ARCHITETTURA

L’acustica della chiesa della Sacra Famiglia a Salerno di Paolo Portoghesi

ARGOMENTI DI ARCHITETTURA ISSN 1591-3171   N.01/2020
DOI: 10.13140/RG.2.2.23128.03845

ABETI Maurizio, IANNACE Gino, CIABURRO Giuseppe, TREMATERRA Amelia

Abstract.
La chiesa della Sacra Famiglia a Salerno è il primo edificio sacro che ha rivoluzionato radicalmente la struttura spaziale degli edifici pre-conciliari. I lavori di costruzione iniziarono nel 1971. La realizzazione dell’opera fu un lavoro complesso per la particolare geometria a gradini del tetto, che richiese l’impiego dei lavoratori dei cantieri navali. In questo lavoro sono riportati la sua composizione architettonica e suoi collegamenti con la storia dell’architettura e i risultati delle misurazioni e la relativa distribuzione spaziale dei parametri acustici. I valori medi misurati dei parametri acustici forniscono un’indicazione che nella chiesa non sono presenti caratteristiche adeguate per l’ascolto della voce e della musica.

1. Introduzione
Le chiese sono luoghi acusticamente complessi per la forma e le dimensioni, per la presenza di cappelle e nicchie laterali, volte e cupole che creano volumi accoppiati [1,2]. All’interno delle chiese la presenza di materiali acusticamente riflettenti, come marmi e stucchi, contribuisce alla formazione di una lunga coda sonora [3,4]. La lunga coda sonora che si sviluppa migliora l’ascolto della musica emessa dagli organi, dei canti gregoriani e diversi tipi di coro. Il riverbero, generato dalle ripetute riflessioni delle onde sonore sulle pareti, aumenta il senso di partecipazione del pubblico alle funzioni religiose. La presenza del pubblico nell’area centrale della sala crea un significativo assorbimento del suono che determina notevoli cambiamenti nelle condizioni acustiche man mano che il numero delle persone che occupano i banchi aumenta. Le chiese sono utilizzate per due diverse attività, che in qualche modo sono contrapposte dal punto di vista acustico: comunicazione audio-verbale con i fedeli, la recitazione di salmi e preghiere, spiegazioni e commenti di testi sacri, ascolto di musica sacra e cori [5,6]. Le attività relative al parlato richiedono un breve tempo di riverberazione, mentre l’ascolto ottimale di cori e musica sacra richiede un lungo tempo di riverberazione. Sfortunatamente, le chiese sono ambienti che presentano una riverberazione eccessiva con una lunga coda sonora che limita la comprensione del parlato. In molte chiese sono presenti condizioni nelle quali i fedeli devono prestare molta attenzione per comprendere il messaggio audio-verbale; per porre rimedio a queste difficoltà, vengono installati costosi sistemi di amplificazione del suono che, se non posizionati correttamente, possono peggiorare le condizioni di ascolto e quindi peggiorare la comprensione del messaggio audio-verbale in sala. Durante la celebrazione di una liturgia, coesistono diversi tipi di messaggi sonori, ognuno dei quali richiede condizioni acusticamente ottimali diverse. Il corretto ascolto della musica per organo o dei canti gregoriani richiedono un tempo di riverberazione ottimale di circa 3,0 secondi per incoraggiare un senso di partecipazione dei fedeli. L’ascolto di musica con strumenti da camera richiede un tempo di riverberazione ottimale di circa 1,5 secondi. Per ottenere una buona intelligibilità del parlato, per le proclamazione della Parola o per l’omelia del Presidente che presiede la liturgia, è richiesta una breve coda sonora con un tempo di riverberazione ottimale di circa 1,0 secondi [7]. Per avere l’acustica adatta a tutti gli elementi della liturgia, una chiesa dovrebbe essere trasformata in un ambiente con un’acustica variabile. Un’analisi delle dimensioni dei volumi delle chiese secondo lo stile architettonico mostra un’evoluzione caratterizzata da una progressiva crescita delle dimensioni delle chiese medesime, che culmina nei grandi volumi del periodo gotico e rinascimentale. Le ampie dimensioni delle chiese dovevano riflettere il potere politico delle comunità civile o religiose che le avevano costruite. Oggi, le dimensioni delle chiese sono ridotte, ma l’uso del cemento ha portato a un peggioramento delle condizioni acustiche. Le chiese presentano un tempo di riverberazione più lungo in relazione al volume e le caratteristiche acustiche, non uniformi nell’intera area del luogo sacro, dipendono dal coefficiente di assorbimento delle pareti e dalla forma dell’ambiente. Inoltre la chiarezza e l’intelligibilità del discorso dipendono dalla distanza della sorgente sonora rispetto al ricevitore, dalla sua visibilità e dalla possibilità di ricevere le riflessioni sonore che rafforzano le componenti del suono diretto. Nel Medioevo, la correzione acustica in alcune chiese fu ottenuta inserendo anfore nelle pareti laterali, che sfruttavano il principio dei risuonatori di Helmholtz, con lo scopo di ridurre la coda sonora [8]. Talvolta venivano realizzati piccoli palchetti (pulpiti) al centro delle navate in cui si posizionava l’oratore e durante la predica modulava la propria voce in modo che questa poteva essere compresa dai fedeli. Un’altra soluzione era quella di creare grandi schermi dietro l’ambone (in questo punto della chiesa stazionava l’oratore durante l’omelia) al fine di focalizzare il suono sui fedeli in sala.

