IL PROBLEMA DEL RUMORE DEGLI IMPIANTI NEGLI EDIFICI. PARTE 3: ESEMPIO APPLICATIVO DELLA NORMA EN

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1 2 Convention Nazionale del Gruppo di Acustica Edilizia L evoluzione e l armonizzazione delle norme italiane ed europee sulla protezione acustica degli edifici Firenze dicembre 200 IL PROBLEMA DEL RUMORE DEGLI IMPIANTI NEGLI EDIFICI. PARTE : ESEMPIO APPLICATIVO DELLA NORMA EN Alessandro Schiavi, Paolo Tarizzo Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica, Torino. Introduzione Il modo in cui reperire e misurare le grandezze richieste dal modello previsionale EN [] è stato trattato in [2] e []. In questo articolo viene presentato un esempio applicativo della Norma EN :2009 [4], consistente nella misura della potenza strutturale di una sorgente vibrante, attraverso il metodo del reception plate. 2. La sorgente e il set-up di misura La sorgente, oggetto di misura, è stata realizzata presso l I.N.RI.M. Essa è formata da una piastra di alluminio di 00x200x0 mm montata su piedini cilindrici di alluminio di altezza pari a 50 mm e diametro 0 mm collocati presso i punti B, D, F mostrati in Figura. Al centro della piastra sono avvitati rispettivamente un trasduttore di forza e uno shaker. La catena di misura è schematizzata in Figura 2. Sono stati utilizzati i seguenti strumenti: - Calcolatore - Analizzatore di spettro ONO SOKKI DS Amplificatore finale di potenza Brüel & Kjær Type Amplificatori di carica Brüel & Kjær Type Accelerometri Brüel & Kjær Type Trasduttore di forza Brüel & Kjær Type Martello strumentato PCB 086 D20, C4 Il segnale di eccitazione utilizzato è un pink noise, generato dall analizzatore e in seguito amplificato. Il livello di amplificazione è stato scelto in modo da ottenere una sufficiente differenza tra il livello di velocità di vibrazione di fondo della piastra e quello dovuto all eccitazione da parte della sorgente (vedi Figura 4). La ripetibilità dell eccitazione è stata tenuta sotto controllo osservando la forza immessa dallo shaker nella piastra di alluminio, come mostra la Figura. GAE_200_7

2 aluminium plate 45 A B C 9 adjustable feet force transducer shaker a b d threaded holes type 2 UNF c 50 7 D 97 E F feet screws Figura Sorgente di rumore strutturale 20 Figura 2 Catena di misura. Determinazione della Potenza sonora strutturale al reception plate. Misura delle velocità di vibrazione sul reception plate La sorgente è stata posizionata sul reception plate in corrispondenza del punto L9 (vedi Figura 5). Per verificare il comportamento della piastra alla sollecitazione della sorgente, sono state misurate le velocità in 50 punti, appartenenti alla maglia rappresentata in Figura 5. Dalla stessa figura si nota che i punti più vicini alla sorgente, agli angoli e ai lati vibrano più intensamente. I punti scelti per il calcolo della velocità media di vibrazione sono ventotto: in Figura 6 è riportato il livello medio di velocità per le bande di terzi d ottava comprese tra 20 Hz e 5000 Hz..2 Misura del Tempo di riverberazione strutturale Con la sorgente posizionata in L9, è stato misurato il tempo di riverberazione strutturale del reception plate. Secondo lo schema mostrato in Figura 7, sono state misurate le accelerazioni in 4 diversi punti della piastra per ognuno dei punti di eccitazione. L eccitazione è avvenuta per mezzo di un martello. Ogni punto di eccitazione è stato eccitato tre volte, in modo da ottenere in totale 54 tempi di riverberazione (T0) da mediare. GAE_200_7 pag.2

3 Dal tempo di riverberazione strutturale medio è stato calcolato il fattore di smorzamento totale del reception plate attraverso la nota relazione (): () = 2.2 /( ) η ft S [/] Il tempo di riverberazione strutturale medio (con la sua deviazione standard) e il fattore di smorzamento totale sono riportati in Figura 8, per le bande di terzi d ottava comprese tra 50 Hz e 5000 Hz. Figura Forza immessa dallo shaker nella piastra di alluminio con cui la sorgente è composta: ripetibilità. Figura 4 Livello di velocità della vibrazione di fondo e livelli dovuti all eccitazione da parte della sorgente sul reception plate. GAE_200_7 pag.

