ITMI971702A1 - Pannello fonoassorbente ad assorbimento acustico per risonanza e procedimento di regolazione della frequenza di risonanza dello stesso - Google Patents

Description

PANNELLO FONOASSORBENTE AD ASSORBIMENTO ACUSTICO PER RISONANZA E PROCE DIMENIO DI REGOLAZIONE DELLA FREQUENZA DI RISONANZA DELLO STESSO

DESCRIZIONE:

La presente Invenzione ha per oggetto un pannello fonoassorbente ad assorbimento acustico per risonanza ed un procedimento di regolazione della frequenza di risonanza dello stesso.

Come è noto, i rivestimenti, i pannelli ed i vari materiali fonoassorbenti Impiegati per attenuare la riflessione del le. onde sonore all 'Interno di ambienti in cui s1 desidera controllare il cosiddetto "riverbero" o "tempo di riverberazione" possono essere di molti tipi , ed 1n ognuno dei quali le caratteristiche di fonoassorbenza sono dovute al verificarsi di fenomeni fisici almeno in parte diversi .

Ad esemplo possono essere previsti pannelli di tipo flessibile o pannelli vibranti costituiti da lamine sottili o membrane d1 materiale non poroso vincolate in corrispondenza del bordi esterni e distanziate dalle pareti dell 'ambiente in cui sono Inserite da un'intercapedine di qualche centimetro.

Le onde sonore, giungendo contro il pannello formato da tali lamine sottili , non fanno altro che spingerlo ed attirarlo, mettendo cosi in vibrazione sia il pannello che l 'aria retrostante.

Si crea perciò un sistema costituito da una massa (pannello) e da una molla (aria nell'Intercapedine) che vibrando dissipa una certa quantità di energia sonora.

Quanto più la frequenza del suono incidente è vicina alla frequenza di risonanza propria del sistema pannello-aria tanto maggiore è la dissipazione di energia sonora.

L'assorbimento acustico derivante dal fenomeno sopra sommariamente descritto risulta molto selettivo verificandosi solo'per quella o quelle frequenze, dipendenti tra l'altro dalle dimensioni dell'Intercapedine tra i pannelli e le pareti adiacenti, per le quali il sistema entra in risonanza.

Per allargare la banda di frequenza nella quale 1 pannelli vibranti sono efficaci si può collocare nell'Intercapedine posteriore al pannelli stessi materiale fibroso o poroso 1n modo da aumentare lo smorzamento prodotto dall'aria retrostante.

In tal modo si viene però a ridurre l'effetto assorbente alla frequenza propria di vibrazione del sistema.

Inoltre l'aggiunta di materiali porosi, oltre a costituire un Incremento di costo e di peso, può dar luogo a problemi ambientali per la presenza d1 fibre di lana d1 vetro o di roccia, o a pericoli 1n caso di Incendio se tali materiali comprendono fibre di legno o materie plastiche.

In ogni caso l'Inconveniente principale del pannelli vibranti ad assorbimento acustico per risonanza attualmente noti consiste nel difficile controllo del valore della frequenza di massimo assorbimento.

Infatti quest'ultlma dipende non solo dalle caratteristiche dimensionali e meccaniche della struttura realizzata, ma anche dalla distanza del pannelli dalla parete che deve agire come una superficie riverberante cioè atta a riflettere onde sonore in opposizione di fase alle onde sonore In arrivo.

In pratica il progetto, la fabbricazione e l'Installazione del pannelli fonoassorbenti del tipo sopra citato sono complessi, costosi e spesso di efficacia non corrispondente alle aspettative.

In questa situazione il compito tecnico posto alla base della presente invenzione è Ideare un pannello fonoassorbente ad assorbimento acustico per risonanza ed un procedimento di regolazione della frequenza di risonanza In grado di ovviare sostanzialmente agli inconvenienti sopra citati.

Nell'ambito d1 detto compito tecnico è un Importante'scopo dell'Invenzione Ideare un pannello ed un procedimento con 1 quali già 1n fase d1 realizzazione sia possibile stabilire con precisione e variare con facilità la banda di frequenza in cui si desidera che si verifichi il maggior assorbimento acustico ad Installazione effettuata.

