2. Acustica - Centro di Ricerca sulle Biomasse

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2. Acustica
ACUSTICA EDILIZIA
1.Il comfort acustico
2T
2.Trasmissione
i i
del
d l suono attraverso
tt
le
l strutture
t tt
3.Requisiti acustici passivi degli edifici: grandezze ed indici di riferimento
4 M t d l i e materiali
4.Metodologie
t i li per l’isolamento
l’i l
t acustico
ti degli
d li edifici
difi i
5.Il progetto acustico degli edifici
Corso di Impianti tecnici per l'edilizia - E. Moretti
1
1. Il comfort acustico
• Il comfort acustico è inteso come:
Progettazione acustica edifici (struttura e impianti)
– assenza di disturbo;
– buona ricezione;;
Tempo di riverberazione(acustica architettonica)
– buona intelligibilità del parlato.
• L’assenza di disturbo è intesa come basso livello di rumore
di fondo, definito come somma logaritmica dei livelli sonori
disturbanti generati.
• Tipologia di sorgenti di rumore:
•
•
interne all’ambiente (impianti di condizionamento, ascensori,
montacarichi, impianto idraulico, elettrodomestici, apparecchiature
radio televisive;
radio-televisive;
esterne (traffico stradale o ferroviario, attività produttive, aeroporti).
• Le condizioni di comfort acustico all’interno di un ambiente
sono fortemente legate alle caratteristiche degli elementi
costituenti l’edificio, in quanto responsabili dell’isolamento
rispetto a rumori provenienti dall
dall’esterno
esterno. La protezione dai
rumori può essere effettuata attraverso i requisiti acustici
passivi degli edifici, sui quali particolare attenzione è stata
posta dalle recenti normative in materia di acustica
ambientale.
• ridurre l’intensità delle fonti
di rumore,
• attenuare il rumore con
una corretta esecuzione
delle pareti e dei solai di
separazione tra gli ambienti.
2
2. Trasmissione del suono attraverso le
strutture
• Il rumore prodotto dalle fonti esterne si propaga solo per via aerea e poi penetra
questo motivo le
all'interno dell'edificio attraverso il suo involucro. Per q
caratteristiche tecnologiche e costruttive dell’edificio in esame risultano
determinanti nell'offrire una maggiore o minore resistenza alla diffusione
verso ll'interno
interno delle onde sonore provenienti dall
dall'esterno
esterno.
• Le aperture (finestre, griglie di aerazione) rappresentano i punti deboli dell'edificio
nella difesa dal rumore.
• Il rumore generato dalle fonti interne si propaga per via aerea e attraverso le pareti
solide della costruzione.
• Modalità
à di propagazione del rumore:
– via diretta, quando il suono non incontra nessun ostacolo, ovvero
ll’onda
onda sonora si può propagare liberamente;
– via aerea, il mezzo di propagazione del suono è l’aria, ma vi sono
ostacoli tra la sorgente e la destinazione;
– via strutturale suono è prodotto direttamente applicando forze
meccaniche alla struttura dell’edificio.
3
2. Trasmissione del suono attraverso le
strutture
Trasmissione per via
aerea
Rumore strutturale:
A differenza del rumore aereo che è assorbito
dall’aria e si dissipa in ragione della distanza, il
rumore trasmesso per via strutturale, o rumore
i
impattivo
tti
( l
(calpestio,
ti
sedia
di
che
h
sii sposta,…),
t
)
coinvolge nella sua vibrazione altri elementi,
generando una sorta di amplificazione veicolata da
strutture orizzontali (solai),
(solai) o verticali (pareti in
muratura), superando anche notevoli distanze.
4
3. Requisiti acustici passivi:
grandezze e indici di riferimento
g
o
• Per la valutazione delle prestazioni acustiche degli edifici sono
state definite alcune grandezze, le quali possono essere
determinate direttamente con misure in opera o per via teorica
(DPCM 5/12/1997, che indica i valori limite):
– Tempo di riverberazione (T);
– Isolamento acustico di facciata (D2m,nT), che esprime il
grado di isolamento dai rumori aerei esterni;
– Potere fonoisolante apparente (R
(R’),
), relativo a partizioni
orizzontali o verticali, esprime il grado di isolamento aereo
tra diverse unità immobiliari;
– Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato
(Ln), relativo a solai, esprime il grado di isolamento nei
confronti dei rumori impattivi;
– Livello massimo di pressione sonora,
sonora ponderata A con
costante di tempo slow (LASmax) per gli impianti a
funzionamento discontinuo (scarichi idraulici, WC,
rubinetterie ascensori);
rubinetterie,
– Livello continuo equivalente di pressione sonora,
ponderato A (LAeq), per gli impianti a funzionamento
continuo
(impianti
di
aerazione
aerazione,
riscaldamento
condizionamento).
5
g
o
• Tempo di riverberazione (T): è definito dalla norma ISO 3382 del 1975 come il tempo
affinché,, in un determinato p
punto dell’ambiente,, il livello di p
pressione sonora si riduca di 60 dB
rispetto a quello che si ha nell’istante in cui la sorgente sonora cessa di funzionare.
• Sono p
prescritti valori solo p
per le scuole: con riferimento all' edilizia scolastica, i limiti per
il tempo di riverberazione sono quelli riportati nella circolare del Ministero dei lavori pubblici n.
3150 del 22 maggio 1967, recante i criteri di valutazione e collaudo dei requisiti acustici negli
edifici scolastici.
• La media dei tempi di riverberazione misurati alle frequenze 250 - 500 - 1000 - 2000 Hz, non deve
superare 1,2 sec. ad aula arredata, con la presenza di due persone al massimo.
• Nelle palestre la media dei tempi di riverberazione (qualora non debbano essere utilizzate come auditorio) non
deve superare 2,2 sec. Eventuali aule per musica e spettacolo devono adeguarsi, per quanto riguarda il
trattamento acustico, alle norme generali per le sale di spettacolo.
6
• Isolamento acustico di facciata normalizzato rispetto al tempo di
riverberazione (D2m,nT): viene definito dalla norma UNI EN ISO 140-5 come
l’isolamento acustico in decibel, offerto da una parete divisoria tra l’ambiente
esterno, dove vi è la sorgente sonora, e l’ambiente interno.
D2m,nT = L1,2m – L2 + 10 lg T/T0
L1,2m
L2
T
T0
livello medio di pressione sonora alla distanza di due metri dalla facciata, in decibel;
livello medio di pressione sonora nell’ambiente ricevente, in decibel;
tempo di riverberazione nell
nell’ ambiente ricevente, in secondi;
tempo di riverberazione di riferimento; per le abitazioni T0 = 0,5s.
p
al tempo
p di riverberazione che si
La valutazione dell’isolamento acustico di facciata rispetto
effettua:
• con misure in opera (norma UNI EN ISO 140-5);
• in via previsionale, attraverso la procedura descritta all’interno della norma UNI EN ISO
12354-3, a partire dal potere fonoisolante della facciata vista dall’interno, dall’influenza della
forma esterna della facciata, dalla presenza di balconi e dalle dimensioni degli ambienti.
7
• Potere fonoisolante apparente (R’): viene definito dalla norma definito
dalla norma EN ISO 140
140-5:1996
5:1996 (aggiornata con la UNI EN ISO 140
140-4
4 del
2000) come la quantità di energia sonora, in decibel, trasmessa da una
parete.
• Questa grandezza considera sia la trasmissione diretta attraverso la
parete, sia la trasmissione dovuta alle strutture laterali.
R’ = L1 – L2 + 10 lg S/A
n
A = ∑ Si ⋅ α i
i =1
L1 livello medio di pressione sonora nell
nell’ambiente
ambiente emittente, in decibel;
L2 livello medio di pressione sonora nell’ambiente ricevente, in decibel;
A area di assorbimento equivalente nell’ambiente ricevente, in metri quadri;
q
, dell’elemento di separazione.
p
S area,, in metri quadri,
La valutazione del potere fonoisolante si effettua:
• con misure in opera (norma UNI EN ISO 140-4);
• in via previsionale, attraverso la procedura descritta all’interno della norma UNI EN ISO
12354-1, a partire dalla conoscenza delle proprietà acustiche della partizione, delle strutture
laterali, quali pareti e solai, e dalle proprietà dei giunti.
8
• Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato (L’n): viene
definito dalla norma UNI EN ISO 140
140-6
6 del 2000 come il livello medio di
pressione sonora, in decibel, all’interno di un ambiente quando sul solaio
dell’ambiente disturbante agisce un generatore di rumore da calpestio
normalizzato.
• Con il pedice n si indica che la misura viene normalizzata rispetto all’area
equivalente
i l t di assorbimento
bi
t acustico.
ti
L’n = Li + 10 lg A/A0
L’i livello di pressione sonora di calpestio nell’ambiente ricevente;
A area, in metri quadri, di assorbimento equivalente dell’ambiente ricevente;
A0 area di assorbimento equivalente di riferimento; per le abitazioni A0=10 m².
il livello di pressione sonora di calpestio può essere calcolato in via previsionale, a partire
dalle proprietà dei singoli elementi, come descritto nella norma UNI EN ISO 12354-2,
oppure misurato (UNI 140
140-7)
7)
9
• Livello continuo equivalente di pressione sonora, ponderato A (LAeq): è
definito come il valore medio energetico del livello di pressione sonora
prodotto da un impianto a ciclo continuo (impianti di riscaldamento e
condizionamento).
