Sale con acustica difficile: il caso Villa Galli

Gli strumenti del fonico
13 Aprile 2018
Ad inizio 2018, il network Kalisode ha gestito la produzione di un evento dal vivo nella struttura di Villa Galli in Sabina.
Il committente aveva chiesto una diffusione audio per il parlato al microfono e musica di sottofondo, con la delimitazione di una zona per ballare e musica dal vivo all’interno della sala stessa.
L’acustica della sala, con una volta di 5 metri e un tempo di riverberazione di oltre 3 secondi, poneva un grosso ostacolo alla realizzazione delle richieste del cliente e, soprattutto, avrebbe innescato un forte disagio per le conversazioni tra gli ospiti.
In questo articolo analizzerò passo dopo passo come ho effettuato le previsioni e i lavori di progettazione del sistema elettroacustico a partire dai disegni della struttura, dai rendering e da un sopralluogo.
Il lavoro è stato suddiviso in cinque passaggi: Rilievi acustici, Modello di calcolo, Simulazione della sala allestita, Intervento di correzione acustica e Sistema di sonorizzazione. Vediamoli in sequenza.

 

 

 

  1. Rilievi acustici

 

Sono partito costruendo il modello acustico della sala. Ci serviva per prevedere i tempi di riverbero

durante l’evento e per progettare il sistema elettroacustico. Non cercavamo misure assolute,

ma volevamo valutare l’andamento dei campionamenti e capire se questi fossero attendibili.

I rilievi acustici sono stati presi con una sorgente dodecaedrica e il campionamento della risposta

all’impulso della sala è stato ottenuto con il metodo dello sweep sinusoidale esponenziale. La

risposta è stata campionata, in accordo con la norma ISO 3382, in diversi punti della sala. Per

ciascuna posizione sono stati calcolati i parametri acustici principali e i risultati sono stati mediati

tra loro.

 

 

 

 

Il rilievo della risposta acustica a sala vuota non poteva essere preso come riferimento, ma ha

permesso di tarare il modello di calcolo (basato sul software AFMG EASE) nelle condizioni

previste dall’allestimento, con un folto numero di persone all’interno.

 

 

 

Tempo di riverberazione medio misurato a sala vuota.

 

 

  1. Modello di calcolo

 

Grazie ai disegni CAD della struttura realizzati dagli altri membri di

Kalisode, è stato costruito un modello di calcolo tridimensionale. Sono stati mantenuti i soli

dettagli significanti dal punto di vista acustico. Ad ogni superficie del modello è stato

assegnato un coefficiente di assorbimento da letteratura tecnico-scientifica e dal database del software di calcolo.

 

 

Modello CAD di calcolo – sala vuota.

 

 

Il modello è stato tarato per convalidarlo con le misure prese a sala vuota. Le simulazioni e le

misurazioni risultavano essere in buona corrispondenza, così il modello acustico di simulazione

della sala è stato valutato attendibile.

 

 

Confronto tempo di riverberazione misurato e simulato a sala vuota.

 

 

  1. Simulazione sala allestita

 

Dal CAD realizzato e tarato a sala vuota, sono stati aggiunti tavoli e ospiti. Attraverso una

simulazione è stato possibile conoscere i nuovi parametri acustici. I valori rilevati sono stati

confrontati con quelli di riverberazione ottimale per una sala di circa 900 mc.

 

 

Tempo di riverberazione simulato configurazione sala allestita a confronto con sala vuota e valori obiettivo.

 

 

Si notava che la presenza dell’arredamento e delle persone portava ad una riduzione della riverberazione,

ma la sua entità non era comunque sufficiente a mantenere i valori all’interno di quelli obiettivo.

 

 

  1. Intervento di correzione acustica

 

Sulla base delle considerazioni precedenti, abbiamo provato a ridurre i tempi di riverberazione

dell’ambiente. Per farlo occorre intervenire sulla geometria o sulla tipologia dei materiali delle

superfici limite, ma nel caso di installazioni temporanee gli interventi sono fortemente limitati dai

costi e dall’architettura della sala. In pratica le operazioni possibili si limitano alla possibilità di

introdurre dei tendaggi.

È stato proposto e accettato un intervento basato su 55 mq di tendaggio in cotone/velluto di

grammatura media (circa 500 g/mq), distanziato 10 – 15 cm dalle pareti. La posizione dei

tendaggi è riportata nella figura seguente.

 

 

Posizionamento tendaggi nelle aree di colore giallo.

 

 

È stato stimato anche l’effetto dell’intervento di correzione. A fronte di un intervento di correzione poco oneroso,

si otteneva un buon risultato di riduzione della riverberazione, soprattutto dai 630 Hz in su.

 

 

Confronto tempo di riverberazione con e senza intervento di correzione acustica.

 

L’intervento di correzione proposto appare essere l’intervento minore che dia come risultato l’evitare dell’innescarsi del meccanismo di aumento del livello, anche noto come “cocktail party effect” (Vedi appendice “Comfort acustico).

 

 

  1. Sistema di sonorizzazione

 

Con lo stesso modello di calcolo CAD è stato possibile valutare diverse soluzioni per il sistema

di amplificazione del parlato e musica di sottofondo, e per una zona dove suonare e riprodurre musica dal vivo,

minimizzando l’impatto sul resto della sala.

 

La regia prevedeva un mixer Yamaha QL1 e sei canali di amplificazione d&b d12 e d6.