Un altro Importante scopo dell'Invenzione è Ideare un pannello fonoassorbente adatto sia ad ambienti con elevate esigenze Igieniche, ossia in cui sono effettuate frequenti saniflcazlonl, che a locali ad atmosfera con forte umidità e dove sono richieste caratteristiche antincendio di grado molto elevato.

Non ultimo scopo dell'invenzione è Ideare un pannello fonoassorbente semplice e d1 basso costo.

Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da un pannello fonoassorbente ad assorbimento acustico per risonanza e da un procedimento di regolazione della frequenza di risonanza dello stesso che s1 caratterizzano per il fatto di comprendere una qualsiasi delle soluzioni tecniche in seguito descritte o rivendicate o una qualsiasi combinazione tra le stesse.

Viene ora riportata, a titolo di esemplo non limitativo, la descrizione di una esecuzione preferita dell'Invenzione, Illustrata negli uniti disegni, nel quali:

la figura 1 mostra in vista prospettica ed in esploso, in posizione Isolata, un pannello secondo il trovato;

la figura 2 Illustra in vista prospettica e parziale il pannello di figura 1 applicato ad una parete;

la figura 3 evidenzia una sezione laterale di figura 2; la figura 4 presenta come varia -secondo il metodo di m sura del "tubo di Kundt"- 11 coefficiente di assorbimento acustico del pannello al variare della frequenza delle onde sonore quando la lamina flessibile di cui il pannello à dotato è In alluminio di spessore 0,2 mm e 1 fori della lastra di supporto hanno un diametro di 20 mm;

la figura 5 è analoga alla figura 4 ma si riferisce a fori della lastra di supporto con·diametro uguale a 30 mm;

la figura 6 è analoga alla figura 4 ma s1 riferisce a fori della lastra di supporto con diametro uguale a 45 mm; e

la figura 7 è analoga alla figura 4 ma s1 riferisce a fori della lastra di supporto con diametro uguale a 80 mm. . .

Con riferimento alle figure citate, il pannello secondo l'Invenzione è globalmente Indicato con il numero 1.

Il pannello comprende una lastra di supporto 2 realizzata 1n un materiale e con uno spessore adeguati a renderla sostanzialmente rigida. Ad esemplo la lastra di supporto 2 può presentare uno spessore compreso tra pochi millimetri ed alcuni centimetri ed essere 1n materia plastica o legno o materiale metallico.

Se la lastra 2 è una lamiera 1n acciaio, uno spessore d1 pochi millimetri può essere sufficiente a conferire una adeguata rigidità.

La lastra 2 presenta una pluralità di fori 3 ciechi o preferibilmente passanti, di sagoma a piacere, ma generalmente circolari, come nelle Illustrazioni.

I fori 3 hanno diametri prestabiliti e calcolati 1n relazione alle fre quenze delle onde acustiche che devono essere maggiormente smorzate. Se si prevede di dover assorbire in prevalenza onde sonore di frequenza contenuta In una banda ristretta i fori passanti 3 saranno di un'unica dimensione.

Se Invece è necessario allargare la banda di frequenza, in cui il pannello risulti efficace.occorre prevedere fori di diametri dlfferenzlati.

A contatto ed Impegnata inamovibilmente ad una faccia principale 2a della lastra 2 viene predisposta una lamina 4 flessibile e vibrante alle onde sonore, di elasticità e spessore calibrati.

Ad esemplo, la lamina 4 può essere definita da una pellicola di alluminio di spessore pari a 0,2 mm.

L'Impegno può avvenire 1n qualunque modo opportuno, ad esempio per Incoi leggio .

La faccia principale 2a è destinata, nel caso dì applicazione del pannello fonoassorbente ad una parete 5, come illustrato nelle figure 2 e 3, a costituire la faccia anteriore della lastra 2, opposta ad una faccia principale posteriore 2b rivolta verso la parete 5.

Una caratteristica della lastra 2 è quella di poter essere direttamente applicata aderente ad una parete 5, o ad una qualunque superficie riverberante.

Cosi 11 pannello secondo l 'Invenzione pu ò essere utilizzato come rivestimento di superflcl riverberanti e per la creazione di controsoffittature.

Questa applicazione diretta può determinare lo spessore della lastra stessa, sia per le necessità strutturali che possono Intervenire, sia per disporre alle spalle della lamina 4 intercapedini di adeguata profondità, corrispondenti alla profondità del fori 3.