• Livello massimo di pressione sonora, ponderata A con costante di tempo
slow (LASmax): è definito come il valore massimo del livello istantaneo di
pressione sonora misurato durante un evento sonoro causato da un
impianto a ciclo discontinuo (ascensori, servizi igienici, rubinetterie).
10
• Per agevolare la comprensione delle grandezze di riferimento per la valutazione
prestazioni acustiche degli
g edifici,, sono stati introdotti dalla norma UNI EN ISO
delle p
717-1 e 717-2 gli indici di valutazione dell’isolamento acustico degli edifici a
singolo numero che sono:
• IIndice
di
di valutazione
l t i
d l potere
del
t
f
fonoisolante
i l t apparente
t (R’w):
) è definito
d fi it come la
l
capacità di riduzione del rumore aereo di una partizione tra due distinte unità
immobiliari, prendendo in considerazione anche le trasmissioni laterali che
comportano un decadimento delle prestazioni tra 3 e 5 dB. Il calcolo di questo indice
avviene confrontando il valore misurato in funzione della frequenza con una curva di
riferimento.
• Più alto è il valore di R’w, migliore sarà la prestazione acustica della partizione.
• Indice di valutazione dell’isolamento acustico normalizzato di facciata rispetto al
t
tempo
di riverberazione
i b
i
(D2m,nT,w):
) è definito
d fi i come la
l capacità
i à di riduzione
id i
d l rumore
del
aereo di una facciata o di altri elementi dell’involucro edilizio.
facciata
• Maggiore è D2m,nT,w
2
T , migliore sarà la prestazione acustica della facciata.
11
• Indice di valutazione del livello di pressione sonora di calpestio normalizzato
(L’n,w): è definito dalla norma UNI 8270 del 1987, aggiornata dalla norma UNI EN
ISO 717-2, come il rumore trasmesso nella camera ricevente quando sul solaio
dell’ambiente disturbante agisce un generatore di rumore da calpestio
normalizzato.
• Analogamente all’indice di valutazione del potere fonoisolante apparente, anche il
calcolo di questo indice viene definito dal confronto del valore misurato in funzione
d ll frequenza
della
f
con la
l curva di riferimento.
if i
t
• Più basso è il valore di L’n,w, migliore sarà la prestazione acustica del solaio.
12
D.P.C.M. 5/12/1197
In ottemperanza all’Art. 3 (punto e) della Legge Quadro 447/95 che prevede un decreto
attuativo
i
suii requisiti
i i i acustici
i i delle
d ll sorgentii sonore interne
i
aglili edifici
difi i e suii requisiti
i ii
acustici passivi degli edifici e dei loro componenti, è stato pubblicato il D.P.C.M.
5/12/1997 sulla “Determinazione dei requisiti acustici passivi degli edifici”.
Il Decreto è strutturato in quattro articoli ed un allegato:
• campo di applicazione (Art. 1);
• classificazione degli ambienti abitativi (Art. 2);
• definizioni dei servizi a funzionamento continuo e discontinuo (Art. 2);
• grandezze di riferimento: definizioni,
definizioni metodo di calcolo e di misura (Art.
(Art 2 e allegato A);
• valori limite delle grandezze che determinano i requisiti acustici passivi dei componenti
degli edifici in opera (Art. 3)
• valori
l i limiti
li iti dei
d i livelli
li lli di rumorosità
ità indotti
i d tti dalle
d ll sorgentiti sonore interne
i t
aglili edifici
difi i (Art.
(A t
3).
L’ambito di applicazione del decreto fa chiaramente riferimento alla situazione in opera,
infatti, l’Art. 1 cita che “il decreto determina i requisiti acustici delle sorgenti
g edifici ed i requisiti
q
acustici p
passivi degli
g edifici e dei loro
sonore interne agli
componenti in opera, al fine di ridurre l’esposizione umana al rumore”
13
D.P.C.M. 5/12/1197
Classificazione degli ambienti abitativi
CATEGORIA A:
edifici adibiti a residenza o assimilabili;
CATEGORIA B:
edifici adibiti ad uffici ed assimilabili;
CATEGORIA C:
edifici adibiti ad alberghi, pensioni ed attività assimilabili;
CATEGORIA D:
edifici adibiti ad ospedali, cliniche case di cura e assimilabili;
CATEGORIA E:
edifici adibiti ad attività
à scolastiche a tutti i livelli e assimilabili;
CATEGORIA F:
edifici adibiti ad attività ricreative o di culto o assimilabili;
CATEGORIA G:
edifici adibiti ad attività commerciali o assimilabili.
assimilabili
Al fine di ridurre l’esposizione umana al rumore, il decreto riporta i valori limite
delle grandezze che determinano i requisiti acustici passivi dei componenti degli
edifici e delle sorgenti sonore interne:
Categorie
R’w ((*))
R
D2m,nTw
Ln,w
LASmax
LAeq
D
55
45
58
35
25
A, C
50
40
63
35
35
E
50
48
58
35
25
B,, F,, G
50
42
55
35
35
(*) Valori riferiti a elementi di separazione tra due distinte unità immobiliari.
14
D.P.C.M. 5/12/1197
L’emanazione
a a o d
del D.P.C.M. 5/
5/12/1997
/ 99 sta
aa
avendo
do u
un impatto
pa o molto
o o importante
po a
nel mondo
o do d
delle
costruzioni, sia per l’impulso dato nella ricerca e sviluppo di materiali e tecnologie in
grado di far fronte alle richieste più restrittive determinate dai nuovi limiti sia per
p
controversi e di difficile interpretazione.
p
l’incertezza relativa ad alcuni aspetti
Molti sono, infatti, i dubbi interpretativi e gli aspetti controversi del Decreto:
• Per quanto riguarda l’indice di valutazione del potere fonoisolante apparente, nel calcolo si fa
riferimento ad unità immobiliari distinte, ma, diversa può essere l’interpretazione sul significato di
unità immobiliare. Attualmente per la risoluzione di questo problema si è deciso di far riferimento
al D.M. del 2 Gennaio 1998 n°28 sul catasto dei fabbricati che all’Art. 2 chiarisce “L’unità
immobiliare è costituita da una porzione di fabbricato o da un insieme di fabbricati che nello stato
in cui si trova e secondo
d ill suo utilizzo,
l
presenta potenzialità
l à di
d autonomia funzionale
f
l e reddituale”.
dd
l ”
• I valori dei requisiti acustici passivi, e in particolare quello riguardante l’isolamento di facciata,
non tengono conto della classificazione acustica del territorio, imponendo dei limiti indifferenziati
che
h in
i alcuni
l
i casii potrebbero
t bb
non essere adeguati
d
ti rispetto
i
tt all reale
l clima
li
acustico
ti del
d l territorio
t it i
circostante.
• Inoltre, un’ulteriore controversia si ha per il livello di rumore da calpestio poiché la prestazione
del solaio risulta tanto migliore quanto più è basso il valore numerico ottenuto.
ottenuto Osservando i limiti
del Decreto, si nota che le prestazioni migliori sono richieste per gli uffici, le attività ricreative e
commerciali.
In caso di contenzioso,
contenzioso quindi,
quindi spetta al giudice stabilire le eventuali carenze di
progettazione o realizzazione dell’edificio, per l’individuazione delle responsabilità.
Art. 11 Legge Comunitaria n.88 7 Luglio 2009: “In attesa del riordino della materia,
la disciplina relativa ai requisiti acustici passivi(DPCM 5.12.1997) non trova
applicazione nei rapporti tra privati e in particolare tra costruttori venditori e privati
acquirenti di alloggi sorti dopo l’entrata in vigore della legge”
15
Normativa di riferimento
1. Legislazione nazionale: D.P.C.M del 5 dicembre 1997
2. Legislazione regionale (Umbria): Legge n°8 del 6 giugno 2002 e regolamento
attuativo
3. Normativa tecnica
•
Normativa tecnica di riferimento per le misure in opera
•
N
Normativa
ti tecnica
t
i di riferimento
if i
t per l’analisi
l’
li i previsionale
i i
l dell’isolamento
d ll’i l
t
acustico degli edifici
16
Legge regionale n°8 /2002 e regolamento
• Con la Legge Regionale n°8 del 2002, la Regione Umbria, In merito ai requisiti
passivi degli
g edifici,, la legge
gg ((art. 15)) stabilisce che il p
progetto
g
di nuove
acustici p
costruzioni e di interventi di ristrutturazione di locali esistenti.
