Ottimizzazione dell'acustica degli ambienti: come ottenere una collaborazione di successo tra architetti e clienti

Livelli di rumore elevati possono non solo compromettere il benessere, ma anche causare gravi problemi di salute come malattie cardiache, acufeni e privazione del sonno. Pertanto, l'ottimizzazione dell'acustica ambientale è un fattore cruciale nella progettazione degli edifici; tuttavia, questo aspetto è spesso sottovalutato.

I diversi requisiti acustici per le diverse destinazioni d'uso degli ambienti rendono essenziale la collaborazione tra architetti e proprietari di edifici fin dalle prime fasi . Anche la competenza degli esperti in acustica ambientale è fondamentale per ottenere una progettazione acustica ottimale. L'acustica edilizia è responsabile dell'analisi dettagliata delle condizioni acustiche negli edifici residenziali e commerciali e della pianificazione di progetti strutturali per ottimizzarle.

Contrariamente a quanto si possa pensare, tuttavia, l'acustica ambientale va ben oltre la semplice ottimizzazione dei tempi di riverberazione. Gli architetti possono influenzare in modo specifico il modo in cui il suono viene riflesso, assorbito e diffuso attraverso una pianificazione strategica degli spazi. Rivolgersi a tecnici acustici professionisti è di grande aiuto quando si tratta di risparmiare tempo e ottenere risultati soddisfacenti.

Perché l'acustica della stanza deve essere pianificata in anticipo

Problemi acustici possono verificarsi in quasi tutti gli ambienti non trattati, sia negli edifici nuovi che in quelli esistenti. Per garantire il successo a lungo termine di un progetto edilizio, è fondamentale pianificare l'acustica degli ambienti fin dalle prime fasi.

L'acustica come parte della percezione spaziale

La nostra percezione uditiva in una stanza è fortemente influenzata dalla sua acustica. Con circa 25.000 cellule ciliate sensoriali, le nostre orecchie possono elaborare circa 50 impressioni al secondo, il doppio dell'occhio. Sono anche in grado di distinguere con precisione circa 400.000 suoni diversi. Nonostante le prestazioni superiori delle nostre orecchie rispetto ai nostri occhi, l'architettura continua a dare maggiore importanza all'aspetto visivo rispetto a quello uditivo.

La geometria della stanza e le superfici riflettenti, come il cemento a vista o il vetro, determinano il riverbero di una stanza. Questa forma di percezione, nota anche come udibilità, ha un impatto diretto sul modo in cui percepiamo e utilizziamo uno spazio.

Conseguenze della scarsa acustica per gli utenti e i proprietari degli edifici

La ricerca dimostra che anche livelli di rumore bassi e persistenti possono causare mal di testa, affaticamento, problemi di concentrazione, stress, ansia e, nei casi peggiori, depressione. Nei casi più estremi, può persino causare danni all'udito.

Negli uffici il rumore è un fastidio significativo che riduce le prestazioni e aumenta la frequenza degli errori nei lavori che richiedono molta conoscenza.

La scarsa intelligibilità del parlato è la ragione per cui le persone sono costrette a parlare più forte; ciò aumenta il livello di rumore complessivo e porta a una spirale negativa.

Nelle scuole, i livelli di rumore spesso superano gli 85 dB(A), un livello al di sopra del quale è necessario indossare protezioni acustiche. Nei ristoranti, la scarsa acustica spesso spinge i clienti ad andarsene prima del previsto.

Perché l'ottimizzazione successiva dell'acustica non ha senso

Gli interventi strutturali per ridurre il tempo di riverberazione sono spesso costosi e difficili da implementare se pianificati a posteriori. Pertanto, un'ottimizzazione acustica professionale dovrebbe essere pianificata fin dall'inizio.

Ciò è particolarmente importante per la seguente circostanza: l'architettura moderna si basa spesso su materiali fonoassorbenti come vetro e cemento, che causano elevate riflessioni sonore e tempi di riverberazione.

I vantaggi di una progettazione acustica tempestiva sono quindi pressoché evidenti: evita costi indesiderati derivanti da interventi di miglioramento successivi, consente di integrare l'acustica nel concept progettuale e migliora l'uso efficiente degli spazi. Una comunicazione tempestiva tra architetti, clienti e tecnici acustici è utile per definire congiuntamente i requisiti acustici durante il processo di progettazione.

Assegnazione dei compiti: chi assume quale ruolo nel processo di pianificazione?

Una progettazione acustica ambientale di successo è il risultato della collaborazione tra diverse parti interessate. Una chiara ripartizione di compiti e responsabilità è la base per risultati ottimali.

Compiti dell'architetto in materia di acustica

Gli architetti prendono decisioni fondamentali sulla geometria, le dimensioni e i materiali degli ambienti, che hanno un impatto diretto sulla qualità acustica. Già in fase di progettazione , è auspicabile che gli architetti considerino sfide come l'uso eccessivo di vetro o la creazione di spazi aperti e multifunzionali.