Il pannello 1 può tuttavia essere utilizzato anche come assorbitore sospeso, cioè come diaframma appeso verticalmente al soffitto, vantaggiosamente viene rivestito su entrambe le facce principali, anteriore e posteriore, da lamine flessibili 4 1n modo che 1 fori passanti 3 risultino coperti e chiusi ermeticamente da entrambi 1 lati.

E' possibile anche applicare il pannello 1 vicino e non aderente alle superflcl riverberanti e nel caso lo stesso può essere sagomato con pieghe in modo da variare la sua distanza dalle superflcl riverberanti. In tal modo si forma un'ulteriore camera d'aria nella parte posteriore del pannello realizzando aggiuntivamente un funzionamento a"risonanza di membrana" di tutto il pannello nel suo insieme.

Il funzionamento del pannello, sopra descritto In senso prevalentemente strutturale, è il seguente.

Grazie alla struttura sopra descritta, ogni porzione di lamina flessibile 4 posta in corrispondenza di un sottostante foro passante 3 della lastra rigida 2 si comporta come una membrana risonante o vibrante che, se sollecitata da onde sonore di frequenza corrispondente alla sua frequenza di risonanza, entra 1n vibrazione dissipando parte dell'energia sonora.

Tale sollecitazione provoca una perdita di forza dell'energia incidente che viene perciò ad essere sottratta dalla successiva propagazione e che è quindi un assorbimento delle onde sonore.

La frequenza di maggior assorbimento acustico, a pari spessore della lamina flessibile di rivestimento e della lastra rigida nella quale sono ricavati i fori 3, dipende esclusivamente dal diametro dei detti fori 3.

Le figure 4, 5, 6 e 7 mostrano come varia, secondo il metodo di misura del "tubo di Kundt" il coefficiente d1 assorbimento che può oscillare a un minimo di zero, in caso di assorbimento nullo, ad un massimo di uno, in caso di assorbimento totale, 1n funzione delle frequenze delle onde sonore considerate comprese tra 0 e 2500 Herz.

In f1g. 4, 1n cui i fori presentano un diametro di 20 mm, la frequenza di maggior coefficiente di assorbimento è compresa tra 2000 e 2500 Hz. Nelle figure successive, all'aumento del diametro del fori, risulta una diminuzione delle frequenze per le quali si ha il massimo valore del coefficiente d1 assorbimento.

Poiché le frequenze di massimo assorbimento acustico del pannello dipendono esclusivamente dalle caratteristiche strutturali dello stesso, la sua efficacia in relazione alle dette frequenze- non viene variata nella sostanza sia che il pannello venga applicato direttamente ad una parete o ad un soffitto sia che tra questi ultimi ed il pannello sia Interposto altro materiale avente, ad esemplo, proprietà d1 isolamento acustico.

Secondo l'Invenzione viene anche Insegnato un procedimento di regolazione della frequenza di risonanza di un pannello fonoassorbente, quando lo stesso è del tipo dotato di almeno una lamina vibrante alle onde sonore avente una frequenza d1 risonanza In corrispondenza della quale è massima la dissipazione dell'energia sonora.

La detta frequenza di risonanza viene determinata, 1n base al procedimento, impegnando la lamina a contatto di una lastra di supporto sostanzialmente rigida e dotata di.una pluralità di fori e scegliendo le dimensioni di detti fori di detta piastra di supporto.

Inoltre preferibilmente lo spessore della lastra di supporto viene variato 1n funzione delle dimensioni desiderate dell'intercapedine a valle di detta lamina vibrante.

L'Invenzione consegue Importanti vantaggi.

Infatti è stato Ideato un pannello fonoassorbente che, oltre ad evitare gli inconvenienti del tradizionali pannelli dissipativi basati sull'uso di materiali porosi o fibrosi, non in grado d1 mantenere le loro capacità fonoassorbenti se protetti superficialmente per contrastare polveri e muffe, consente di ottenere un elevato coefficiente di assorbimento acustico alle frequenze Interessate realizzando semplicemente i diametri del fori passanti della lastra di supporto secondo le misure verificate sperimentalmente nella loro efficacia operativa. Il controllo della banda di frequenza in cui si ha la massima efficacia di assorbimento acustico è perciò ottenibile, a pari caratteristiche di spessore ed elasticità delle lamine flessibili di rivestimento ed a pari spessore e rigidezza della lastra di supporto, variando unicamente i diametri del fori della lastra di supporto.