Architettura della Chiesa della Sacra Famiglia
La Chiesa della Sacra Famiglia di Salerno, sorge nel quartiere periferico di Fratte, è un’opera estremamente significativa di architettura moderna e contemporanea in Italia; fu progettata nel 1968 dall’architetto Paolo Portoghesi, in collaborazione con l’ingegnere Vittorio Gigliotti, e costruita tra il 1971 e il 1974. La sua forma libera, a schema compositivo anti-classico, nasce intorno a una rigorosa struttura geometrica in calcestruzzo cementizio a faccia vista che, caratterizzata dai i detti sei centri geometrici periferici (anfiteatro/sagrato; giardino d’infanzia; cappella del santo sacramento; e da altri il cui compito è di “accogliere” lo spazio esterno circostante), definiscono e annunciano il vuoto del volume interno e, insieme, creano un organismo unitario e avvolgente capace di diventare un’innovazione formale configurata progettualmente sulla centralità. Il complesso sacro è uno dei primi edifici di culto realizzato secondo la riforma dettata dal Concilio Vaticano II. Per la realizzazione della sua struttura in cemento armato ha richiesto operai altamente specializzati, tra cui squadre con esperienza nella costruzione delle navi, data la particolare curvatura delle pareti laterali e del tetto a gradoni. L’idea era quella di creare uno spazio per l’ascolto con la centralità dell’altare e dove non vi fosse più una separazione tra celebrante e assemblea, ma un’unità di partecipazione. 
La creatività architettonica che irradia la chiesa della Sacra Famiglia di Salerno ci riporta alla sensibilità architettonica di Francesco Castelli detto Borromini, il quale vivacizzava le sue costruzioni barocche con contrastanti movimenti ondulatori delle superfici murarie ed a farle protendere verso l’alto; a tali caratteristiche associava soluzioni stilistiche del tutto nuove e, non infrequente, bizzarre. Paolo Portoghesi, in quest’opera sacra,reinterpreta la storia dell’architettura rifacendosi in ambito progettuale non tanto ad un nuovo stile quanto alla ripresa di forme estetiche del passato elaborate e realizzate con cognizione contemporanee e innovative. Lo spazio è assunto come una qualità simbolica di trascendenza, rappresentata dai sei centri esterni innanzi accennati che, collegati tra loro, rappresentano l’unità all’interno della Santissima Trinità. I sei cerchi provengono, con una variazione sostanziale, dalla chiesa di Sant’Ivo alla Sapienza in Roma. Nella chiesa di Borromini la figura spaziale di partenza è basata sul triangolo equilatero ed è il risultato di uno schema geometrico in cui i sei cerchi si intersecano con il triangolo (Fig. 1), mentre nella chiesa di Fratte i sei cerchi, invece di essere combinati secondo una regola statica, quella del triangolo equilatero, sono combinati secondo un principio di rotazione che cerca di interpretare geometricamente la crescita (Fig. 2). Quindi, continuità ed organicità per esprimere nell’architettura i processi della creazione della vita, che rappresenta, fondamentalmente, il risultato più profondo. L’edificio-chiesa ha una struttura circolare molto complessa, che può essere descritta come la fusione di tre alberi giganti che con i loro rami circoscrivono e definiscono uno spazio: una chiesa che vuole rinnovare la liturgia cattolica alle sue radici, esprimendo concretamente le indicazioni del Concilio Vaticano II (Fig. 3). Il cerchio è l’elemento ispiratore di tutto il lavoro. L’idea era quella di creare un edificio che esprimesse, attraverso la scelta di forme curve, i concetti di unità e centralità del divino. Nella chiesa l’altare acquisisce una forza di significato profondo (situato, come centro dello spazio sacro – centro non geometrico, ma dinamico – su tre gradini circolari in marmo e una base in cemento a clessidra) e dove converge l’attenzione dell’assemblea. L’ambone è in una posizione decentralizzata e ricorda lo stile a clessidra e il materiale dell’altare: il piedistallo di marmo e la struttura in cemento. Il Tabernacolo è laterale all’altare, in uno spazio adiacente alla sala sacra, ma non separato ed è chiaramente visibile all’assemblea convocata, in modo da creare, nel suo silenzio, la migliore atmosfera contemplativa di adorazione e preghiera individuale. Questo fuoco liturgico, di grande valenza significativa e simbolica, è stato realizzato dallo scultore Mario Siniscalco interamente in ottone martellato. Le geometriche essenzialità delle strutture tubolari sono assimilabili a fiamme accese che riscaldano i credenti e li orientano verso l’alto, dove le aperture circolari invitano al contatto diretto con Dio, tradizionalmente immaginato “nell’alto dei cieli” [9]. I gradini concavi del tetto dell’edificio sacro, che evocano simbolicamente il tema dell’assemblea, esaltano l’enunciazione di un altro motivo architettonico come l’anfiteatro [10].

