VALUTAZIONI SPERIMENTALI E QUALITATIVE DELL ISOLAMENTO ACUSTICO DA CALPESTIO DI SOLAI IN OPERA

Transcript

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 13 dicembre 2010 VALUTAZIONI SPERIMENTALI E QUALITATIVE DELL ISOLAMENTO ACUSTICO DA CALPESTIO DI SOLAI IN OPERA Luigi Maffei, Gino Iannace, Maria Di Gabriele, Massimiliano Masullo. Centro Interdipartimentale per il Controllo dell Ambiente Costruito Ri.A.S. Seconda Università degli Studi di Napoli 1. Premessa Con l introduzione del D.P.C.M. del Determinazione dei requisiti acustici passivi degli edifici [1] è stata posta l attenzione alle prestazioni che gli edifici devono garantire affinché siano soddisfatte le esigenze di comfort acustico degli occupanti. Nonostante siano stati stabiliti limiti per le diverse categorie di edifici e siano stati immessi sul mercato numerose tipologie di materiali e sistemi isolanti ad oggi resta ancora poco diffusa l attenzione che progettisti e costruttori rivolgono al problema. In analogia con la normativa sulla certificazione energetica degli edifici, anche in campo acustico, con il recepimento della norma UNI [2], sarà introdotto l obbligo di certificare le prestazioni acustiche degli edifici. La procedura verterà su prove da eseguire in opera; pertanto in fase di realizzazione di nuovi manufatti edilizi verrà posta maggiore attenzione alla scelta dei materiali e alla loro corretta posa in opera. Sul mercato esistono numerose tipologie di prodotti per la riduzione del rumore da calpestio: tappeti e pellicole di tessuti, di gomme, di materie plastiche, di fibre naturali (kenaf, canapa), con diversi spessori (da pochi millimetri a qualche centimetro). I materiali in uso sono corredati da schede tecniche, ma non sempre queste forniscono informazioni utili circa le prestazioni di isolamento acustico e della loro corretta posa in opera; possibili errori commessi durante le fasi di posa in opera possono pregiudicare la bontà degli interventi. Con il presente lavoro si è cercato di indagare circa il reale comportamento dei diversi materiali disponibili in commercio, posati in opera in combinazione con i sistemi costruttivi. Ma non potendo, per ragioni economiche e pratiche, effettuare misure di isolamento acustico da calpestio su solai in scala reale, per ciascuna tipologia di materiale isolante in uso, sono stati realizzati dei manufatti dedicati, ossia sono stati realizzati pacchetti di pavimentazione di estensione ridotta ( solaio campione ) di dimensione (80 cm x 120 cm); la tipologia di estensione ridotta e le dimensioni finite dei pacchetti comportano che le misure non sono in accordo con quanto previsto dalla norma UNI EN ISO 140-7:2000 [3]. Lo scopo è quello di fornire informazioni semplici ma utili agli operatori del settore per la scelta dei materiali isolanti. I risultati delle misure di isola- GAE_2010_11

2 mento acustico da calpestio sui solai campione (realizzati con l introduzione di materiali isolanti) sono messe a paragone con quelle di isolamento acustico ottenute con un solaio tradizionale in latero cemento. 2. Descrizione delle misure. Le misure sono state effettuate al primo piano di un edificio per civile abitazione in costruzione, su un solaio costituito da blocchi di laterizio forato (pignatte) e travetti di c.a. gettati in opera (spessore 20 cm). Tabella 1 Descrizione delle stratigrafie dei solai utilizzati GAE_2010_11 pag. 2

3 Sono stati preparati in opera sedici solai campione (Tabella 1) di dimensioni 80 cm x 120 cm di diverso spessore e con l applicazione di diversi materiali isolanti, su di un area utile del solaio di 20 m x 10 m. Ciascun solaio campione è stato rifinito da mattonelle rettangolari in monocottura 41 cm x 41 cm, con fuga di 1,0 cm. GAE_2010_11 pag. 3

4 Figura 1- Solaio campione di dimensioni 80cm x 120cm. L'eccitazione è stata prodotta da un generatore di rumore di calpestio normalizzato (macchina del calpestio) [3], disposto, per ciascun solaio in prova, in due diverse posizioni tra loro ortogonali. Durante il funzionamento del generatore di rumore di calpestio è stato misurato il livello della pressione sonora nell ambiente sottostante (camera ricevente) in 4 diverse posizioni (per complessivi otto punti di misura in modo da ottenere un livello della pressione sonora mediamente distribuito nell ambiente ricevente) con un fonometro integratore di classe 1. Il tempo di acquisizione del livello della pressione sonora è stato fissato a un minuto. L edificio in costruzione è situato in una zona periferica e lontano da strade e ferrovie, pertanto le misure fonometriche non sono state influenzate da cause esterne. Figura 2- Generatore di rumore di calpestio normalizzato durante le fasi di misura. GAE_2010_11 pag. 4