 

Anche in questo caso la riverberazione gioca un ruolo fondamentale, ma a differenza

del caso precedente in cui le sorgenti erano distribuite all’interno della sala sotto forma di persone impegnate nella conversazione,

il sistema di sonorizzazione ha delle caratteristiche di direttività ben precise.

Per servire entrambe le esigenze, è stato utilizzato un sistema basato su 5 diffusori distribuiti e

montati in posizione sospesa, in corrispondenza dei punti di appendimento a disposizione nella sala,

con due impostazioni diverse di funzionamento.

 

 

Vista prospettica – sistema di sonorizzazione.

 

 

 

 

È stata effettuata una simulazione del livello, previa attenuazione ed equalizzazione del sistema,

impostando un livello SPL medio pari a 75 dB(A). Di seguito è riportata in forma grafica

l’attenuazione per i sistemi d&b E6 e d&b E12 nella configurazione di utilizzo per il parlato.

 

 

Attenuazione sorgenti per ottenere un livello costante di 75 dB(A) in sala.

 

 

Mappa del livello totale SPL broadband in dB(A).

 

Distribuzione del livello SPL totale broadband in dB(A).

 

 

Il livello sonoro era dunque ben distribuito e il 100% dei valori era contenuto in soli 2 dB(A), per

cui l’intera sala era coperta in modo uniforme.

Si verifica ora il livello di comprensibilità del parlato, in due condizioni,

la prima con elevato rumore di fondo imposto a 70 dB(A),

comparabile ad una situazione in cui gli ospiti sono intenti a parlare tra loro,

ed una in cui sono in silenzio durante un annuncio.

 

 

Distribuzione STI con alto rumore di fondo

 

 

Distribuzione STI con basso rumore di fondo

 

 

Quindi con il livello impostato a 75 dB(A) è possibile garantire, senza superare eccessivamente il rumore di fondo,

la comprensibilità di semplici messaggi per catturare l’attenzione degli ospiti.

Con rumore di fondo minore, lo STI sale fino ad un livello medio di 0.60,

che è considerato in letteratura un valore ottimale per la trasmissione del parlato

in ambienti non del tutto trattati acusticamente.

 

 

 

 

Si analizza ora il sistema nella configurazione musicale: qui veniva utilizzato un diffusore E12

(accoppiato ad un subwoofer cardioide d&b Y-SUB) posto

al di sopra di quella che può essere considerata l’area “pista da ballo”.

Il diffusore è stato simulato con un’attenuazione di 18 dB, per ottenere un livello di

pressione sonora di 95 dB(A). Era importante valutare l’impatto del sistema sul resto della sala,

visto che si cerca di minimizzare il più possibile tale livello.

 

 

Distribuzione livelli broadband in dB(A) – momento disco.

 

 

Si può notare un’attenuazione media di circa 10 dB rispetto al valore presente nell’area “disco”.

Tale valore può sembrare non molto elevato, ma descrive bene la situazione di un ambiente mediamente riverberante.

 

 

Conclusioni

 

Il trattamento acustico era una condizione necessaria all’ottenimento di un moderato comfort acustico,

altrimenti impossibile, che permettesse agli ospiti di dialogare tra loro.

Durante la fase di installazione la proprietà della location ha richiesto di mantenere

in vista gli affreschi perimetrali, questo ha fatto si che una parte degli attenuatori acustici sia stata

accorpata sull’area di fondo non contenente elementi pittorici.

Il sistema di sonorizzazione ha funzionato in modo adeguato sia come sistema distribuito per il parlato,

sia come sistema d’intrattenimento. Il trattamento acustico passivo ha permesso un buon funzionamento

sia del sistema elettro-acustico, sia per la confortevole permanenza degli ospiti nella sala.

 

 


 

 

Il Comfort acustico

Durante il ricevimento, le persone sedute ai tavoli desideravano ovviamente comunicare tra loro, con un normale livello tra 60 e 66 dB(A) ad un metro di distanza, necessario per rendere comprensibili i loro messaggi. Valori superiori corrispondevano ad uno sforzo vocale maggiore.
A causa della riverberazione, il suono generato dagli ospiti, sarebbe stato diffuso in tutto l’ambiente, ad un livello direttamente proporzionale al tempo di riverbero. Si può considerare che, ad un rapporto segnale/rumore di -6 dB corrisponde una comprensione del 75% circa delle frasi. Dato il tempo di riverberazione, gli ospiti avrebbero cercato di alzare il volume della conversazione per superare il rumore di fondo e farsi comprendere.

 

 

Al tempo, stesso l’aumento di volume delle conversazioni avrebbe portato ad un incremento del rumore di fondo, con un processo di continuo incremento del livello di rumore, fino ad arrivare al limite dello sforzo vocale.

Questo processo era dunque direttamente proporzionale alla riverberazione, per cui minimizzare la riverberazione ambientale equivaleva a migliorare il comfort acustico dell’ambiente.

Con le correzioni acustiche previste per l’installazione, il livello di rumore che è andato impattare sulla gamma vocale, considerata dai 300 Hz a 4 kHz, è stato notevolmente ridotto. Si è passato da una situazione in cui, per uno sforzo vocale normale di 60 dB(A) si aveva un rapporto segnale rumore di -7 dB(A) nell’ambiente non trattato, ad un valore di

-5 dB(A) per l’ambiente trattato, con conseguente aumento della comprensibilità.

Il valore di -5 dB(A) dell’ambiente trattato ha permesso agli ospiti di non alzare lo sforzo vocale, e conversare tranquillamente.