• Al fine di attuare la Legge Regionale n°8, è stato elaborato il Regolamento regionale
n°1
°1 del
d l 13 Agosto
A
t 2004
• Titolo VI, art.16, in relazione al Progetto Acustico: al comma 1, si stabilisce che i progetti relativi
agli interventi di cui all’art.15 della L.R. 8/2002 (più dettagliatamente nuove costruzioni ed
interventi di ristrutturazione urbanistica) debbano essere corredati dal progetto acustico redatto
nel rispetto dei requisiti stabiliti dal D.P.C.M 5 dicembre 1997 e dai Regolamenti Comunali.
• Il comma 2 stabilisce che il Progetto Acustico, di cui al comma 1, redatto da Tecnici competenti in
possesso dei
d i requisiti
i iti di cuii all’art.
ll’ t 18 della
d ll L.R.
L R 8/2002,
8/2002 costituisce
tit i
parte
t integrante
i t
t della
d ll
documentazione tecnica prodotta per il rilascio della concessione edilizia. Il Progetto Acustico
definisce le caratteristiche costruttive del fabbricato specificando i requisiti geometrici e fisici delle
componenti edilizie,
edilizie dei materiali e degli impianti tecnologici ai fini del soddisfacimento dei valori
limite stabiliti dal D.P.C.M 5 dicembre 1997.
• Al comma 3 viene demandato il compito di regolamentare il collaudo finale delle opere edilizie,
d l punto
dal
t di vista
i t prettamente
tt
t acustico:
ti
ad
d ultimazione
lti
i
d i Lavori,
dei
L
i il Direttore
Di tt
d i Lavori
dei
L
i
sottoscrive una certificazione sulla conformità delle opere realizzate nel rispetto del Progetto
Acustico ai fini del rilascio del Certificato di Abitabilità. Il Comune provvede ad effettuare con il
supporto
t tecnico
t
i dell’ARPA
d ll’ARPA Umbria,
U b i controlli
t lli a campione
i
per verificare
ifi
l conformità
la
f
ità delle
d ll opere
con le previsioni di progetto.
17
Normativa tecnica
per la misura e il collaudo
•
UNI EN ISO 140-4: “Misurazioni in opera dell’isolamento acustico per via aerea tra
ambienti”;
•
UNI EN ISO 140-5:2000 ”Acustica - Misurazione dell'isolamento acustico in edifici e
di elementi di edificio - Misurazioni in opera dell'isolamento acustico per via aerea
d l elementi
degli
l
d facciata
di
f
e delle
d ll facciate”
f
”
•
UNI EN ISO 140-7: “Misurazioni in opera
p
dell’isolamento dal rumore di calpestio
p
di
solai”;
•
UNI EN ISO 717
717-1:
1: “Valutazione
Valutazione dell
dell’isolamento
isolamento acustico in edifici e di elementi di
edifici – Isolamento acustico per via aerea”;
•
UNI EN ISO 717-2:
717 2: “Valutazione
Valutazione dell
dell’isolamento
isolamento acustico in edifici e di elementi di
edifici – Isolamento del rumore di calpestio”.
18
Normativa tecnica
p la p
per
previsione dei requisiti
q
acustici p
passivi ((fase
di progetto)
•
UNI EN 12354-1:2002 Acustica in edilizia - Valutazioni delle prestazioni acustiche
di edifici
difi i a partire
ti dalle
d ll prestazioni
t i i di prodotti
d tti - Isolamento
I l
t dal
d l rumore per via
i
aerea tra ambienti
•
UNI EN 12354-2:2002 Acustica in edilizia - Valutazioni delle prestazioni acustiche
di edifici a partire dalle prestazioni di prodotti - Isolamento acustico al calpestio tra
ambienti
•
UNI EN 12354
12354-3:2002
3:2002 Acustica in edilizia - Valutazioni delle prestazioni acustiche
di edifici a partire dalle prestazioni di prodotti - Isolamento acustico contro il
rumore proveniente dall'esterno per via aerea
•
UNI/TR 11175, “Guida alle norme serie UNIEN 12354 per la previsione delle
prestazioni acustiche degli Edifici – Applicazioni alla tipologia costruttiva nazionale”.
19
Norme previsionali: UNI EN 12354-1
• La suddetta norma descrive i modelli di calcolo per la valutazione del rumore
trasmesso per via aerea tra ambienti situati in edifici, mediante dati sperimentali che
caratterizzano la trasmissione del suono diretta o indiretta da parte degli elementi di
edificio.
• Per trasmissione diretta si intende la trasmissione dovuta solo al rumore incidente su
un elemento di separazione e da lì direttamente irradiato per via strutturale o
trasmesso per via aerea attraverso parti dell’elemento stesso, quali fenditure,
dispositivi o persiane di ventilazione.
• Per trasmissione indiretta si intende la trasmissione del rumore da un ambiente
emittente ad un ambiente ricevente, attraverso percorsi di trasmissione diversi da
quelli
lli della
d ll trasmissione
t
i i
di tt
diretta.
Si può
ò suddividere
ddi id
l trasmissione
la
t
i i
i di tt in
indiretta
i
trasmissione indiretta per via aerea, che avviene con il passaggio dell’energia sonora
attraverso sistemi di ventilazione, controsoffitti e corridoi, e trasmissione indiretta per
via strutturale (trasmissione laterale), che avviene attraverso la vibrazione di elementi
strutturali quali pareti, pavimenti e soffitti.
20
Trasmissioni laterali
21
Norme p
previsionali: UNI EN 12354-2
La presente norma definisce i modelli di calcolo per valutare l’isolamento acustico di
calpestio
l
i tra ambienti
bi i sovrapposti,
i mediante
di
l’i i
l’impiego
di valori
l i misurati
i
i in
i laboratorio
l b
i
che caratterizzano la trasmissione del suono diretta o indiretta da parte degli elementi di
edificio.
• Per trasmissione diretta si intende la trasmissione dovuta all’eccitazione per calpestio
e dalla irradiazione acustica di un elemento divisorio.
• Per trasmissione indiretta o laterale si intende la trasmissione dell’energia sonora che
si propaga da un elemento eccitato dell
dell’ambiente
ambiente emittente ad un ambiente
ricevente per via strutturale attraverso la vibrazione di elementi strutturali
quali pareti, pavimenti e soffitti.
22
Norme p
previsionali: UNI EN 12354-3
• La norma definisce un modello di calcolo per valutare l’isolamento acustico o la
pressione sonora di una facciata o di una diversa superficie
p
differenza di livello di p
esterna di un edificio.
• Il calcolo è basato sul potere fonoisolante dei diversi elementi che
costituiscono
tit i
l facciata
la
f
i t e considera
id
l trasmissione
la
t
i i
di tt e laterale.
diretta
l t
l
• I modelli trattati dalla norma sono basati sull’esperienza di previsione per edifici ad
uso residenziale; tali modelli possono essere utilizzati anche per altri tipi di edifici a
condizione che il sistema di costruzione e le dimensioni degli elementi non siano
troppo diversi da quelli utilizzati per le abitazioni.
23
Norme previsionali: UNI EN 12354
12354--3
• L’i
L’isolamento
l
t acustico
ti di facciata
f
i t normalizzato
li
t rispetto
i
tt all tempo
t
di riverberazione,
i b
i
dipende dal potere fonoisolante di tale facciata vista dall’interno, dall’influenza della
forma esterna della facciata e dalle dimensioni degli ambienti:
• V
D2m,nT = R’ + ΔLfs + 10 log (V/6ToS) dB
è il volume dell’ambiente ricevente, in metri cubi
• S
è l’area totale della facciata vista dall’interno, cioè la somma delle aree di tutti gli
elementi di facciata, in metri quadri
ΔLfs è la differenza di livello di p
pressione sonora p
per la forma della facciata ((tabulato))
24
Parte 3: Metodologie e materiali per
l’isolamento acustico
25
Materiali per l’isolamento acustico
• I materiali impiegati nell’edilizia non hanno solo proprietà meccaniche e di
isolamento termico, ma anche acustiche.
• A tal proposito, sono classificati generalmente in:
– fonoisolanti
– fonoassorbenti.
fonoassorbenti
• Una struttura si dice fonoisolante se, per il complesso di materiali di cui è
costituita e la loro disposizione architettonica, è in grado ridurre il rumore
trasmesso per via aerea tra due ambienti e, quindi, fare in modo che il rumore
prodotto in un locale non si trasmetta nel locale adiacente. Le strutture possono
essere monolitiche, cioè costituite da un solo materiale, o a più strati.
• Un materiale si definisce fonoassorbente se presenta un alto valore del
coefficiente di assorbimento in alcuni intervalli di frequenza.
26
Materiali Fonoassorbenti
Materiale fonoassorbente:
• presenta un alto valore del coefficiente di assorbimento in alcuni intervalli di
frequenze; le modalità di assorbimento del suono e gli andamenti del coefficiente di
assorbimento in funzione della frequenza dipendono dal tipo di materiale e dal sistema
d'installazione.
•Di
Di solito
lit sii fa
f riferimento
if i
t non proprio
i all solo
l materiale,
t i l ma all'elemento
ll' l
t assorbente
b t cosìì
come viene installato
pannello.
