ECTS - University of Pisa
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) | |
| ACUSTICA AMBIENTALE | FIS/07 | LEZIONI | 48 |
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Lo studente acquisirà conoscenze di base dell'acustica ambientale e della strumentazione specifica, le tecniche di misura e di elaborazione dei risultati, i fondamenti dell'acustica degli ambienti confinati e delle vibrazioni meccaniche. In particolare saranno affrontati gli argomenti: Acustica fisica: descrizione e teoria dei fenomeni acustici; Tecniche di misura in acustica: metodi e strumentazione; Valutazione del rumore e dei parametri dell’inquinamento acustico; Propagazione delle onde sonore; La normativa nazionale e internazionale di riferimento; Anatomia e fisiologia dell'organo dell'udito; Psicoacustica; Acustica degli ambienti chiusi: riverberazione; Indici acustici delle sale e intelligibilità della parola; Vibrazioni meccaniche: fondamenti e tecnica di misura.
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:
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:
Further information:
Final written exam 50%, Laboratory reports 20%, Final oral exam 30%.
Analisi delle situazioni ambientali con riferimento all'inquinamento acustico e determinazione delle condizioni necessarie alla sua valutazione ed eventuale mitigazione rispetto alle normative di legge.
Verifica delle conoscenze acquisite, anche attraverso la valutazione di casi concreti sia durante le lezioni che con esercizi assegnati a casa, domande aperte e chiuse che permettano poter verificare il ivello di conoscenza delle basi fisiche delle attività relative alla misura dei livelli sonori, alla loro modellazione numerica e al confronto con i limiti di legge.
Fisica I; Analisi matematica; Teoria degli errori; Analisi di Fourier; Probabilità e statistica.
Delivery: face to face
Learning activities:
Attendance: Mandatory
Teaching methods:
Delivery: face to face
Attendance: Mandatory
Learning activities:
Teaching methods:
Fondamenti di acustica
Acustica fisica: Oscillatore armonico, Cenni all’analisi di Fourier, Equazione delle onde acustiche, Principali grandezze acustiche, Pressione sonora, Potenza sonora, Intensità e densità sonora, Lunghezza d'onda, frequenza, Velocità del suono nei vari mezzi, Impedenza acustica, Onde piane, sferiche, cilindriche, Onde stazionarie, i raggi sonori, Fenomeni acustici d’interfaccia: assorbimento, riflessione, trasmissione, diffusione; Materiali e Sistemi fonoassorbenti e fonoisolanti; Assorbimento del suono nell’aria; Livelli sonori, Scala dei decibel, Metrica dei livelli sonori; Spettri sonori; Caratteristiche dei segnali sonori; Introduzione all’analisi in frequenza; Filtri di 1/n d’ottava; Curve di ponderazione spettrali e temporali; Acustica psicofisica: Sistema uditivo umano, Proprietà delle sensazioni uditive e loro valutazione; Caratteristiche generali dei fenomeni acustici e del disturbo acustico e parametri di valutazione, danno da rumore, Audiogramma, Livello sonoro pesato "A", "B", "C", "D"; Isofoniche.
Strumentazione e tecniche di misura
Misura del fenomeno acustico: Strumentazione, Microfoni, Accelerometri, Amplificatori, Filtri, Fonometri, Analizzatori real time e FFT, specifiche tecniche e requisiti, classi di precisione, tolleranza, direttività, range dinamico, sensibilità. Eventi sonori. Analisi statistica distributiva e cumulativa. Componenti impulsive e tonali.Calibrazione e verifica periodica.
La normativa nazionale e regionale e la regolamentazione comunale
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 regolamentazione comunale.
La propagazione del suono e l'acustica degli ambienti confinati
Rumore in ambiente esterno: Divergenza geometrica, Cause di attenuazione acustica: Atmosfera, Effetto del vento, Effetto dei gradienti di temperatura, Effetto suolo, Vegetazione, Ostacoli alla propagazione sonora; Dimensionamento di barriere acustiche; Valutazione di impatto ambientale; Rumore da impianti industriali; Rumore da traffico stradale, ferroviario, aereo.Acustica degli ambienti chiusi: Trattazione geometrica; Riverberazione, Formula di Sabine
Il rumore delle infrastrutture di trasporto lineari
Le infrastrutture di trasporto: il rumore delle infrastrutture di trasporto lineari e introduzione alla sua modellizzazione. Barriere acustiche: teoria e metodi di dimensionamento.
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.
La frequenza è obbligatoria perchè il corso è conforme a quanto previsto dal D.Lgs 42/2017 per la formazione dei tecnici competenti in acustica.
Esame scritto e se richiesto dallo studente colloquio orale.
http://www.regione.toscana.it/-/inquinamento-acustico
Il corso rappresenta la prima parte del percorso per il riconoscimento della qualifica di tecnico competente in acustica così come delineato nel decreto legislativo 42/2017.
A questo corso segue quello di Acustica ambientale applicata con laboratorio di dodici crediti.