Fig. 1. I sei cerchi della chiesa di Sant’Ivo alla Sapienza a Roma,©it,wikipedia.
Fig. 2. I sei cerchi concentrici combinati, ©Archivio Storico Portoghesi.
Fig. 3. Immagine delle radici degli alberi, ©Archivio Storico Portoghesi.

La Chiesa della Sacra Famiglia di Salerno, con la sua copertura a gradini, con lo scatto di 25 cm, derivata dall’evoluzione concentrica della spazialità dei sei centri esterni (o meglio, i campi spaziali dei sei centri, “racchiusi” in cerchi geometrici, espandendosi nelle onde concentriche, “descrivono” lo spazio in un movimento fluido di convessità interne); con le estensioni verticali convesse degli elementi della parete, a cui sono incisi i tagli geometrici per le aperture delle vetrate colorate e con la sua cupola a gradinata concava, generata dall’incrocio di tre grande volte sopra l’altare, sottolinea il grande momento della liturgia: la passione e la risurrezione di Cristo. 
La Fig. 4 e la Fig. 5 mostrano la pianta e la sezione della chiesa con le relative dimensioni geometriche. Mentre le Fig. 6, la Fig. 7, la Fig. 8 mostrano le viste interne.

Fig. 4. Pianta della Chiesa con le relative dimensioni geometriche.
Fig. 5. Sezione della Chiesa con relative dimensioni geometriche.
Fig. 6. Vista interna della Chiesa.
Fig. 7. Vista interna della Chiesa.
Fig. 8. Vista interna della Chiesa.

3. Misurazioni Acustiche
Al fine di analizzare le caratteristiche acustiche, sono state eseguite misurazioni utilizzando una sorgente sonora impulsiva. La sorgente sonora è stata mantenuta fissa a 1,5 m dal pavimento. È stato utilizzato un registratore digitale per misurare le risposte all’impulso in 6 diversi punti situati in posizioni fisse e con due posizioni sorgente, una posta nell’ambone in cui è officiata l’omelia, l’altra posizione sorgente è stata collocata nella nel coro. Per ridurre il rumore di fondo, le misurazioni sono state eseguite senza visitatori, in modo che le risposte all’impulso fossero registrate a sala vuoto. Durante le misurazioni acustiche, il livello del rumore di fondo era inferiore a 40 dBA. La Fig. 9 mostra la pianta della chiesa con l’indicazione della posizione della sorgente sonora nell’area del coro e sull’ambone e i punti di misura microfonici posti nell’area dove siedono i fedeli.

Fig. 9 – Pianta della Chiesa con indicazione della posizione sorgente e dei ricevitori.