Esistono 3 principali categorie di pannelli assorbenti:
• pannelli fonoassorbenti porosi;
• pannelli
lli forati
f ti risonanti
i
ti assorbenti;
b ti
• pannelli vibranti.
27
Materiali Fonoassorbenti porosi
I pannelli fonoassorbenti porosi sono costituiti da materiale poroso avente in superficie
numerosi pori, dai quali si accede a cavità cieche di dimensioni e forma casuali
quando
d una perturbazione
t b i
acustica
ti
colpisce
l i
un pannello
ll poroso, le
l particelle
ti ll d'aria
d' i
all'interno delle cavità vibrano e dissipano energia per attrito.
Le prestazioni di un pannello poroso dipendono da:
•
grado di porosità (volume d'aria nei canalicoli/volume totale del pannello);
forma ed orientamento medio delle cavità;
•
•
spessore dello strato poroso, che individua la posizione e l'ampiezza della banda di frequenza per la quale il
pannello
ll è efficace:
ffi
coefficiente
di
assorbimento
di
un
pannello
fonoassorbente
poroso,
in
•
funzione della frequenza massimo per s*=λ/4;
•
ll'andamento
andamento della velocità di un tono sinusoidale è una sinusoide della stessa frequenza,
frequenza con valore 0 sulla
parete e massimo a distanza pari a λ/4; già per distanze pari a circa s*=λ/6 si raggiungono valori elevati
dell'assorbimento e convenzionalmente si adotta questo come spessore di massimo assorbimento.
•Considerando c = 340 m/s
/ ed esprimendo
p
s* in mm:
s* =
λ
6
=
c
340 1000 56000
=
=
6f
6
f
f
28
Materiali Fonoassorbenti porosi
Lo spessore per il quale è efficace il pannello
aumenta al diminuire della frequenza, così che
diventa impraticabile l'adozione di
pannelli fonoassorbenti porosi per un
buon
assorbimento
delle
basse
frequenze.
Modalità di installazione:
la dissipazione di energia è maggiore quando la
velocità delle particelle è elevata (velocità nulla sulla
parete aumenta con la distanza da essa)
parete,
di solito il pannello è montato distanziato,
lasciando una intercapedine d'aria, anziché incollato
sulla parete.
parete
frequenza di centro banda (Hz)
spessore
(m)
densità
(kg/m3)
125
250
500
1000
2000
4000
Lana di vetro
0.025
40
0,24
0,32
0,65
0,77
0,79
0,81
Lana di vetro
0.025
100
0,25
0,41
0,86
0,94
0,84
0,81
Lana di roccia
0.025
35
0,06
0,19
0,39
0,54
0,64
0,75
Lana di roccia
0.1
35
0,42
0,66
0,73
0,75
0,77
0,79
Feltro morbido
0.012
0,16
0,04
0,10
0,21
0,57
0,92
0,07
0,31
0,49
0,81
0,66
0,54
Materiali
Tessuto drappeggiato
Intonaco assorbente (vermiculite)
0.01
0,25
0,40
0,55
0,65
0,72
0,80
Intonaco assorbente
(lana minerale)
0.02
0,08
0,16
0,52
0,87
0,98
0,98
Sughero
0.02
0,15
0,35
0,40
0,50
0,55
0,78
250
29
Materiali forati risonanti assorbenti
I pannelli forati risonanti assorbenti sono costituiti da una lastra di materiale non poroso
in cui vengono praticati fori di dimensioni opportune; la lastra è installata ad una certa
distanza dalla parete e si comporta come un insieme di risonatori di Helmholtz: cavità di
volume V, delimitata da pareti rigide e collegata con l'esterno daun’apertura,
denominata collo, di lunghezza L e sezione S. Il suon incidente fa vibrare l'aria
contenuta nel collo e nella cavità di volume V.
V
V
cavità
L
d
collo
Onda acustica incidente
Risonatore di Helmholtz - Sezione
Risonatori su un supporto (pannello)
per il singolo
g
risonatore,, anche p
per i p
pannelli forati l'assorbimento acustico è massimo p
per la
Come p
frequenza di risonanza fr:
c
fr =
2 ⋅π
Af
D ⋅ A ⋅ ( h + 0.8 d )
essendo Af = area totale dei fori, A = area del pannello, D = distanza fra pannello e parete, h =
spessore del pannello, d = diametro di ciascun foro.
30
Materiali forati risonanti assorbenti
I pannelli forati risonanti assorbenti sono impiegati nell'assorbimento delle medie
frequenze: variando spessore del pannello, dimensioni dei fori, percentuale di foratura e
distanza dalla parete, si può collocare la banda di assorbimento nel campo di frequenze
desiderato. Inoltre, nell'intercapedine fra pannello e parete, può essere posto materiale
poroso, modificando così la frequenza di risonanza del pannello, poiché varia la costante
elastica della cavità: si ottiene in questo modo un ulteriore controllo delle caratteristiche
assorbenti del pannello.
Coefficiente di assorbimento di un pannello forato per 2 diversi spessori del materiale poroso
inserito nell'intercapedine: la presenza di materiale poroso allarga la banda di assorbimento e la
sposta verso frequenze più elevate; all
all'aumentare
aumentare dello spessore di materiale, inoltre,
l'assorbimento migliora alle basse frequenze, poiché si combinano gli effetti di entrambi i
meccanismi di assorbimento, per porosità e per risonanza.
31
Pannelli vibranti
I pannelli
lli vibranti
ib ti sono lastre
l t
piane
i
rigide
i id di materiale
t i l non poroso; l'effetto
l' ff tt assorbente
b t è
conseguenza del sistema di montaggio del pannello, fissato sopra un telaio ad una certa distanza
dalla parete, a formare un’intercapedine d'aria di spessore variabile (alcuni cm), che può essere
riempita di materiale poroso.
poroso
Il campo acustico fa vibrare la lastra rigida e l'energia di vibrazione è ceduta al materiale poroso,
che ha un effetto smorzante.
Coefficiente di assorbimento del pannello:
• valori più elevati per frequenze intorno alla propria frequenza di risonanza;
• buoni valori del coefficiente di assorbimento acustico alle basse frequenze, con il massimo per
frequenze inferiori ai 200÷300 Hz e tendenza a spostarsi verso frequenze più basse all'aumentare
del peso del pannello.
Materiale
poroso
S
Parete
rigida
i id
M
Pannello
vibrante
d
32
Pannelli vibranti
Materiali
Masonite, di 3 mm di spessore, con rivestimento in feltro di 50 mm
Hz
63
125
250
500
1000
2000
4000
8000
0,50
0,90
0,45
0,25
0,15
0,10
0,10
0,05
0,20
,
0,15
,
0,10
,
0,05
,
0,05
,
0,05
,
0,05
,
0,05
0,10
0,15
0,25
0,30
0,30
0,25
Pannelli di gesso per rivestimenti murali e contro soffittature con grandi
0,20
,
intercapedini d'aria
Cartone di fibra su supporto rigido di 12 mm di spessore
0,05
Lastra di gesso, di 9 mm di spessore, fissata su listelli di legno con
interasse di 0,5 m; intercapedine d'aria di 18 mm riempita con lana di 0,25
vetro
Legno compensato, di 5mm di spessore, fissato su listelli di legno con
0,30
interasse di 1m; intercapedine d'aria di 50mm riempita con lana di vetro
0,3
0,2
0,15
0,05
0,05
0,05
0,05
0,40
0,35
0,20
0,15
0,05
0,05
0,05
Legno compensato,
compensato di 12mm di spessore,
spessore fissato su listelli di legno con
interasse di 1m; intercapedine d'aria di 59 mm riempita con lana di vetro 0,25
0,30
0,20
0,15
0,10
0,15
0,10
0,05
33
Strutture fonoisolanti
Isolamento acustico: questione tecnica di difficile soluzione:
• la via principale di propagazione del campo acustico è l'aria: perciò,
utilizzando occorre verificare che su un isolante acustico non siano presenti
aperture, in quanto si perde gran parte del vantaggio derivante dall'installazione del
materiale;
• anche quando le vie aeree sono chiuse, il rumore continua a trasmettersi attraverso
il materiale di chiusura; per ottenere una riduzione più significativa si può ricorrere
alla
a
a ccreazione
ea o e d
di u
una
a st
struttura
uttu a fonoisolante,
o o so a te, intesa
tesa co
come
e co
complesso
p esso d
di materiali
ate a e
loro disposizione architettonica finalizzati ad ottenere la riduzione più elevata
possibile del rumore trasmesso.