Tuttavia, non è necessario che la forma architettonica di base sia perfetta in questa fase. Con opportuni accorgimenti secondari, quasi tutte le strutture primarie possono essere rese acusticamente funzionali.

Quando è opportuno consultare un esperto di acustica ambientale

ingegnere fisico edile viene spesso consultato per affrontare gli aspetti dell'isolamento acustico e dell'acustica ambientale. È consigliabile coinvolgere questi esperti fin dalle prime fasi di progettazione. È particolarmente importante coinvolgerli fin dalle prime fasi di progetti edilizi complessi come auditorium o sale da concerto, poiché è necessario soddisfare requisiti molto diversi.

Scambio tra architetto e acustico

Comunicazione e dialogo sono fondamentali per definire congiuntamente i requisiti acustici fin dalle prime fasi del processo di progettazione. La storia ci ha insegnato che la combinazione di competenza, esperienza e comunicazione continua produce i risultati migliori.

Responsabilità del cliente per le decisioni acustiche

La responsabilità principale nel processo di progettazione acustica ricade sul cliente. È tenuto a valutare l'impatto acustico fin dalle prime fasi di progettazione e a specificare i requisiti specifici nel capitolato d'oneri. È inoltre tenuto a contattare tempestivamente le autorità competenti qualora non sia possibile escludere impatti ambientali dannosi.

Fondamenti tecnici per una collaborazione di successo

Una collaborazione di successo tra architetti e clienti richiede una conoscenza condivisa dei fondamenti tecnici dell'acustica ambientale. Questa conoscenza consente di prendere decisioni consapevoli ed evita costose correzioni dopo il completamento dei lavori.

Concetti di base: tempo di riverberazione, propagazione del suono, frequenza

Il parametro chiave dell'acustica ambientale è il tempo di riverberazione ; si misura in secondi. Indica quanto tempo impiega il livello di pressione sonora in una stanza a diminuire di 60 dB. Originariamente sviluppato dal fisico americano Wallace Clement Sabine , si calcola utilizzando la formula T = 0,163 × V/A . Dove V rappresenta il volume della stanza in m³ e A rappresenta l'area di assorbimento acustico equivalente in m².

Il suono viaggia prima come suono diretto , seguito dalle prime riflessioni dalle pareti, che a loro volta vengono riflesse e smorzate. È sorprendente che il suono viaggi più velocemente nei materiali più densi che nell'aria.

Le frequenze determinano l'altezza: i toni bassi si udiscono a basse frequenze, mentre i toni alti si udiscono ad alte frequenze. L'efficacia delle misure acustiche varia notevolmente a seconda della frequenza.

Materiali e loro proprietà acustiche

Nella scienza dei materiali si distingue tra:

• Assorbitori porosi come tappeti, materiali isolanti o tende: riducono in particolare i suoni a media e alta frequenza.
• Assorbitori di risonanza come il cartongesso: risuonano e quindi assorbono i suoni a bassa frequenza.
• Risonatori di Helmholtz : sfruttano l'eccitazione di masse d'aria attraverso fessure o fori.

Il coefficiente di assorbimento acustico α indica quanto bene un materiale assorbe il suono; può assumere valori compresi tra 0 (riflessione completa) e 1 (assorbimento completo).

Comprensione del rumore e dei difetti acustici nella stanza

Per comprendere i problemi dell'acustica, è necessario distinguere due categorie principali di rumore e difetti:

1. Suono aereo : si diffonde attraverso onde di pressione nell'aria. In ambienti chiusi, si manifesta principalmente come riverberazione o tempo di riverberazione eccessivo.
2. Suono trasmesso per via strutturale : trasmesso direttamente attraverso elementi strutturali solidi sotto forma di vibrazioni. Comporta il trasferimento di energia da un punto all'altro della struttura, dove si esprime nuovamente come suono nell'aria.

RUHIG Sound Insulation ci fornisce un confronto diretto tra una buona e una cattiva acustica ambientale utilizzando l'esempio di un ufficio nel seguente video:

Simulazioni e pianificazione 3D come base comune

Prima della costruzione, una simulazione acustica 3D per determinare come si propagherà il suono. Il punto di partenza dovrebbe essere un modello 3D completo dello spazio . Esistono molti metodi diversi per farlo, tra cui modelli statistici, ray tracing e persino complessi metodi agli elementi finiti.

Evitare gli errori tipici nella scelta dei materiali

Un problema comune è che le diverse bande di frequenza non vengono assorbite in modo uniforme. Se il tempo di riverberazione non è uniforme su tutte le bande di frequenza, l'acustica può deteriorarsi. Inoltre, posizionare gli assorbitori nella posizione sbagliata può portare a risultati non ottimali.

Ad esempio, nelle aule universitarie, gli assorbitori non dovrebbero essere montati sul soffitto o dietro l'altoparlante.

La creazione di un'acustica ambientale ideale dovrebbe essere fatta in modo strategico

L'  acustica ambientale ideale  si ottiene combinando due principi complementari: l'assorbimento acustico e l'isolamento acustico.

