Ottimizzazione dell'acustica degli ambienti: come garantire una collaborazione di successo tra architetti e proprietari di edifici

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 degli ambienti è un fattore cruciale nella progettazione degli edifici; tuttavia, questo aspetto è spesso sottovalutato.

I diversi requisiti acustici dei diversi utilizzi degli ambienti rendono una collaborazione tempestiva tra architetti e proprietari di edifici Anche la competenza degli esperti in acustica ambientale L'acustica ha il compito di analizzare approfonditamente le condizioni acustiche negli edifici residenziali e commerciali e di progettare le strutture edilizie in modo da ottimizzarle.

Contrariamente a quanto si possa pensare, l'acustica ambientale va ben oltre la semplice ottimizzazione dei tempi di riverberazione. Attraverso una pianificazione strategica degli spazi, gli architetti possono influenzare in modo specifico il modo in cui il suono viene riflesso, assorbito e diffuso. I professionisti dell'acustica sono una risorsa preziosa quando si tratta di risparmiare tempo e ottenere un risultato soddisfacente.

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 vecchi. Per garantire il successo a lungo termine di un progetto di costruzione, è fondamentale pianificare l'acustica degli ambienti fin dalle prime fasi del processo.

L'acustica come parte della percezione spaziale

La nostra percezione del suono 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 toni diversi. Nonostante le capacità superiori delle nostre orecchie rispetto ai nostri occhi, l'architettura continua a dare più importanza alla vista che all'udito.

La geometria di una stanza e le superfici riflettenti come il cemento a vista o il vetro ne determinano il riverbero. Questa forma di percezione, nota anche come udibilità, influenza direttamente il modo in cui percepiamo e utilizziamo uno spazio.

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

Le ricerche dimostrano che anche livelli di rumore bassi ma persistenti possono causare mal di testa, affaticamento, problemi di concentrazione, stress, ansia e, nei casi peggiori, depressione. Nei casi più estremi, possono persino verificarsi danni all'udito.

Negli uffici, il rumore è un fattore di disturbo significativo che riduce le prestazioni e aumenta il tasso di errore 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 effettivamente necessario indossare protezioni acustiche. Nei ristoranti, la scarsa acustica è spesso la ragione per cui i clienti lasciano il locale prematuramente.

Perché non è consigliabile un'ottimizzazione successiva dell'acustica

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

Ciò è particolarmente importante per la seguente circostanza: l'architettura moderna si affida spesso a materiali fonoriflettenti 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 dovuti a ristrutturazioni, consente di integrare l'acustica nel concept progettuale e migliora l'uso efficiente degli spazi. È consigliabile una comunicazione tempestiva tra architetti, committenti e tecnici acustici 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 suddivisione di compiti e responsabilità è la base per risultati ottimali.

I compiti dell'architetto in materia di acustica

Gli architetti prendono decisioni fondamentali in merito alla geometria, alle dimensioni e ai materiali degli ambienti , che incidono direttamente sulla qualità acustica. Già in fase di progettazione , è auspicabile che gli architetti considerino sfide come l'uso eccessivo del 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 consultare un esperto di acustica ambientale

Spesso, per affrontare gli aspetti dell'isolamento acustico ingegnere edile . È consigliabile coinvolgere questi specialisti fin dalle prime fasi di progettazione. Ciò è particolarmente importante per 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 durante il processo di progettazione. L'esperienza passata ha dimostrato che la combinazione di competenza, esperienza e comunicazione continua produce i risultati migliori.

Responsabilità del proprietario nelle decisioni acustiche

Il committente ha la responsabilità primaria nel processo di progettazione acustica. Già in fase di progettazione, deve valutare l'impatto acustico e definire requisiti specifici nelle specifiche di progetto. Deve inoltre contattare tempestivamente le autorità competenti qualora non si possano escludere impatti ambientali dannosi.

Fondamenti tecnici per una collaborazione di successo

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

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

Il parametro chiave nell'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 si propaga inizialmente 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: le basse frequenze producono toni gravi, mentre le alte frequenze producono toni acuti. L'efficacia delle misure acustiche varia notevolmente con la 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: vibrano e assorbono così 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 propaga attraverso le onde di pressione nell'aria. In ambienti chiusi, si manifesta principalmente come riverberazione o tempo di riverberazione eccessivo.
2. Suono trasmesso per via strutturale : viene trasmesso direttamente attraverso elementi solidi dell'edificio sotto forma di vibrazioni. Comporta il trasferimento di energia da un punto all'altro della struttura, dove si manifesta nuovamente come suono nell'aria.

L'isolamento acustico RUHIG fornisce un confronto diretto tra una buona e una cattiva acustica ambientale, prendendo come esempio un ufficio nel seguente video:

Simulazioni e pianificazione 3D come base comune

Prima di iniziare la costruzione, una simulazione acustica 3D per determinare come si propagherà il suono. Il punto di partenza dovrebbe essere un modello 3D completo della stanza . 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 in modo errato può portare a risultati non ottimali.

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

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

 L'acustica  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 della 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 attraverso opportune costruzioni edilizie.

Un efficace isolamento acustico di una parete  si ottiene aumentandone la massa superficiale e utilizzando strutture 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 indici di isolamento acustico più elevati, 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 influisce quindi non solo sul comfort, ma anche sulla funzionalità dello spazio e sulla qualità della vita di chi lo abita. Quindi, scegliete con saggezza.

Le migliori pratiche dall'esperienza del mondo reale

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

Esempio 1: Sala conferenze multifunzionale

I moderni centri congressi dovrebbero adattarsi a tutti i possibili formati di evento. Nel centro congressi VILCO 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 micropannelli sottili MAKUSTIK "Voice Lift" consente agli altoparlanti di esibirsi senza microfono, mentre il riverbero elettronico può essere aggiunto per le esibizioni musicali.

Esempio 2: Edificio scolastico con zone insonorizzate

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

Esempio 3: Casa con home cinema

Gli home theater richiedono un rapporto equilibrato tra ambiente abitativo e acustica ottimale . Gli assorbitori angolari sono una soluzione efficace per contrastare le frequenze inferiori a 100 Hz. I pannelli acustici , che fungono anche da elementi decorativi, sono ideali per le prime riflessioni. Un tappeto a pelo lungo assorbe le alte frequenze creando allo stesso tempo un'accogliente atmosfera cinematografica.

Cosa hanno in comune tutti i progetti di successo

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

Nella sala concerti Blaibach è stato utilizzato calcestruzzo di ghiaia di vetro schiumato, 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 specialisti. 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. Eventuali correzioni successive non solo sono costose, ma spesso anche difficili da implementare.

La selezione dei materiali e la loro disposizione strategica sono di fondamentale importanza. Anche calcolando correttamente il tempo di riverberazione, un assorbimento non bilanciato e frequenze diverse possono portare a risultati insoddisfacenti.

Esigenze di utilizzo diverse richiedono soluzioni individuali. Gli esempi pratici presentati lo dimostrano. Mentre un centro congressi necessita di condizioni acustiche variabili, gli edifici scolastici con spazi 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: protegge la salute degli utenti, aumenta il loro benessere e migliora significativamente la qualità funzionale degli spazi. La chiave di tutto questo è il dialogo tra tutte le parti coinvolte: prima si inizia, migliore sarà il risultato finale.