• La
L grandezza
d
di riferimento
if i
t è il potere
pote e fonoisolante R
1. Valutazione teorica:
legge della massa
2. Valutazione sperimentale:
misura
i
in
i laboratorio
l b
i
34
MISURA DEL POTERE FONOISOLANTE IN
LABORATORIO
35
Misura in laboratorio: strumentazioni di
misura
Camere riverberanti accoppiate
Caratteristiche
Ambiente all’interno del quale, con particolari accorgimenti, si ottiene con buona
pp
un campo
p sonoro diffuso,, caratterizzato da una densità di energia
g
approssimazione
sonora costante in tutti i punti
Dimensioni e caratteristiche in conformità alla
norma UNI EN ISO 140-1(volumi >50 mc,
differenze in termini di volume del 10%)
Area parete di separazione = 10mq
Assenza di trasmissioni laterali
36
Strumentazioni di misura
Complesso strumentazione
sorgente
campione
preamplificatore 1
preamplificatore 2
microfono 1
microfono 2
amplificatore
Symphonie
notebook
37
Misure di fonoisolamento
I conformità
In
f
ità alle
ll
UNI EN ISO 140-3
C
Camere
riverberanti
i b
i accoppiate
i
Camera ricevente
Camera emittente
Emissione di rumore bianco da parte della
sorgente, collocata in 5 posizioni diverse
Acquisizione contemporanea in entrambe le camere
del livello di pressione sonora da parte dei microfoni
in 5 posizioni diverse per ogni posizione sorgente
Misure ripetute 2 volte
La p
prova consiste nella
generazione di un adeguato
segnale sonoro e nella successiva
registrazione del livello di
pressione acustica presente in
camera emittente e ricevente
50+50 misurazioni
38
POTERE
FONOISOLANTE
S
R = L1 − L2 + 10 log
A
[dB]
dove:
d
• L1 è il livello medio di pressione sonora nell’ambiente di emissione [dB]
• L2 è il livello medio di pressione sonora nell
nell’ambiente
ambiente di ricezione [dB]
• S è l’area dell’elemento in prova [m2]
• A sono le unità assorbenti dell’ambiente ricevente, valutate in base alla:
Formula di Sabine
V
t 60 = 0,16 [s]
A
t60=tempo
tempo di riverberazione: tempo necessario affinché la pressione sonora registrata in
un punto della sala discenda di 60 dB dal momento dello spegnimento della sorgente
V: volume della camera in m3
39
CALCOLO DEGLI INDICI A SINGOLO NUMERO
Potere Fonoisolante R
Il valore di R viene graficamente
riportato in funzione della frequenza
in bande di terzo d’ottava
curva di riferimento secondo ISO 717-1 TRASLATA
curva di riferimento secondo ISO 717-1
60
R (dB)
55
50
Il valore di RW, indice singolo del
potere
t
ffonoisolante,
i l t viene
i
ricavato mediante un processo di
calcolo attraverso il quale la
curva di riferimento si posiziona
all’interno del grafico di R.
45
40
35
30
25
20
15
Somma degli scarti sfavorevoli
max possibile e pari a 32 dB.
dB
Scarto sfavorevole: R- Rrif<0
10
5
Frequenza (Hz)
0
100
200
400
800
1600
3150
Il valore in dB della curva di riferimento a
500 Hz corrisponde ad Rw
40
Stima teorica di R: legge della massa
• Bilancio
Bil
i energetico
ti di un’onda
’ d che
h incide
i id su una parete
t piana
i
a= Wa/Wi
r= Wr/Wi
t Wt/Wi
t=
Il coefficiente di trasmissione t dipende dall'angolo di incidenza φ, dalla frequenza f,
dalla velocità del suono c,
c dalla densità ρ dei materiali con cui è costruito il divisorio
divisorio::
t ( ϕ , f ,c , ρ ) =
Wt ( ϕ , f ,c , ρ )
Wi ( ϕ , f ,c , ρ )
A seguito della non linearità tipica dei fenomeni sonori, per caratterizzare le pareti dal
punto di vista della trasmissione dei campi acustici, si preferisce introdurre il potere
fonoisolante
f
i l
R, grandezza
d
di tipo
i logaritmico
l
logaritmico:
i i :
1
R( ϕ , f , c , ρ ) = 10 log
t( ϕ , f , c , ρ )
Caso di un'onda sonora piana incidente ortogonalmente su una
dimensioni infinite
parete piana di
41
Legge della massa
O d sonora piana
Onda
i
i id t ortogonalmente
incidente
t
l
t su una parete
t piana
i
di dimensioni
di
i i infinite:
i fi it
⎞
⎟⎟
⎠
2
R0 ( f ) = 20 ⋅ log f ⋅ M s − 42 .3
legge della massa per incidenza normale
essendo:
Ms = massa per unità
ità di superficie
fi i della
d ll parete;
t
ρ0 = densità dell'aria in condizioni standard;
c0 = velocità del suono in aria in condizioni standard.
70
60
Rnormale
50
Rdiffuso
40
Incidenza obliqua:
Incidenza casuale:
R0 ( f ) = 20 ⋅ log f ⋅ M s ⋅ cos ϕ − 42 .3
Rcasuale ( f ) = R0 ( f ) − 10 log (0.23 ⋅ R0 )
Rdiffuso
( f ) = R0 ( f ) − 5
diff
Rcasuale
30
20
10
0
Campo acustico diffuso:
R (dB
B)
⎛
π ⋅ f ⋅Ms
⎜
R0 ( f ) = 10 ⋅ log ⎜ 1 +
ρ 0 ⋅ c0
⎝
10 2
f x Ms (Hz x kg/m2)
10 3
10 4
10 5
10 6
10 7
Evidenza sperimentale:
•
l'isolamento acustico aumenta con la massa della struttura fonoisolante (se la
massa superficiale raddoppia, si ha un incremento di R pari a 6 dB);
•
a parità di massa per unità di superficie, le alte frequenze subiscono
un'attenuazione maggiore.
42
Legge della massa
La legge della massa ha validità entro un intervallo di frequenze limitato, poiché si
riferisce a condizioni teoriche ideali
dimensioni infinite del divisorio ed elevata
inerzia, ovvero rigidità
à molto bassa.
La struttura, se sollecitata con onde sonore di frequenza (bassa) pari alla propria
frequenza naturale di oscillazione (
effetti di risonanza),
risonanza) oscilla con ampiezza
maggiore, con conseguente diminuzione di R.
direzione dell'onda
flessionale
Un altro tipo di risonanza è legato al propagarsi di onde
flessionali
(trasversali):
il
pannello
vibra
perpendicolarmente alla sua superficie e R risulta
inferiore a quanto previsto dalla legge della massa.
massa Per le
frequenze più alte c'è sempre un angolo d'incidenza ϕ
per il quale la proiezione in direzione θ della lunghezza
d' d del
d'onda
d l suono (λ) risulti
i lti uguale
l alla
ll lunghezza
l
h
d' d
d'onda
effetto di coincidenza, che ha
flessionale (λF)
influenza nel campo delle medie e alte frequenze.
λ
n
ϕ
λF
ϕ
θ
divisorio
43
Legge della massa
L'andamento
L'
d
t del
d l potere
t
f
fonoisolante
i l t R in
i funzione
f
i
d ll frequenza
della
f
f sii può
ò dunque
d
suddividere in 4 zone:
•
frequenze molto basse: R è regolato dalla rigidità del pannello;
•
frequenze intorno alla frequenza fondamentale di risonanza f0: R è regolato
g
dovute alle frequenze
q
naturali;;
dall'effetto di risonanza,, con irregolarità
•
zona in cui vale la legge della massa;
•
frequenze intorno alla frequenza critica fc: prevale ll'effetto di coincidenza.
coincidenza
44
TECNICHE DI INTERVENTO PER LA
RIDUZIONE DEL RUMORE NEGLI EDIFICI
45
Tecniche di intervento per la riduzione del
rumore negli edifici
• L’isolamento acustico degli elementi dell’edificio è volto verso l’isolamento da due
p g di rumore:
tipologie
– rumore aereo: proveniente dall’esterno (traffico stradale) o dalle attività svolte
all’interno dell’ambiente abitativo;
– rumore da
d impatto:
i
tt generato dal
d l calpestio,
l
i caduta
d
di oggetti,
i trascinamento
i
di
mobili.
• Attenuazione dei rumori prodotti per via aerea diretta
• Attenuazione dei rumori che si propagano per via aerea attraverso pareti
di i i e solai
divisorie
l i
• Attenuazione dei rumori di calpestio
46
Interventi per l’attenuazione del livello
sonoro dei rumori aerei

Gli interventi per l’attenuazione del livello sonoro dei rumori aerei trasmessi agli
ambienti abitativi si basano sul presupposto di incrementare il potere fonoisolante
delle pareti orizzontali e verticali.
Le pareti isolano dal rumore in due modi:

con il loro peso, ovvero con la legge della massa: maggiore è il peso e
maggiore è l’isolamento offerto, in quanto un elemento di maggior peso richiede
una quantità di energia maggiore per entrare in vibrazione e,
e quindi,
quindi ll’energia
energia
sonora incidente si riduce maggiormente.
con il loro effetto smorzante (pareti leggere).
a parità di massa, una parete composta di differenti strati (strati massivi e
strati porosi) isola meglio di una parete monolitica (Concetto di massamolla massa): il materiale fibroso contenuto nell
molla-massa):
nell’intercapedine
intercapedine si
comporta come uno smorzatore, che dissipa l’energia acustica che si propaga
attraverso la parete.