Le risposte all’impulso sono state elaborate in accordo alla norma ISO 3382 [11], come il tempo di riverbero (T30), EDT, chiarezza (C80), definizione (D50) e l’indice della intelligibilità del parlato (STI). Nelle valutazioni acustiche della sala, la chiarezza rappresenta il grado in cui le diverse riflessioni arrivano e sono percepite dall’ascoltatore. L’indice di trasmissione vocale (STI) rappresenta il grado di comprensione del parlato. Il tempo di riverbero T30 dovrebbe assumere valori inferiori a 1,0 s per una percezione più chiara del parlato, mentre può assumere valori maggiori, circa 2,0 s per le preferenze di ascolto della musica. Ai fini della valutazione delle buone condizioni di ascolto della musica, è considerato il C80 che dovrebbe essere compreso tra -2,0 dB e 2,0 dB, mentre dovrebbe essere superiore a 2,0 dB se la comprensione del parlato è una priorità. La definizione D50 può assumere valori compresi tra 0,0 e 1,0, ma per una buona comprensione del parlato, D50 dovrebbe assumere valori superiori a 0,5. L’indice STI può assumere valori compresi tra 0,0 e 1,0, per una buona comprensione del parlato dovrebbe assumere valori superiori a 0,5. La Tabella 1 riporta i valori ottimali dei parametri acustici per le due diverse condizioni di ascolto.

Tabella 1. Valori ottimali dei parametri acustici per le due condizioni di ascolto (musica e parlato).

4. Discussione
La Fig.10 mostra l’andamento dei valori medi spaziali dei parametri acustici quando la sorgente sonora è posizionata sull’ambone. Le misure delle caratteristiche acustiche della chiesa nelle condizioni attuali mostrano una lunghezza eccessiva del tempo di riverberazione, che si manifesta con un valore medio del tempo di riverbero (T30) pari a 7,0 secondi; un valore medio di EDT pari a 7,0 secondi. Il valore medio della chiarezza C80 è pari a -8 dB e il valore medio della definizione D50 è uguale a 0,10. I valori della deviazione standard per C80 e D50 mostrano differenze sostanziali, in quanto i parametri acustici misurati variano significativamente da un punto all’altro. Con la sorgente sonora sull’ambone i valori medi del tempo di riverberazione T30 ed EDT sono costanti nell’intervallo di frequenza tra 125 Hz e 1000 Hz e, successivamente, vengono ridotti a 4,0 secondi a 2000 Hz e 3,0 secondi a 4000 Hz.

Fig. 10. Valori medi dei parametri acustici (T30, EDT, C80 e D50) ottenuti con la sorgente sonora sull’ambone.

La Fig. 11 mostra l’andamento dei valori medi dei parametri acustici quando la sorgente sonora è posizionata nel coro. In questa configurazione, le misure delle caratteristiche acustiche mostrano una lunghezza eccessiva della riverberazione. Il valore medio del tempo di riverbero (T30) è pari a 7,0 secondi; il valore medio di EDT è pari a 7,0 secondi. Il valore medio della chiarezza C80 è pari a -8 dB e il valore medio della definizione di D50 è pari a 0,10. I valori della deviazione standard per C80 e D50 non mostrano grandi differenze come la misurazione precedente, i parametri acustici misurati non variano significativamente da un punto all’altro. Vi è una forte variazione dei parametri C80 da -12 dB a -2 dB, mentre D50 va da 0,01 a 0,25. Inoltre, i valori medi delle caratteristiche acustiche misurati rispetto a quelli ottimali consigliati, indicano che nella chiesa non esiste una buona comprensione del parlato e l’ascolto della musica non è soddisfacente. La chiesa nello stato attuale non soddisfa i criteri di buon ascolto per la musica e per la parola. Per le due posizioni della sorgente, i tempi di riverberazione EDT e T30 misurati in assenza di un pubblico sono lunghi a causa della presenza di superfici scarsamente fonoassorbenti. La notevole articolazione delle superfici del tetto con la sezione a gradini, con il montante di 0,25 metri, produce effetti diffusivi del suono per un’ampia gamma di frequenze. La diffusione produce un’omogeneizzazione spaziale del decadimento temporale del campo sonoro che è evidenziato da una modesta deviazione standard di EDT e T30.

Fig. 11. Valori medi dei parametri acustici con la sorgente sonora sul coro.