4 . Calcolo della Potenza sonora strutturale al reception plate La potenza sonora strutturale al reception plate L è stata calcolata attraverso (2): (2) L 0log( 2πfmS ) + L 60 = v η [db] Le caratteristiche geometriche e fisiche del rception plate utilizzato sono descritte in [2]. A B C D E F G H I L M 0 db 02 db 0 db 04 db 05 db 06 db 07 db 08 db 09 db 0 db - 4 db Figura 5 Mappa a colori sul livello raffigurativa del livello di velocità globale di oggi punto del reception plate appartenente alla maglia prestabilita. Figura 6 Livello medio di velocità di vibrazione sul reception plate GAE_200_7 pag.4

5 4. Determinazione della Potenza sonora strutturale normalizzata 4. Misura della Mobilità puntuale del reception plate ai punti di contatto con la sorgente La mobilità della piastra è stata misurata utilizzando un martello strumentato e un accelerometro, per ognuno dei tre punti di contatto con la sorgente. La parte reale della mobilità (grandezza richiesta dalla Norma EN ai fini della normalizzazione) è stata ottenuta come media di quindici funzioni di risposta in frequenza misurate per ogni punto. A B C D E F G H I L M Figura 7 Schema relativo alla misura del tempo di riverberazione strutturale del reception plate Figura 8 Tempo di riverberazione strutturale medio del reception plate e suo Fattore di smorzamento totale GAE_200_7 pag.5

6 4.2 Calcolo della Potenza sonora strutturale normalizzata La potenza sonora strutturale normalizzata L è stata calcolata attraverso (): (2) L Y, rec = L + 0log [db] R( Yrec ) Per puro scopo esemplificativo, è stato anche calcolato il Livello di pressione sonora normalizzato di riferimento, utilizzando la finzione di trasferimento Lsn, L []., rb, I valori di L, L e L sono riportati nel grafico di Figura 9. sn Figura 8 Parte reale della mobilità puntale del reception plate ai tre punti di contatto con la sorgente e valore medio Figura 9 Livelli di potenza sonora per via strutturale e livello di pressione sonora normalizzato di riferimento. GAE_200_7 pag.6

7 5. Conclusioni In questo lavoro è stato riportato un esempio per la determinazione della potenza sonora strutturale normalizzata di una sorgente, richiesta dal modello EN-254 per la determinazione del livello di pressione sonora da essa generata in un determinato ambiente. Analizzando i risultati riportati in Figura 9 si può osservare che gli spettri di L ed L risultano molto vicini : questo è ovviamente dovuto al fatto che la mobilità caratteristica del reception plate utilizzato è molto vicina a quella di riferimento Y, rec. In realtà la mobilità effettiva di una piastra tende a quella caratteristica per alte frequenze: di conseguenza, gli spettri di L ed L dovrebbero risultare sempre più vicini per frequenze progressivamente maggiori. In Figura 9 ciò non succede e il motivo è sicura- mente dovuto al metodo seguito per la misura della mobilità puntuale della piastra (ovvero utilizzando un martello strumentato anziché uno shaker adatto, al momento non disponibile). Infatti dal grafico di Figura 8 si nota un valore anomalo di mobilità (troppo basso), ripetitivo nei diversi tre punti di misura, alla frequenza di 4 kkz, dovuto sicuramente ad un errore di misura. 6. Bibliografia [] EN 254-5:2009, Building acoustics. Estimation of acoustic performance of building from the performance of elements. Sounds levels due to the service equipment; [2] A. Schiavi, P. Tarizzo, Il problema dl rumore degli impianti tecnologici negli edifici: come reperire i dati richiesti dal modello EN 254-5? Atti della II Convention Nazionale del Gruppo di Acustica Edilizia, Firenze, -4 Dicembre 200; [] P. Tarizzo, A. Schiavi Il problema dl rumore degli impianti tecnologici negli edifici: come misurare i dati richiesti dal modello EN Atti della II Convention Nazionale del Gruppo di Acustica Edilizia, Firenze, -4 Dicembre 200; [4] EN 5657-: Acoustic properties of building elements and of buildings - Laboratory measurement of airborne and structure borne sound from building equipment - Part : Simplified cases where the equipment mobilities are much higher than the receiver mobilities, taking whirlpool baths as an example, GAE_200_7 pag.7

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