47
Isolamento rumore aerei
Parete doppia con materiale poroso
in intercapedine
Controparete: Applicazione, sulla superficie della
struttura esistente, di una controparete avente
una componente ad elevata massa superficiale
((lastra di cartongesso,
g
, o intonaco su rete
metallica) ed una componente di supporto
smorzante e fonoassorbente, consistente in
pannelli di lana di vetro o di altri materiali
(sughero, pannelli di gomma truciolare).
48
Proprietà fonoisolanti di pareti in muratura
• Tipologie costruttive comuni in Italia per le pareti:
– laterizio alleggerito;
– calcestruzzo alleggerito con argilla espansa;
– doppie pareti in mattoni forati con intercapedine riempita (anche parzialmente) con isolante
termo-acustico, come polimerici non porosi (es., polistirene espanso) o materiali porosi ad
elevata resistenza al flusso;
– fibre minerali, fibre di materie plastiche riciclate (es., poliestere) o a fibre di origine naturale
(es, legno, cellulosa).
• Per q
quanto riguarda
g
i divisori interni,, l’esigenza
g
strutturale di leggerezza
gg
non sempre
p si coniuga
g
con il raggiungimento di adeguati valori del potere fonoisolante: anche a questo scopo, è
consigliabile privilegiare pareti doppie leggere (es., con lastre in cartongesso) e
intercapedine riempita con materiale poroso.
• Particolare importanza va attribuita alle modalità di collegamento e supporto strutturale
delle lastre. É consigliabile ricorrere a strati resilienti in corrispondenza di tutti i percorsi di
trasmissione strutturale (giunti, travi, connessioni a vite ecc.).
49
Particolari costruttivi – riduzione
trasmissioni laterali
50
Stima del potere fonoisolante
• Il potere fonoisolante Rw delle strutture può essere:
– Certificato dal produttore ai sensi della 140-3
140 3 ( misura in laboratorio);
– Stimato per via teorica, mediante formule disponibili nella Letteratura
specializzata o nella normativa tecnica;
– ipotizzato per similitudine con soluzioni equivalenti.
Formule disponibili:
• Per partizioni verticali e orizzontali (con m > 80 kg/m2) singole o doppie
((con intercapedine
p
priva di riempimento
p
p
e spessore
p
minore o uguale
g
a 50
mm), l’UNI propone di utilizzare la seguente formula per il calcolo di
massima dell’indice di valutazione del potere fonoisolante, ricavata sulla
base di misure compiute su tipologie costruttive in uso in Italia (m=massa
superficiale in kg/m2):
Rw = 20log10 ( m )
51
Stima del potere fonoisolante
• La norma UNI EN 12354-1 riporta una formula, applicabile a strutture
monolitiche pesanti di massa superficiale m > 150 kg/m2 (ad esempio,
esempio
calcestruzzo (m=massa superficiale in kg/m2):
Rw = 37,5log
37 5l 10 ( m ) − 42
• Solai in latero
latero-cemento
cemento (250 kg/m2 < m
m< 500 kg/m2)
Rw = 23 * log m'−8
52
Esempi di soluzioni costruttive certificate
(UNI 11175)
53
(UNI 11175)
54
(UNI 11175)
55
Interventi: Le contropareti e i controsoffitti
• Una parete con controparete applicata può essere descritta come un semplice sistema
meccanico costituito da due masse (la parete di base e la controparete), connesse tramite una
molla-intercapedine.
• L’efficacia acustica di una controparete è determinata principalmente dai seguenti fattori:
– massa superficiale e prestazione acustica della parete di base;
– massa superficiale del rivestimento (controparete);
– rigidità dinamica dello strato elastico di connessione (se si tratta di intercapedini d’aria, è
sufficiente conoscere lo spessore dell’intercapedine).
• Nel caso delle contropareti realizzate con rivestimenti leggeri (lastre di gesso, legno, ecc.), il
contributo di una controparete al potere fonoisolante della struttura base può essere determinato
in funzione della frequenza di risonanza, f0, del sistema struttura di base – rivestimento (UNI
12354 1)
12354-1)
56
Isolamento da rumore di calpestio
• Con riferimento alla norma UNI EN 12354-2 ( MODELLO SEMPLIFICATO) l’indice di
pressione sonora di calpestio,
p
, normalizzato rispetto
p
valutazione del livello di p
all’assorbimento acustico L’n,w, può essere calcolato in dB mediante:
L 'n , w = Ln , w,eq − ΔLw + K
• Ln,w,eq è l’indice di valutazione del livello equivalente di pressione sonora di calpestio
normalizzato del solaio nudo
• ∆Lw è l’indice di valutazione dell’attenuazione del livello di pressione sonora di
p
dovuto al rivestimento di p
pavimentazione
calpestio
• K è il termine di correzione per la trasmissione laterale, come da prospetto 1 della UNI
EN 12354-2 (dipendente dalla massa superficiale del divisorio e dalla massa
superficiale media degli elementi laterali omogenei non ricoperti da rivestimenti
resilienti).
57
Isolamento da rumore di calpestio
• Le prestazioni del solaio nudo dipendono dalla sua massa superficiale m’ (in kg/m2) in
g
base alla seguente:
Ln,w,eq = 164 – 35log (m’)
• Tale formula è comunque considerata poco affidabile per la stima del livello di rumore
da calpestio per solai in latero-cemento.
• Valori misurati:
– Solaio
S l i in
i latero
l t
– cemento
t nudo
d con travetti
t
tti a traliccio
t li i (16 cm + 4 cm soletta)
l tt ) con
intonaco di malta (1,5 cm) : L’n,w = 84 dB
– Solaio in latero – cemento nudo con travetti in c.a. p
precompresso
p
( 16 cm + 4 cm
soletta) con intonaco di malta (1,5 cm) : L’n,w = 87 dB
• Si deve inoltre tener conto che il livello di rumore di calpestio generato nell’ambiente
di t b t è fortemente
disturbato
f t
t influenzato
i fl
t dal
d l tipo
ti
di pavimentazione
i
t i
i i
impiegata:
t Solai
S l i con
pavimenti più rigidi (ceramica, marmo,…) danno origine a livelli di rumore di calpestio
più alti di solai con pavimenti più elastici (legno, moquette,…).
58
Isolamento da rumore di calpestio: ΔL
• L’attenuazione in dB dovuta al rivestimento (pavimento galleggiante con
massetto
tt in
i calcestruzzo)
l
t
) può
ò essere cosìì stimata,
ti t in
i frequenza
f
e in
i termini
t
i i di
indice di valutazione ∆Lw:
⎛ f ⎞
ΔL = 30 log10 ⎜ ⎟
⎝ fr ⎠
⎛ 500 ⎞
⎛ m′ ⎞
3
15log
ΔLw = 30 log10 ⎜
+
=
+ 18
⎟
10 ⎜
⎟
⎝ s′ ⎠
⎝ fr ⎠
• fr la frequenza di risonanza del sistema massetto - strato resiliente (in Hz)
• s’ la rigidità dinamica dello strato resiliente (in MN/m3)
• m’ la massa superficiale del massetto (in kg/m2).
59
Interventi per l’attenuazione del livello
sonoro dei rumori impattivi
• Se un solaio è in genere una struttura sufficientemente pesante da offrire una
protezione soddisfacente dal rumore aereo (le strutture più usate nell’edilizia
nazionale offrono un potere fonoisolante che va dai 47 a 57 dB), altrettanto non
si può ottenere quando gli stessi sono sollecitati da rumore d’urto. Questi, infatti,
mettono in gioco quote di energie molto più elevate del rumore aereo e, sollecitando
di
direttamente
l struttura, la
la
l fanno
f
vibrare
ib
e trasmettere un rumore più
iù elevato.
l
• Alla prova normalizzata di calpestio,
calpestio generalmente i solai nudi sopraccitati
trasmettono all’ambiente confinante livelli di rumore di calpestio dell’ordine di
70-85 dB.
• Interventi possibili:
– il pavimento resiliente;
– il pavimento galleggiante;
– il controsoffitto.
controsoffitto
60
Pavimenti resilienti
• La prima soluzione consiste nel ridurre l’energia d’urto al momento dell’impatto
p
tra corpo
p contundente e solaio un p
pavimento resiliente costituito da
interponendo
pannelli rigidi su cui incollare il nuovo rivestimento (PVC, moquette,…).
• Questo comporta un abbattimento del rumore di 17-20 dB, spesso non sufficiente a
raggiungere
i
i valori
l i limite
li it
• Il principio di funzionamento del pavimento resiliente è quello di dissipare l’energia
trasmessa con ll’impatto,
impatto, prima che questa sia trasferita agli strati rigidi sottostanti.
61
Pavimenti galleggianti
• Il pavimento galleggiante è capace di interrompere la continuità della struttura con
un materiale morbido ed elastico che blocchi la vibrazione.
