CdSFISICA
Codice179BB
CFU12
PeriodoAnnuale
LinguaItaliano
Il corso fornisce agli studenti approfondite conoscenze dell'acustica ambientale e architettonica, l'impiego di strumenti di misura e metodi numerici per la simulazione della propagazione del suono, l'analisi dei dati e l'uso dei modelli.
The course provide students with a deep understanding of environmental and architectural acoustics, instruments, measurements, numerical models for noise propagation simulation, techniques for measurement, modeling and processing the results.
The student must demonstrate the ability to put into practice and to execute, with critical awareness, the activities illustrated or carried out under the guidance of the teacher during the course. During the oral exam the student must be able to demonstrate his/her knowledge of the course material and be able to discuss the reading matter thoughtfully and with propriety of expression.
Methods:
- Final oral exam
- Final written exam
- Periodic written tests
- Laboratory report
- Laboratory practical
- Written report
Further information:
Final written exam 50%, Laboratory reports 20%, Final oral exam 30%.
The student must demonstrate the ability to put into practice and to execute, with critical awareness, the activities illustrated or carried out under the guidance of the teacher during the course. During the oral exam the student must be able to demonstrate his/her knowledge of the course material and be able to discuss the reading matter thoughtfully and with propriety of expression.
Methods:
- Final oral exam
- Final written exam
- Periodic written tests
- Laboratory report
- Laboratory practical
- Written report
Further information:
Final written exam 50%, Laboratory reports 20%, Final oral exam 30%.
Fisica I; Analisi matematica; Teoria degli errori; Analisi di Fourier; Probabilità e statistica.
Delivery: face to face
Learning activities:
- attending lectures
- participation in seminar
- preparation of oral/written report
- individual study
- group work
- Laboratory work
- Practical
Attendance: Mandatory
Teaching methods:
- Lectures
- Seminar
- Task-based learning/problem-based learning/inquiry-based learning
- laboratory
Delivery: face to face
Attendance: Mandatory
Learning activities:
- attending lectures
- participation in seminar
- preparation of oral/written report
- individual study
- group work
- Laboratory work
- Practical
Teaching methods:
- Lectures
- Seminar
- Task-based learning/problem-based learning/inquiry-based learning
- laboratory
Fondamenti di acustica. Pressione, Potenza e Intensità sonora. Velocità del suono. Impedenza acustica. Onde piane, sferiche, cilindriche. Fenomeni d’interfaccia: assorbimento, riflessione, trasmissione, diffusione. Materiali e Sistemi fonoassorbenti e fonoisolanti. Assorbimento dell’aria. Caratteristiche generali dei fenomeni acustici e del disturbo acustico e parametri di valutazione.
La propagazione del suono in ambiente esterno. Divergenza geometrica. Cause di attenuazione: atmosfera, gradienti di vento e temperatura, effetto suolo, vegetazione, ostacoli. Barriere acustiche: teoria e dimensionamento.
Acustica degli ambienti confinati: Campi sonori diffusi e riverberanti. Onde stazionarie. Tempo di riverberazione. Formula di Sabine. Descrittori dell’intelligibilità del parlato. Acustica dei teatri. Insonorizzazione ed isolamento di macchinari e ambienti. Esempi di bonifica di ambienti chiusi.
Livelli sonori. Scala dei decibel. Spettri sonori. Acustica psicofisica: sistema uditivo umano. Proprietà e valutazione delle sensazioni uditive. Disturbo e danno da rumore. Audiogramma. Curve di ponderazione spettrali e temporali. Isofoniche.
Normativa nazionale di acustica: Legge 447/95 e decreti applicativi. Normativa tecnica e standard di riferimento (UNI, ISO, EN). Zonizzazione acustica: procedure, metodi, problematiche. Parametri di valutazione dell’inquinamento acustico. Limiti nazionali. Valutazione di impatto acustico. Piani di risanamento: metodi per scelta e predisposizione degli interventi. Valutazione di priorità ed efficacia. La Direttiva Europea 49/02 e il DLgs 194/05. Mappatura strategica, Piani d’azione e loro relazione con clima acustico e piani di risanamento.
DPCM 5/12/97. Isolamento tra unità immobiliari. Isolamento da rumori esterni, da rumori di calpestio e da rumori di impianti a funzionamento continuo e discontinuo. Indici acustici ed edilizia scolastica e convenzionata.
Rumore e vibrazioni negli ambienti di lavoro. DLgs 81/08. Valutazione dell’esposizione personale. Controllo del rumore alla sorgente. Metodi per la riduzione dell’esposizione. Cenni a controllo attivo e passivo del rumore. Protettori individuali.
Vibrazioni meccaniche: Fisica elementare delle vibrazioni. Risonanza. Trasmissibilità. Effetti e controllo delle vibrazioni di macchinari nelle costruzioni e sull’uomo. Misure di vibrazioni. Norme tecniche. Controllo delle vibrazioni in ambienti di lavoro.
Strumenti per misura e caratterizzazione di livelli sonori: fonometro e analizzatore di spettro. Specifiche tecniche e requisiti. Classi di precisione, tolleranza, direttività, range dinamico, sensibilità.