5 Figura 3 - Schema di misura. In rosso la macchina del calpestio nell ambiente trasmittente. Il fonometro nell ambiente ricevente. Figura 4 - Schema di solaio in latero-cemento tradizionale Figura 5 - Schema di solaio latero-cemento con strato di materiale isolante. 3. Risultati. Per la valutazione dell isolamento acustico da calpestio, dovuto all applicazione dei diversi materiali isolanti in prova, sono stati confrontati i livelli della pressione sonora misurati in presenza di un solaio tradizionale (Figura 4), con quelli misurati, a parità di condizioni, con solai realizzati con l inserimento di materiale isolante (Figura 5). GAE_2010_11 pag. 5

6 I valori del livello della pressione sonora sono stati misurati nell ambiente ricevente, mediati e riportati in terzi di ottava nell intervallo in frequenza 80 Hz khz. A) solaio tradizionale B) solaio con tappeto di materiale smorzante C) solaio con tappeto di gomma triturata Figura 6 - Stratigrafie dei solaio in uso. La Figura 6, riporta diverse stratigrafie dei pavimento realizzati in opera. Il solaio tradizionale (tipologia A) viene assunto come riferimento. Di seguito sono riportati i risultati, in terzi di ottava, delle misure fonometriche mediate, eseguite sui solai campione realizzati con l interposizione di diversi materiali isolanti. Sottofondo sabbia-cemento 5 cm Pavimento monocottura 41x41cm fuga 1 cm Solaio in latero - cemento Figura 7 - Stratigrafia di un solaio tradizionale. La Figura 7 mostra la stratigrafia di un solaio tradizionale: solaio in latero-cemento dello spessore di 20,0 cm, massetto di sottofondo sabbia e cemento dello spessore di 5,0 cm, pavimento monocottura (41 x 41 cm) con fuga di 1,0 cm. Il pacchetto ha spessore complessivo di circa 26,0 cm. La Figura 8 mostra la stratigrafia di un solaio con tappeto di materiale isolante di gomma, ottenuta dalla triturazione di gomme di pneumatici esausti, composto da: solaio in latero-cemento dello spessore di cm 20,0 cm; lecacem mini cemento premiscelato dello spessore di 7,0 cm; pannello di gomma triturata dello spessore di 2,0 cm; massetto di sottofondo sabbia e cemento dello spessore di 5,0 cm; pavimento monocottura (41 x 41 cm) con fuga di 1,0 cm. Il pacchetto ha spessore complessivo di circa 35 cm. GAE_2010_11 pag. 6

7 La Figura 9, mostra l andamento del livello medio della pressione sonora misurato nell ambiente ricevente, in terzi di ottava, di un solaio tradizionale (Figura 7) rispetto ad un solaio realizzato con l introduzione di un tappeto di materiale isolante composto da granuli di gomma dello spessore di 2,0 cm (Figura 8). Il valore medio è ottenuto quale media spaziale dei livelli della pressione sonora rilevati, per complessivi otto punti di misura, nell ambiente ricevente. Come atteso, per il solaio tradizionale il livello della pressione sonora cresce al crescere della frequenza, mentre con l introduzione del tappeto di materiale isolante il livello della pressione sonora si riduce all aumentare della frequenza. Pavimento monocottura 41x41cm fuga 1 cm Sottofondo sabbia-cemento 5 cm Sicorex 2 cm Lecacem mini - cemento premiscelato 7 cm Solaio in latero - cemento Figura 8 - Stratigrafia di un solaio con interposizione di un tappeto di gomma di spessore 2,0 cm composto da granuli ottenuti dalla triturazione di pneumatici esausti. Figura 9 - Livello medio della pressione sonora nell ambiente ricevente trasmesso da un solaio tradizionale, rispetto ad un solaio realizzato con tappeto di materiale isolante composto da granuli di gomma dello spessore di 2,0 cm. Pavimento monocottura 41x41cm fuga 1 cm Sottofondo sabbia-cemento 5 cm Kenaf Lecacem mini - cemento premiscelato 7 cm Solaio in latero - cemento Figura 10 - Stratigrafia di un solaio con interposizione di tappeto di isolante di spessore 2,0 cm composto da materiale ecocompatibile kenaf. GAE_2010_11 pag. 7

8 La Figura 10 mostra la stratigrafia di un solaio con tappeto di isolante ecocompatibile kenaf composto da: solaio in latero-cemento dello spessore di cm 20,0 cm; lecacem mini cemento premiscelato dello spessore di 7,0 cm; pannello di kenaf dello spessore di 2,0 cm; massetto di sottofondo sabbia e cemento dello spessore di 5,0 cm; pavimento monocottura (41 x 41 cm) con fuga di 1,0 cm. Il pacchetto ha spessore complessivo di circa 35 cm. Figura 11 - Livello medio della pressione sonora nell ambiente ricevente trasmesso da un solaio tradizionale, rispetto ad un solaio con tappeto di materiale i- solante ecocompatibile kenaf di spessore 2,0 cm. Pavimento monocottura 41x41cm fuga 1 cm Sottofondo sabbia-cemento 5 cm Fonostop Lapillo argilla cemento miscelato in opera 7 cm Solaio in latero - cemento Figura 12 - Schema di solaio con interposizione di materiale isolante di spessore 2,0 cm composto da materiale smorzante. La Figura 12 mostra la stratigrafia di un solaio con tappeto di materiale smorzante. Il pacchetto è composto da: solaio in latero - cemento dello spessore di 20,0 cm; lapillo argilla cemento miscelato in opera dello spessore di 7,0 cm; pannello di materiale smorzante dello spessore di 2,0 cm; massetto di sottofondo sabbia e cemento dello spessore di 5,0; pavimento monocottura 41 x 41 cm con fuga di 1,0 cm. Il pacchetto ha spessore complessivo di circa 35 cm. GAE_2010_11 pag. 8