• M
Modalità
d li à di realizzazione:
li
i
– la realizzazione di un piano di posa sul solaio;
– la posa senza soluzione di continuità di uno strato di materiale elastico-smorzante.
elastico-smorzante
Tale materiale dovrà essere risvoltato sui bordi del pavimento in modo da realizzare
una “vasca”, che disgiunga in ogni punto lo strato di posa dal massetto soprastante.
Particolare attenzione
atten ione andrà posta nella realizzazione
reali a ione del risvolto
ris olto in corrispondenza
corrisponden a
delle soglie di ingresso e delle soglie dei balconi;
– la g
gettata di un massetto di calcestruzzo di spessore
p
adeguato
g
ai carichi p
previsti, e
comunque non inferiore ai 4 cm, eventualmente armato per evitare rotture con rischi
di cedimenti differenziali della pavimentazione, munito di giunti di dilatazione, che
costituisca una massa liberamente galleggiante sulla molla costituita dal materiale
isolante.
• Abbattimenti >20 dB.
62
Il principio di funzionamento del pavimento galleggiante è quello di “massa-molla-massa”: parte del
rumore trasmesso sottoforma di energia meccanica dovuta all’impatto, grazie allo strato elastico, si
ttrasforma
as o a in e
energia
e g a te
termica
ca pe
per e
effetto
etto de
dei movimenti
o
e t de
delle
e pa
particelle
t ce e p
presenti
ese t a
all’interno
te o de
dello
o
strato elastico.
63
• Per poter ridurre le vibrazioni, il materiale elastico deve possedere alcune
quali:
caratteristiche,, q
– resistenza alla compressione;
– basso valore del modulo di rigidità dinamico;
– coefficiente di assorbimento acustico elevato;
– inalterabilità nel tempo delle proprietà elastiche sotto le normali condizioni di
carico.
carico
La prestazione finale è influenzata dal tipo di pavimentazione: pavimentazioni
in parquet permettono di ottenere una riduzione di Lnw pari a 6-15 dB a parità
di stratigrafia di solaio.
64
Controsoffitti
• Infine, quando l’altezza del locale lo permette, si può foderare il locale disturbato dal
g
peso. Q
p
Questo è sospeso
p
con
rumore con un controsoffitto continuo,, di adeguato
ganci antivibranti elastici e l’intercapedine è riempita con materiale fibroso o poroso
per evitare che diventi una cassa armonica. È la soluzione adottata quando non sono
possibili altre tecniche di intervento.
intervento
• Il massimo abbattimento è dell’ordine di 10-12 dB.
• I controsoffitti consentono, inoltre, un miglioramento del potere fonoisolante del solaio
e di conseguenza il miglioramento dell’isolamento acustico dal rumore aereo tra due
ambienti sovrapposti.
65
Materiali per l’isolamento al calpestio: prestazioni
I valori sono indicativi, essendo ricavati da indagine tra i prodotti commercialmente disponibili.
Le prestazioni riportate nell
nell’ultima
ultima colonna sono valutazioni di laboratorio e da esse non
possono direttamente estrapolarsi i corrispondenti dati in opera.
Materiale
Spessori
Densità [kg/m3]
[mm]
Rigidità dinamica
[MN/m3]
DLnw [dB] di
laboratorio
27
Agglomerato di poliuretano riciclato con pellicola in
polietilene
10
100
25
Gomma solida
5
370
40
Lattice di gomma con film in alluminio
Granuli e fibre in gomma riciclata di pneumatici con
supporto in cartonfeltro
10
4
10
360
20
300
-
Gomma vulcanizzata granulare
6-10
-
20-15
p
elasticizzato
Polistirene espanso
22
3
5
10
10
5-6
9
15
30
110
60-75
35-40
65
60
10
37.5
27-28
25
26.5
34
Polietilene espanso a celle chiuse
Polietilene espanso a celle chiuse di due diverse densità
Polietilene espanso a celle chiuse reticolato accoppiato a
tessuto
Polietilene espanso a celle chiuse reticolato accoppiato a
tessuto non tessuto
Polietilene espanso per estrusione a forma di canali
protetti da una pellicola
Polietilene espanso per estrusione accoppiato con lamina
di piombo e strato di polietilene estruso
22
30+90
30
24.5
25
26
5
-
35
26.5
7
10
30
35
30
32
-
3 0.35 3
3+0.35+3
7+0.35+3
-
27
16
33
36
66
Vetri e infissi
• Infissi (finestre, porte): una loro adeguata progettazione acustica è fondamentale ai fini del
rispetto dei requisiti passivi di isolamento delle facciate e dei divisori tra unità abitative: essi
spesso costituiscono, infatti, dei “ponti acustici” e un’insufficiente sigillatura dei serramenti può
vanificare l’impiego di soluzioni costruttive dall’elevato potere fonoisolante.
• Importanza dei punti critici, ovvero i cassonetti per avvolgibile, devono essere coibentati e testati
• Nella progettazione acustica occorre fare riferimento è quella della finestra nel suo complesso e
non solo del vetro;
• la tenuta delle battute nei confronti dell’infiltrazione dell’aria esterna può, in assenza di materiale
di tenuta,
tenuta limitare fortemente le prestazioni all
all’isolamento
isolamento sonoro,
sonoro indipendentemente dalla
tipologia di vetro. Per tali motivi è necessario ricorrere all’impiego di serramenti
acusticamente certificati.
• L
La classe
l
di permeabilità
bilità all’aria
ll’ i delle
d ll finestre
fi
t deve
d
essere possibilmente
ibil
t la
l massima
i
(
(pari
i
a 4) e in ogni caso non inferiore a 3. L’isolamento sonoro offerto dalle finestre apribili è talvolta
variabile, particolarmente alle alte frequenze, in dipendenza delle fessure che si hanno in
corrispondenza della battuta perimetrale tra telaio e ante,
ante dal numero di battute (tipicamente da 1
a 3) e dalla presenza o meno di guarnizioni. La non perfetta tenuta delle battute può essere
causa di una riduzione di circa 5 ÷ 9 dB.
Empiricamente si può stimare la caduta d’isolamento del
serramento in funzione della classe di permeabilità
all’aria.
67
Le superfici vetrate
• Le prestazioni del vetro dipendono da:
– Massa;
– Spessore intercapedine.
• In g
generale si rileva che le p
prestazioni dei serramenti migliorano
g
all’aumentare dello
spessore dei vetri (legge di massa) e del numero di battute, fino a raggiungere
valori massimi per vetri stratificati e doppi infissi; in particolare si può passare da
un indice di valutazione del potere fonoisolante di circa 15
15-20
20 dB per le finestre a vetro
singolo con scarsa tenuta all’aria, fino a valori di 40-46 dB con telaio metallico e
guarnizioni di tenuta con doppi e tripli vetri.
Soluzioni tecnicamente più complesse, ma indispensabili qualora si vogliano
raggiungere valori di Rw per una singola vetrata dell’ordine dei 40-50 dB sono:
1 riempimento dell
1.
dell’intercapedine
intercapedine con gas dall
dall’elevato
elevato peso molecolare (es.,
(es argon,
argon
SF6),
2. impiego di lastre di vetro stratificato con film ottimizzati dal punto di vista acustico
(es., PVB=polivinil buttirrale);
3. installazione di serramenti dotati di guarnizioni (es., in EPDM) interna, centrale ed
esterna.
esterna
68
Potere fonoisolante di vetri e infissi
Tipologia Vetro
Vetro 1 - vetrocamera con laminato acustico ed
intercapedine
p
d’aria 6/7 ((33.1)) – 12 – 6/7 ((33.2).
)
intercapedine d’aria 6/7 (33.2) – 12 – 6/7 (33.2).
intercapedine d’aria 6/7 (33.2) – 15 – 4.
Vetro 4 - vetrocamera con laminato acustico ed intercapedine d’aria
d aria 10/11 (55
(55.2)
2) – 12 – 6/7
(33.2).
intercapedine d’aria 5 – 15 – 8/9 (44.2).
-
Stratigrafia
vetro stratificato 3 + 3c on basso - emissivo;
intercapedine d’aria secca ();
vetro stratificato 3 + 3 con PVB acustico da 0,76
0 76
vetro stratificato 3 + 3con PVB acustico da con basso - emissivo;
vetro stratificato 3 + 3con PVB acustico da .
vetro stratificato 3 +3 con PVB acustico da con basso - emissivo;
vetro monolitico .
vetro stratificato 5 + 5con PVB acustico ;
intercapedine d
d’aria
aria secca ();
vetro stratificato 3 + 3con PVB acustico da con basso – emissivo.
vetro monolitico ;
vetro stratificato 4 + 4 con PVB acustico da con basso - emissivo.
