Misura in camera riverberante secondo ISO 354: procedura, campione, costi

La ISO 354 descrive la misura dell’assorbimento acustico in camera riverberante. La camera riverberante genera un campo sonoro diffuso, in cui il suono raggiunge il campione da tutte le direzioni. Questo corrisponde alla situazione degli ambienti reali. Il risultato è il coefficiente di assorbimento acustico αs per banda di terzo d’ottava, cioè la quota dell’energia sonora incidente che il prodotto non riflette.

Si misura il prodotto, non solo il materiale: stratigrafia, spessore, foratura, velo e tipo di montaggio entrano nel risultato. Per questo la misura in camera riverberante è la prova che tecnici acustici e capitolati richiedono per pannelli acustici, pannelli a soffitto, vele acustiche, pareti divisorie o tende. La misura con tubo a impedenza secondo ISO 10534-2 caratterizza invece piccoli campioni di materiale a incidenza normale.

La norma richiede un volume di almeno 150 m³; per le camere nuove si raccomandano 200 m³. Oltre i 500 m³ l’assorbimento dell’aria limita la precisione alle alte frequenze. Le camere di prova più comuni hanno tra 200 e 400 m³. Le pareti sono acusticamente riflettenti, nessuna coppia di dimensioni sta in un rapporto semplice di numeri interi e i diffusori a soffitto e alle pareti garantiscono la necessaria diffusività del campo sonoro.

Temperatura e umidità dell’aria vengono registrate perché l’aria stessa assorbe. La misura a vuoto e la misura con il campione devono avvenire in condizioni comparabili, altrimenti l’assorbimento dell’aria falsa la differenza.

Gli assorbitori piani vengono provati come superficie rettangolare continua. La ISO 354 richiede da 10 a 12 m²; per camere oltre i 200 m³ il limite superiore può crescere con il fattore (V/200)^(2/3). Il rapporto tra i lati è compreso tra 0,7 e 1 e nessun bordo del campione dista meno di 1 m da uno spigolo della camera. In pratica bastano di solito circa 11 m². I bordi vengono coperti con una cornice acusticamente riflettente, perché le superfici di taglio non assorbano a loro volta.

Il tipo di montaggio concorre a determinare il risultato e per questo figura nel rapporto di prova. La ISO 354 prevede tipi di montaggio normalizzati: il tipo A è appoggiato direttamente sulla superficie, il tipo B è incollato direttamente su un supporto rigido, il tipo E ha un’intercapedine d’aria retrostante indicata in millimetri (E-200 significa 200 mm di distanza, tipico dei controsoffitti), il tipo G vale per le tende distanziate dalla parete. Ogni tipo di montaggio è una misurazione a sé.

Gli oggetti singoli come vele acustiche, baffle, pareti divisorie o arredi non si misurano come superficie ma come oggetto. Di regola bastano tre esemplari identici. Il risultato è l’area di assorbimento equivalente per oggetto; la valutazione è regolata dalla ISO 20189. Per tutti i campioni vale: inviare la versione di serie, descrivere la stratigrafia per iscritto, contrassegnare gli esemplari.

Prima si misura il tempo di riverberazione della camera vuota, poi il tempo di riverberazione con il campione inserito. Entrambi per ogni banda di terzo d’ottava da 100 a 5.000 Hz, cioè in 18 bande. L’eccitazione avviene con rumore interrotto o tramite la risposta all’impulso integrata; di norma si valuta il T20 dal tratto di decadimento tra 5 e 25 dB sotto il livello iniziale.

Per una media affidabile la norma richiede almeno 12 curve di decadimento per banda da più posizioni di altoparlante e microfono, per esempio due posizioni di altoparlante e sei di microfono. I microfoni distano almeno 1,5 m tra loro, 2 m dall’altoparlante e 1 m dalle superfici della camera e dal campione.

L’area di assorbimento equivalente di un ambiente si ricava da Sabine: A = 55,3 · V / (c · T), con V il volume, c la velocità del suono e T il tempo di riverberazione. Inoltre si sottrae l’assorbimento dell’aria con il termine 4 · V · m. Il campione fornisce la differenza A_T = A_2 (con campione) meno A_1 (a vuoto). Il coefficiente di assorbimento acustico è quindi αs = A_T / S, con S l’area del campione.