• L'assorbimento acustico  si concentra sulla riduzione dell'energia sonora all'interno di una stanza, riducendo il tempo di riverberazione e riducendo al minimo il riverbero.
• L'isolamento acustico  ha lo scopo di impedire la trasmissione del suono da una stanza all'altra mediante un'adeguata costruzione dell'edificio.

Un efficace isolamento acustico di una parete  si ottiene aumentandone la massa superficiale e utilizzando una struttura multistrato. I punti critici per la trasmissione del suono sono le aperture e i giunti nelle pareti, come porte, finestre, prese elettriche o attraversamenti di tubi. Per aumentarne l'efficacia, è necessario utilizzare versioni acustiche con valori di isolamento acustico più elevati, utilizzare porte e guarnizioni acustiche speciali e isolare tutti gli attraversamenti di tubi e cavi.

L'implementazione di questi principi consente di trasformare spazi problematici in ambienti acusticamente piacevoli. Investire in una soluzione acustica adeguata, quindi, non riguarda solo il comfort, ma migliora anche la funzionalità dello spazio e la qualità della vita dei suoi utenti. Quindi, scegliete con saggezza.

Le migliori pratiche dalla pratica

La prova migliore dell'efficacia nell'implementazione dei concetti acustici sono gli esempi concreti, che dimostrano come la teoria possa essere applicata con successo nella pratica.

Esempio 1: sala conferenze multifunzionale

VILCO Conference Center di Bad Vilbel è stato installato un sistema elettroacustico che crea diverse acustiche ambientali con la semplice pressione di un pulsante.

Un effetto impressionante: i MAKUSTIK FeinMikro, con 467.000 fori per metro quadrato, consentono un assorbimento acustico eccezionalmente elevato. Il "Voice Lift" consente agli altoparlanti di suonare senza microfono, mentre il riverbero elettronico può essere aggiunto per le performance musicali.

Esempio 2: Edificio scolastico con zone insonorizzate

La Elbschule per bambini con disabilità uditive è un ottimo esempio di acustica ambientale accessibile. I nuovi concetti scolastici comportano sfide uniche: gli ambienti di apprendimento aperti richiedono nuove soluzioni per la progettazione acustica. La Fondazione Montag per la Gioventù e la Società ha pubblicato nel 2023 una guida di 120 pagine che offre suggerimenti concreti per cluster e spazi di apprendimento aperti.

Esempio 3: Edificio residenziale con home cinema

Gli home theater richiedono un equilibrio tra spazio abitativo e acustica ottimale. Gli assorbitori angolari sono una soluzione efficace per contrastare le frequenze inferiori a 100 Hz. Gli schermi acustici , che fungono anche da elementi decorativi, sono ideali per le riflessioni precoci. La moquette a pelo lungo assorbe le alte frequenze creando al contempo un'atmosfera cinematografica accogliente.

Cosa hanno in comune tutti i progetti di successo

Il successo dei progetti dipende spesso da una pianificazione acustica tempestiva. Ad esempio, a Dubai, sono stati integrati nel progetto pannelli acustici in fieno alpino con un tempo di riverberazione di αw = 0,85 secondo la norma DIN ISO EN 354.

Nella sala concerti Blaibach viene utilizzato calcestruzzo di ghiaia di vetroresina, che presenta eccellenti valori di isolamento e proprietà acustiche sorprendentemente buone.

In definitiva, la collaborazione tra architetti, acustici e proprietari degli edifici è fondamentale per conciliare i requisiti tecnici con le esigenze estetiche.

Riassumiamo

È importante sottolineare che il miglioramento dell'acustica di un ambiente è un processo complesso che richiede la collaborazione di diversi esperti. Per risultati ottimali, architetti, proprietari di immobili ed esperti di acustica dovrebbero avviare un dialogo professionale fin dalle prime fasi.

È fondamentale considerare la pianificazione acustica fin dall'inizio. Apportare modifiche in un secondo momento non solo è costoso, ma spesso anche difficile da implementare.

La selezione dei materiali e il loro posizionamento strategico sono di fondamentale importanza. Anche se il tempo di riverberazione è matematicamente corretto, un assorbimento sbilanciato e frequenze variabili possono portare a risultati insoddisfacenti.

Esigenze di utilizzo diverse richiedono soluzioni individuali, come dimostrano gli esempi pratici qui presentati. Mentre un centro congressi richiede condizioni acustiche variabili, gli edifici scolastici con ambienti di apprendimento aperti presentano sfide diverse.

Esistono tuttavia fattori comuni di successo: la pianificazione nella fase iniziale, la collaborazione tra discipline e la ricerca di un equilibrio tra requisiti tecnici ed esigenze estetiche.

In sintesi, un'acustica ambientale efficace è molto più di un semplice ascolto piacevole: preserva la salute degli occupanti, aumenta il loro benessere e migliora significativamente la qualità funzionale degli spazi. La chiave di tutto questo è il dialogo tra tutte le parti interessate: prima si inizia, migliore sarà il risultato finale.