INFISSO
VETRO
Rw
R
stimato(dB)
38
41
37
44
39
Rw (dB)
Finestra in legno
legno, doppia guarnizione,
guarnizione classe permeabilità aria 4
Vetro 1:6/7 acustico
acustico- aria 1212 6/7 VBE (38 dB)
38
Finestra in legno, doppia guarnizione, classe permeabilità 4
Vetro 2:6/7 acustico- aria 12- 6/7 acustico (41 dB)
39
Finestra in legno, doppia guarnizione, classe permeabilità 4
Vetro 3:4mm- aria 15- 6/7 acustico (37dB)
38
Finestra in legno, tripla guarnizione, classe permeabilità aria 4
Vetro 1:6/7 acustico- aria 12- 6/7 VBE (38 dB)
39
Vetro 4:10/11 acustico- aria 12 6/7 acustico (44 dB)
41
g , tripla
p g
guarnizione,, classe p
permeabilità aria 4
Finestra in legno,
Vetro 2:6/7 acustico- aria 12- 6/7 acustico (41 dB)
40
Vetro 5: 5 mm + 15 aria+8/9 acustico (39 dB)
39
69
4 Progettazione acustica
4.
70
4. Progettazione acustica
• Le normative impongono dei valori degli indici descritti molto restrittivi. In base a
quanto stabilito nel D.P.C.M. 5/12/1997 e nella Legge
q
gg regionale
g
n°8 del 6/6/2002,,
negli edifici di nuova costruzione e per le ristruttrazioni è obbligatorio rispettare
questi valori.
Obbligo del progetto acustico
• L
La prevenzione
i
i questione
in
ti
è poii particolarmente
ti l
t importante
i
t t fino
fi a che
h la
l prassii
costruttiva non si sarà adeguata agli standard richiesti per il soddisfacimento dei
requisiti acustici, in quanto può evitare possibili contenziosi derivanti da verifiche
richieste a seguito di disturbo.
• Il progetto acustico di un ambiente chiuso deve essere affrontato in modo che le
persone presenti possano trovarsi in uno stato di comfort.
comfort
• Lo scopo della progettazione acustica è sia quello di favorire la diffusione dei suoni
desiderati che quello di limitare l’accesso ai fenomeni sonori indesiderati. Si
possono distinguere due tipi di progettazione:
– Progettazione acustica passiva, nella quale si effettuano le scelte di tipo
architettonico con particolare riguardo alla forma,
architettonico,
forma alla natura dei materiali
interni e di tamponatura, alle chiusure perimetrali e alle proprietà superficiali;
– Progettazione acustica attiva, nella quale si scelgono le operazioni necessarie
per controllare il rumore direttamente alla sorgente.
71
4. La progettazione acustica
• Al fine di garantire il comfort acustico all’interno dell’ambiente, bisognerà cercare
possano p
prevenire il rischio del disturbo acustico,, sia p
per q
quanto
soluzioni che p
attiene alle fonti di rumore interne, cioè le partizioni verticali e orizzontali, sia alle
fonti di rumore esterne, ovvero le facciate. Prima di effettuare il progetto acustico è
necessario individuare e caratterizzare le fonti e porle in relazione alla sensibilità
dei locali esposti.
• Accorgimenti per l’isolamento dell’edificio dalle fonti esterne:
– l’allontanamento delle facciate dalla sorgente;
– interposizione tra edifici e sorgente di barriere acustiche;
– soluzioni
l i i di facciata
f
i t atte
tt a schermare
h
il rumore;
– disposizione urbanistica in modo da evitare l’esposizione al rumore;
– interventi indiretti sulla sorgente;
– disposizioni di locali di servizio a protezione dei locali più sensibili.
72
4. La progettazione acustica
• Strategie per limitare il disturbo delle fonti interne:
– insonorizzazione dei vani scala,
scala mentre gli eventuali ascensori e le porte devono essere
il più possibile silenziosi;
– Particolare attenzione deve essere posta alle connessioni tra soletta delle scale e pareti
laterali: è bene evitare collegamenti rigidi,
rigidi che trasmettono le vibrazioni del calpestio,
calpestio e
privilegiare le soluzioni a rampe staticamente indipendenti, con appoggi sui pianerottoli
attestati alla parete esterna. Occorre comunque adottare soluzioni distributive che
evitino il contatto diretto dei locali sensibili con ascensori,
ascensori vani scala e servizi.
servizi
– Quando possibile, inoltre, è opportuno realizzare labirinti acustici, deviando su percorsi
più lunghi o articolati l’energia sonora, in modo tale da diminuirne l’intensità e, quindi,
anche il disturbo
73
Elaborazione di un progetto acustico per un edificio di
nuova costruzione (L.R. nn° 8/2002 e regolamento attuativo)
1.Acquisizione planimetrie, prospetti e sezione;
2.Individuazione della/e destinazioni d’uso dell’edificio, al fine di individuare i limiti dei requisiti
acustici passivi (DPCM 5/12/97)
3.Individuazione, in collaborazione con il committente, dei materiali da impiegare:
• Stratigrafia delle pareti di tamponamento;
• Caratteristiche di vetri e infissi;
• Stratigrafia delle pareti di separazione tra le unità immobiliari;
• Stratigrafia del solaio.
4.Calcolo delle aree di interesse per la valutazione:
• Individuazione di tutti i locali oggetto di valutazione;
• Area di tutte le facciate (superficie opaca e trasparente);
• Volume degli ambienti;
• Area delle pareti di separazione;
5.Calcolo degli indici di valutazione dei requisiti acustici passivi:
•
Indice di isolamento di facciata D2m,nTw per tutte le facciate dell’edificio;
•
Indice di livello di rumore di calpestio L’n,w
, per i locali sovrapposti (l’indice non dipenda dal
volume dei locali ma locali differenti possono presentare valori di K ( contributo trasmissioni
laterali differenti): si scelgono i locali con K maggiore;
•
Indice di potere fonoisolante di partizione (R’w) tra unità immobiliari differenti: si calcola per
tutte le superfici di separazione (PARETI) diverse per geometria;
•
Indice di potere fonoisolante di partizione (R’w) tra unità immobiliari differenti: si calcola per
tutte le superfici di separazione (SOLAI) diverse per geometria;
6 Confronto dei valori trovati con i limiti imposti: verifica dei requisiti acustici passivi ai sensi del
6.Confronto
DPCM 5/12/97;
7.Suggerimenti per il problema degli impianti.
74
Bibliografia
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Cinzia Buratti, Morlacchi Editore, 2004.
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• R. Gigante: “Rumore ed isolamento acustico – Manuale di progettazione”, Dario Flaccovio Editore, Palermo
1996.
1996
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• S. Omodeo Salè,Verdeaureo dell’architettura, Manuale tecnico – pratico del costruire e dell’abitare sano e dei
prodotti
d tti ecologicamente
l i
t migliorativi
i li ti i
75
Normativa di riferimento
•
Metodi previsionali
•
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n° 297 del 22 dicembre 1997.
UNI ENI ISO 12354-1, “Valutazione delle prestazioni acustiche di edifici a partire dalle prestazioni di prodotti
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UNI EN ISO 12354-2, “Valutazione delle prestazioni acustiche di edifici a partire dalle prestazioni di prodotti –
isolamento acustico al calpestio tra ambienti
ambienti”, Commissione “Acustica”
Acustica UNI,
UNI Novembre 2002.
2002
UNI EN ISO 12354-3, “Valutazione delle prestazioni acustiche di edifici a partire dalle prestazioni di prodotti –
isolamento acustico contro il rumore proveniente dall’esterno per via aerea”, Commissione “Acustica” UNI,
Novembre 2002.
UNI/TR 11175,
11175 “Guida
“G id alle
ll norme serie
i UNIEN 12354 per la
l previsione
i i
d l l prestazioni
del-le
t i i acustiche
ti h degli
d li
Edifici – Applicazioni alla tipologia costruttiva nazionale”.
•
•
•
•
• Metodi di misura
•
•
•
•
•
•
UNI EN ISO 140-4, “Misurazione dell’isolamento acustico in edifici e di elementi di edificio – Misurazioni in
opera dell’isolamento acustico per via aerea”, Comitato Tecnico ISO/TC 43, Comitato Tecnico CEN/TC 126,
Milano Agosto 2000.
UNI EN ISO 140-5,, “Misurazione dell’isolamento acustico in edifici e di elementi di edificio – Misurazioni in
opera dell’isolamento acustico per via aerea degli elementi di facciata e delle facciate”, Commissione
“Acustica” UNI, Ottobre 2000.
UNI EN ISO 140-7, “Misurazione dell’isolamento acustico in edifici e di elementi di edificio – Misurazioni in
p
dell’isolamento dal rumore da calpestio
p
di solai”,, Commissione “Acustica” UNI,, Dicembre 2000.
opera
UNI EN ISO 354, “Misura dell’assorbimento acustico in camera riverberante”, Commissione “Acustica” UNI,
Dicembre 2003.
UNI EN ISO 717-1, “Valutazione dell’isolamento acustico in edifici e di elementi di edifici - Isolamento
acustico per via aerea
aerea”, Commissione “Acustica”
Acustica UNI,
UNI Milano Dicembre 1997.
1997
UNI ENI ISO 717-2, “Valutazione dell’isolamento acustico in edifici e di elementi di edifici - Isolamento del
rumore di calpestio”, Commissione “Acustica”UNI, Milano Dicembre 1997.
76