Per gli oggetti singoli A_T viene diviso per il numero di oggetti e indicato come area di assorbimento equivalente per oggetto in metri quadrati. Il calcolatore qui sotto mostra la relazione per una camera riverberante qualsiasi: inserire volume, area del campione ed entrambi i tempi di riverberazione, leggere αs.

La ISO 11654 ricava dai 18 valori in terzi d’ottava un valore unico. Prima i valori in terzi d’ottava vengono mediati in coefficienti di assorbimento acustico pratici αp per banda d’ottava da 250 a 4.000 Hz e arrotondati a 0,05; i valori superiori a 1,00 vengono posti pari a 1,00. Poi una curva di riferimento normalizzata viene spostata a passi di 0,05 finché la somma degli scostamenti sfavorevoli è al massimo 0,10. Il valore della curva spostata a 500 Hz è il coefficiente di assorbimento acustico ponderato αw.

Da αw deriva la classe di assorbimento acustico: A da 0,90, B tra 0,80 e 0,85, C tra 0,60 e 0,75, D tra 0,30 e 0,55, E tra 0,15 e 0,25. Se la curva misurata supera la curva di riferimento in un intervallo di almeno 0,25, si aggiunge un indicatore di forma L, M o H. αw e classe valgono sempre solo per la stratigrafia misurata, tipo di montaggio compreso.

Un rapporto di prova secondo ISO 354 descrive l’oggetto di prova (stratigrafia, dimensioni, massa areica o densità, tipo di montaggio), la camera di prova (volume, superficie), le condizioni climatiche, il metodo di misura e il numero di posizioni di misura. Il cuore è la tabella con αs per banda di terzo d’ottava, di solito con i tempi di riverberazione sottostanti e in forma di curva. Secondo ISO 11654 si aggiungono αp per ottava, αw, classe di assorbimento e indicatore di forma.

Per il capitolato contano αw con il tipo di montaggio e i valori per banda. Un rapporto senza indicazione del tipo di montaggio è solo metà dell’informazione: un pannello a soffitto misurato con E-200 può risultare nettamente più debole se incollato direttamente (tipo A).

I laboratori di prova in Germania non pubblicano prezzi per le misure secondo ISO 354; le offerte si ottengono su richiesta. Tramite Acoustic Index una misura in camera riverberante costa 590 EUR a misurazione, montaggio in camera riverberante e rapporto di prova con αs, αp, αw e classe di assorbimento inclusi. Con più misurazioni il prezzo unitario scende. I campioni vengono accettati da tutta Europa, basta un’e-mail.

A determinare il prezzo è il numero delle configurazioni: ogni tipo di montaggio e ogni variante è una misurazione a sé. Chi vuole documentare più spessori o intercapedini li pianifica come serie di misurazioni e beneficia del prezzo unitario più basso.

Il tubo a impedenza secondo ISO 10534-2 misura piccoli campioni circolari a incidenza normale. È rapido ed economico, ideale per lo sviluppo dei materiali e per i dati sui materiali. Non fornisce però una prova sul prodotto: tipo di montaggio, foratura, cornice ed effetti di bordo non compaiono, e i valori non sono confrontabili con αs della camera riverberante.

Per capitolati, software di progettazione e confronto con la concorrenza conta la misura in camera riverberante. Su Acoustic Index le fonti dei dati sono perciò contrassegnate: misura in camera riverberante del prodotto, tubo a impedenza, misura sul materiale o scheda tecnica del produttore.

Le camere riverberanti differiscono per volume, diffusività e lunghezza dei bordi del campione. Le prove interlaboratorio mostrano tra i laboratori scostamenti da alcuni centesimi fino a circa 0,1 in αs, soprattutto sotto i 250 Hz. I confronti tra prodotti sono quindi più affidabili quando tipo di montaggio e dimensioni del campione coincidono; nel caso ideale le misure provengono dallo stesso laboratorio.

Valori superiori a 1,0 si verificano. Nascono dalla diffrazione ai bordi del campione, che aumenta la superficie efficace, e sono un effetto di misura del metodo, non una caratteristica del prodotto. La ISO 354 li lascia così come sono, la ISO 11654 limita αp a 1,00. Indicazioni come αw 1,2 non sono attendibili.