piantagioni semplici odassociazioni complesse di specie arboree, arbustive ed erbacee, preferibilmentecaratterizzate da:

– disposizione delle foglie ortogonale alla direzione di propagazione delrumore;– rapida crescita fino al raggiungimento della altezza ottimale;– esenzione da fitopatie virulente.

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Prestazioni delle barriere vegetali:

Abbattimenti di 1 dB(A) circa per ogni metro in profondità di barriera: peravere abbattimenti di circa 10 dB(A) sono necessarie barriere vegetali di altezza4m e profondità 8m, configurazione quasi mai accettabile in rapporto alle

fi i di ibili li i t i i f t tt i ttsuperfici disponibili negli interspazi infrastruttura-ricettore.

Elevato costo di installazione, quantificabile in ca. € 1.500/mq (calcolati sullafi i ti l di b i ff tti ) b i d 4 f dità 8 d isuperficie verticale di barriera effettiva) per barriere da 4 m e profondità 8 m ed in

ca. 150 €/mq per barriere di altezza 1,5 m con alberature.

Considerando i costi diretti di piantumazione ed i costi indiretti di manutenzioneConsiderando i costi diretti di piantumazione ed i costi indiretti di manutenzione(potature ed irrigazione), oltre ai lunghi tempi per il raggiungimento degli effetti aregime (5 anni), tale intervento si rivela sempre più oneroso e scarsamenterisolutivo per tutti i casi in cui esso risulta realizzabile in via di principiorisolutivo per tutti i casi in cui esso risulta realizzabile in via di principio.

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LE BARRIERE ANTIRUMORE: BARRIERE MISTE

Derivano dalla combinazione di manufatti artificiali (che possono anchefungere solo da sostegno) e piante.Possono individuarsi 5 categorie di barriere miste:

T ATerre Armate

Biomuri

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LE BARRIERE ANTIRUMORE: BARRIERE MISTE

Derivano dalla combinazione di manufatti artificiali (che possono anchefungere solo da sostegno) e piante.Possono individuarsi 5 categorie di barriere miste:

Barriere Vegetative

Muri Verdi Barriere costituite

da

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LE BARRIERE ANTIRUMORE: ANTIDIFFRATTORI

Le ricerche condotte in tutto il mondo hanno portato ad identificare molte forme di barriera che sono più efficienti della solita barriera sottile, piana e riflettente.p , p

Per barriere di 2 m di altezza i miglioramenti ottenuti vanno da 1,5 a 3,5 dB.Si possono distinguere due diverse tipologie:p g p g• barriere a bordo di diffrazione singolo con forme diverse;• barriere con bordi di diffrazione multipli.

Le barriere a bordo di diffrazione singolo includono: barriere a forma di cuneo, terrapieni di vario tipo, barriere a forma di T o Y, barriere con profilo a forma di freccia.I i i i i di i i i l’ ffi i d llIn tutti i casi comunque rimangono di primaria importanza, per l’efficienza della barriera, l’altezza della barriera ed il tipo di terreno.

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LE BARRIERE ANTIRUMORE: BUFFLES

strutture di copertura a nido d’ape fonoassorbenti: utili sia per infrastrutture dei trasporti che all’interno di stabilimenti industrialip

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LE BARRIERE ANTIRUMORE: BARRIERE A TUNNEL O CIRCOLARI

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ESEMPIO DI INTEGRAZIONE CON PANNELLI FOTOVOLTAICIESEMPIO DI INTEGRAZIONE CON PANNELLI FOTOVOLTAICI

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acustica degli ambienti aperti - ciriaf - centro ... · dipartimento di ingegneria industriale, ......

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