Inoltre il pannello non solo presenta una struttura semplicissima e pertanto con basso costo di costruzione, ma anche permette di mantenere ridotti costi di Installazione.

Infine ò da sottolineare che il pannello secondo l'Invenzione, potendo vantaggiosamente essere costituito da materiali metallici e risultando coperto da una lamina liscia e non porosa, è facilmente lavabile e non è Infiammabile e pertanto si presta ad essere Impiegato 1n tutti gli ambienti soggetti a frequenti saniflcazioni, come le Industrie alimentari e gli ospedali, ed a norme rigorose di sicurezza antincendio come palazzetti dello sport e sale riunioni.

L'Invenzione è suscettibile di numerose modifiche a varianti rientranti nell'ambito del concetto Inventivo e tutti i dettagli sono sostituibili da elementi equivalenti.

Nella pratica attuazione del trovato i materiali, le forme e le dimensioni possono essere qualsiasi a seconda delle esigenze.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1) Pannello fonoassorbente ad assorbimento acustico per risonanza caratterizzato dal fatto di comprendere: almeno una lastra di supporto sostanzialmente rigida presentante una pluralità di fori di dimensioni prestabilite, ed almeno una lamina flessibile e vibrante alle onde sonore a contatto e impegnata ad una faccia di detta lastra di supporto.
2. 2) Pannello secondo la rivendicazione 1, in cui detta lamina presenta una superficie sostanzialmente liscia, lavabile e sanificatile.
3. 3) Pannello secondo una o più delle riv. precedenti , in particolare la 1, in cui detta lamina flessibile è una pellicola metallica.
4. 4) Pannello secondo una o più delle riv. precedenti, in particolare la 1, in cui sono previste due dette lamine flessibili impegnate a facce principali opposte di detta lastra di supporto.
5. 5) Pannello secondo una. o più delle riv. precedenti , in particolare la 1, in cui detta lamina flessibile è impegnata per Incollaggio a detta lastra di supporto.
6. 6) Pannello secondo una o più delle riv. precedenti, in particolare la 1, In cui detti fori 1n detta lastra d1 supporto sono passanti.
7. 7) Pannello secondo una o più delle riv. precedenti , in particolare la 6, in cui detta lastra di supporto ha uno spessore atto a permettere un suo Impegno per contatto ad una superficie riverberante, lo spessore di detta lastra e la profondità di detti fori corrispondendo allo spessore dell ' intercapedine a valle di detta lamina flessibile.
8. 8) Pannello secondo una o più delle riv. precedenti, 1n particolare la 1, in cui detti fori disposti su detta lastra di supporto presentano dimensioni costanti scelte 1n relazione ad una specifica frequenza di assorbimento acustico.
9. 9) Pannello secondo una o più delle r1v. precedenti, 1n particolare la 1, in cui detti fori passanti disposti su detta lastra di supporto presentano una pluralità di dimensioni scelte in relazione ad una pluralità di frequenze di assorbimento acustico.
10. 10) Procedimento di regolazione della frequenza d1 risonanza di un pannello fonoassorbente, del tipo dotato di almeno una lamina vibrante alle onde sonore avente una frequenza di risonanza In corrispondenza della quale è massima la dissipazione dell’energia sonora, caratterizzato dal fatto che detta frequenza viene determinata impegnando detta lamina a contatto di una lastra di supporto sostanzialmente rigida e dotata d1 una pluralità di fori e scegliendo le dimensioni di detti fori di detta piastra di supporto.
11. 11) Procedimento secondotla rivendicazione 10, 1n cui lo spessore di detta lastra di supporto viene variato 1n funzione delle dimensioni desiderate dell'intercapedine a valle di detta lamina vibrante.
12. 12) Pannello fonoassorbente ad assorbimento acustico per risonanza e procedimento di regolazione della frequenza di risonanza dello stesso, comprendenti una qualsiasi delle soluzioni tecniche descritte o rivendicate, od una qualsiasi combinazione tra le stesse.