Per comprendere meglio la distribuzione media spaziale dei parametri acustici, sono state eseguite misurazioni con la sorgente sonora posta sull’ambone e i venti ricevitori nell’area in cui si trova la congregazione (area del pubblico). I punti di misura sono stati posizionati, nell’area dove staziona l’assemblea, ad una distanza costante e uniformemente, come mostrato nella Fig.12. I valori misurati di T30 sono stati riportati alla frequenza di 1000 Hz, nonché è riportato il valore della STI (indice di comprensione del parlato). La Fig. 13 mostra la distribuzione spaziale del tempo di riverberazione (T30) alla frequenza di 1000 Hz, in cui è possibile notare che T30 assume un valore medio pari a 6,5 secondi. Questi valori sono uniformi all’interno della chiesa, ma sono tali da superare i valori raccomandati per il corretto ascolto di musica, come è riportato nella letteratura attuale. La Fig. 14 mostra la distribuzione spaziale del parametro STI, in cui è possibile notare che lo STI assume un valore pari a 0,3 per i punti vicino alla sorgente sonora, e poi lentamente diminuisce fino ad un valore pari a 0,26 per punti lontani rispetto alla sorgente sonora. Nell’area vicino all’ambone, in cui è stata collocata la sorgente sonora, il valore della STI è pari a 0,38 e quindi diminuisce a 0,34. Il valore della STI in ogni punto della chiesa fornisce un’indicazione della scarsa comprensione del parlato.

Fig. 12. Sorgente sonora sull’ambone e venti punti ricevitore nell’area del pubblico.
Fig. 13. Distribuzione spaziale del parametro T30 alla frequenza di 1000 Hz.
Fig. 14. Distribuzione spaziale del parametro STI.

5. Conclusioni
La Chiesa della Sacra Famiglia in Salerno presenta problemi acustici a causa del grande volume e per la presenza di materiali riflettenti. Le misurazioni acustiche, con la chiesa vuota, hanno fornito un tempo di riverberazione medio (T30) di circa 7,0 secondi. La chiesa non è adatta alla comprensione del parlato o per l’ascolto di musica. Inoltre, negli ultimi anni è diventata necessaria una buona comprensione del parlato all’interno delle chiese a causa del tipo di servizio religioso, basato sul messaggio vocale a seguito delle riforme introdotte dal Concilio Vaticano II. Affinché la chiesa sia utilizzata correttamente per la comprensione del parlato, è necessario eseguire un’adeguata correzione acustica. I pannelli di materiali fonoassorbenti tradizionali non dovrebbero essere usati poiché non sono adatti per le chiese, dovrebbero invece essere usati teli microforati trasparenti. I teli microforati hanno buone caratteristiche di assorbimento acustico. Con l’uso dei teli trasparente le pareti della chiesa rimangono visibili e l’estetica è salvaguardata.

Note bibliografiche:
1. REMER, L., MULLERr, H. A. (translated by T. J. Schultz), Principles and applications of room acoustics, Applied Science Publishers, New York (1982).
2. FORSYTH, M., Buildings for Music: The Architect, the Musician, the Listener from the Seventeenth Century to the Present Day, MIT Press, 1985.
3. SABINE, W.C., Collected Papers on Acoustics, Cambridge, Mass, 1923.
4. BARRON, M., Auditorium Acoustics and Architectural Design, E&FN SPON, London, 1993.
5. LONG, M., Architectural Acoustics, 2nd Edition Academic Press 2014.
6.TONTI A., Edifici sacri in c.a.: la Chiesa di Salerno. In CONCRETO – Edizioni IMREADY (18.05. 2015). https://www.inconcreto.net/4420-edifici-sacri-in-ca-la-chiesa-di-salerno.
7. BARRON, M., Auditorium Acoustics and Architectural Design, E&FN SPON, London, 1993.
8. NORBERG-SCHULZ, C., Architetture di Paolo Portoghesi e Vittorio Gigliotti, Officina Edizioni, Roma 1982.
9. PORTOGHESI P., Le inibizioni dell’architettura moderna, Laterza, Roma-Bari 1979.
10. PISANI M. Paolo Portoghesi, Electa, Milano 1992.
11. ISO 3382-1, Acoustics – Measurement of the reverberation time of rooms with reference to other acoustical parameters.

Indirizzo corrente:

Maurizio Abeti
Professore del Corso di Storia dell’Arte Contemporanea e delle Arti applicate
Universitas Mercatorum
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00186 Roma (Italia)
cellulare (+39339 3146816)
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Departmento di Architetture e Disegno Industriale
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