9 Figura 13 - Livello medio della pressione sonora nell ambiente ricevente trasmesso da un solaio tradizionale, rispetto ad un solaio con di pannello di materiale smorzante di spessore 2,0 cm. Ulteriori analisi possono essere effettuate confrontando il comportamento dei solai campione al variare degli spessori del materiale isolanti utilizzati. La Figura 14 riporta l andamento dei livelli misurati della pressione sonora (mediati per i punti di misura nelle bande di 1/3 di ottava) nell ambiente ricevente. I materiali in uso sono tappeti di gomma ottenuti dalla triturazione di pneumatici esausti, di spessore rispettivamente 0,4 cm, 1,0 cm e 2,0 cm. Come atteso, anche l inserimento di un semplice tappeto di gomma dello spessore di 0,4 cm, comporta riduzioni del livello della pressione sonora nell ambiente ricevente, rispetto al solaio tradizionale. L aumento dello spessore da 0,4 cm a 1,0 cm comporta una ulteriore riduzione del livello della pressione sonora nell ambiente ricevente. Ma se lo spessore del materiale isolante aumenta da 1,0 cm a 2, 0 cm (lo spessore raddoppia) non si misurano variazioni significative del livello della pressione sonora nell ambiente ricevente; come se superato un certo valore dello spessore del materiale isolante, questo perdesse efficacia. Inoltre a parità di materiale isolante (nel caso specifico tappeto di materiale smorzante di spessore 2,0 cm) è possibile valutare la variazione del livello della pressione sonora al variare della tipologia di materiale utilizzato per il massetto di sottofondo (strato posto al di sotto dello smorzante). La Figura 15 riporta l andamento del livello della pressione sonora, a parità di materiale smorzante (spessore 2,0 cm), al variare della composizione del massetto di sottofondo, rispettivamente su lecacem (isolante termico) e su cemento e argilla (componete tradizionale) dello stesso spessore. Sono state misurate solo leggere variazioni del livello della pressione sonora. GAE_2010_11 pag. 9

10 Figura 14 - Livello medio della pressione sonora nell ambiente ricevente trasmesso da solai realizzai con tappeti di materiale isolante costituiti da granuli di gomma dello spessore rispettivamente di 0,4 cm, 1,0 cm e 2,0 cm. Figura 15 - Livello medio della pressione sonora nell ambiente ricevente trasmesso da un solaio tradizionale, rispetto ad un solaio con tappeto smorzante di 2,0 cm e massetto di sottofondo rispettivamente di lecacem (isolante termico) e di cemento e argilla (componete tradizionale) dello stesso spessore. 4. Conclusioni. Le misure in opera, per le ovvie semplificazioni assunte in fase di realizzazione dei solai in prova e per la modalità dell esecuzione delle misure fonometriche, non forniscono il valore dell indice di valutazione dell isolamento del calpestio. GAE_2010_11 pag. 10

11 Lo scopo è quello di valutare, a parità di condizioni, la riduzione del livello della pressione sonora nell ambiente ricevente, allorquando cambiano le tipologie dei materiali isolanti impiegati negli strati intermedi della pavimentazione, in modo da fornire informazioni utili agli utilizzatori dei materiali medesimi. Dall analisi dei valori misurati del livello della pressione sonora, in terzi di ottava, si evince che nel dominio delle basse frequenze l aggiunta di isolante non comporta una riduzione sensibile del livello della pressione sonora (le basse frequenze sono poco attenuate). Alle medie ed alte frequenze si evidenziano riduzioni del livello della pressione sonora con l introduzione di materiali isolanti. Inoltre, all'aumentare degli spessori dei materiali isolanti non sempre diminuisce il livello della pressione sonora nell'ambiente ricevente, come se superato un certo valore dello spessore, l isolante aggiunto perdesse efficacia. I materiali ecocompatibili (nel caso specifico kenaf) sembrano conferire una maggiore riduzione del livello della pressione sonora. 5. Bibliografia [1] DECRETO DEL PRESIDENTE DEL CONSIGLIO DEI MINISTRI 5 dicembre 1997, Determinazione dei requisiti acustici passivi degli edifici, (G. U. - Serie generale n. 297 del 22 dicembre 1997). [2] UNI Acustica in edilizia - Classificazione acustica delle unità immobiliari - Procedura di valutazione e verifica in opera. [3] UNI EN ISO 140-7:2000 Misurazione dell isolamento acustico in edifici e di elementi di edificio - Misurazioni in opera dell isolamento dal rumore di calpestio di solai. GAE_2010_11 pag. 11