Elaborazione e analisi di segnali acustici. Caratteristiche temporali, spaziali e spettrali del rumore. Parametri e procedure di misura. Analisi in frequenza in banda costante e a percentuale costante. Analisi FFT. Analisi temporale e statistica di segnali acustici casuali e non. Media RMS. Tecniche di misura e rilevamento dell’inquinamento acustico ambientale. Riconoscimento di componenti tonali e impulsive.
Metodi per la stima dell'incertezza di misura e identificazione delle cause. Incertezza strumentale e operativa. Influenza dell’operatore e cause di errori sistematici. Metodi per la riduzione degli errori.
Criteri e metodi per la misura del tempo di riverbero. Misura dei descrittori di acustica edilizia del DM 5-12-1997. Verifica strumentale della presenza di onde stazionarie.
Utilizzo di software di acquisizione ed elaborazione dati di misura. Valutazione del rumore prodotto da sorgenti singole, impianti industriali e infrastrutture di trasporto.
Utilizzo di software per la progettazione dei requisiti acustici degli edifici.
Utilizzo dei software per la propagazione sonora in ambiente esterno. Utilizzo di programmi GIS. Applicazione dei modelli ad interim e del modello CNOSSOS a ferrovie, strade e sorgenti industriali.
Introduction: main physical quantities – pressure, power and intensity – speed of sound – acoustical impedance – plane, spherical and cylindrical waves – Interface acoustical phenomena: absorption, reflection, transmission, diffusion – noise-absorbent and noise-insulating materials and systems – Air absorption. General characteristics of acoustic phenomena and of acoustic annoyance; evaluation parameters
Outdoor propagation: sound propagation – geometric divergence – causes of sound attenuation: the atmosphere - effect of temperature and wind gradient – ground – vegetation – obstacles – acoustic barriers: theory and sizing methods, study of actual cases and realisation problems.
Indoor acoustics: diffused and reverberant sound field. Stationary waves – reverberation – Sabine’s Formula – reverberation time - speech intelligibility parameters – theatre acoustics. Insulation and soundproofing of machinery and indoor environments. Examples of acoustic recovery of indoor environments.
Sound level – dB scale – sound level metrics – sound spectrum – psychophysics acoustics: human auditory system – properties of auditory sensations and their evaluation – annoyance and damage from noise exposure – audiogram – spectral and time domain weighting curves – equal loudness contour.
Measurement of sound levels: sound level meter, spectrum analyser. Block diagram of a sound level meter.
National normative regarding acoustics: Legge 447 and its implementing decrees.
National and international technical normative, reference standards (ISO, UNI, EN norms). Regional normative.
Acoustic zones: procedures, methods, analysis and possible problems. Evaluation of acoustic pollution: parameters. Evaluation of acoustic impact. Recovery plans: procedures in order to perform the right actions – evaluation of priorities and benefits. DPCM 14.11.97. EU directive 49/2002 and its implementation in Italy according to the decree 194/2005. Legislative decree 42/2017 and legislative harmonisation. Strategic map and action plans and their relationship with the noise climate and recovery plans.
DPCM 5-12-97. Insulation between different building units. Insulation from external noise. Ceiling insulation. Insulation from noise produced by continuous and discontinuous operation plants. Acoustic indices ad school acoustics.
Noise and vibrations within working environments. Legislative decree 81/08: case study – evaluation of individual exposure -noise measurements at the source; exposure reduction methods. Overview on active and passive noise control – individual protection methods.
Mechanical vibrations: basic knowledge on vibration physics – resonances – transmissibility – effects and control of machinery vibrations on buildings and people – vibration measurements – laws and technical normatives. Vibration control within working environments.
Elaboration of acoustic signals. Time and space domain and frequency domain characteristics. Parameters and measurements procedures. Frequency analysis in constant bandwidth and constant percentage bandwidth. FFT analysis. Time and statistical analysis of both random and deterministic acoustic signals. RMS value. Measurement techniques of environmental noise pollution. Tonal noise and impulsive noise recognition.
Evaluation of uncertainties and its causes. Instrumental and operative uncertainty: influence of the operator and reduction of systematic errors. Techniques of error reduction.
Criteria and methods for the measurement of reverberation time. Measurement of the parameters regarding indoor acoustics. Stationary waves.
Noise data acquisition and processing software. Evaluation of noise produced by single sources, industrial plants and transport infrastructures.
Software evaluation and determination of the acoustical requirements of buildings.
Correct usage of simulation software for the simulation of outdoor sound propagation. Input model data used by the software. GIS software. Application of ad-interim models and CNOSSOS model.
Case studies on linear sources (railways and roads) and industrial sources.
1. Spagnolo R.: Acustica, Fondamenti e applicazioni, UTET Università, Novara, 2015
2. Beranek L.L., Vér I. L.: Noise and Vibration Control Engineering, Wiley & Sons, New York 1992.
3. AA.VV. - Springer Handbook of Acoustics - T.D. Rossing ed. - Springer 2014.
Recommended reading includes:
1. Spagnolo R.: Acustica, Fondamenti e applicazioni, UTET Università, Novara, 2015
2. Beranek L.L., Vér I. L.: Noise and Vibration Control Engineering, Wiley & Sons, New York 1992.
3. AA.VV. - Springer Handbook of Acoustics - T.D. Rossing ed. - Springer 2014.
Relazioni scritte durante il corso con colloquio integrativo finale.