REQUISITI ACUSTICI DEGLI EDIFICI CRISTIANA BERNASCONI FONOISOLAMENTO

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1 REQUISITI ACUSTICI DEGLI EDIFICI FONOISOLAMENTO

2 Legge Quadro 447/95 Art. 3, comma 1, lettere e) e) la determinazione, fermo restando il rispetto dei valori determinati ai sensi della lettera a), con decreto del Presidente dei Consiglio dei ministri, su proposta del Ministro dell'ambiente, di concerto con il Ministro della sanità e, secondo le rispettive competenze, con il Ministro dei lavori pubblici, con il Ministro dell'industria, del commercio e dell'artigianato e con il Ministro dei trasporti e della navigazione, dei requisiti acustici delle sorgenti sonore e dei requisiti acustici passivi degli edifici e dei loro componenti, allo scopo di ridurre l'esposizione umana al rumore. Per quanto attiene ai rumori originati dai veicoli a motore definiti dal titolo III del decreto legislativo 30 aprile 1992, n. 285, e successive modificazioni, restano salve la competenza e la procedura di cui agli articoli 71, 72, 75 e 80 dello stesso decreto legislativo;

3 Legge Quadro 447/95 Art. 3, comma 1, lettere e)

4 Potere fonoisolante Energia sonora riflessa Ambiente di emissione Ambiente di ricezione Energia sonora assorbita Energia sonora assorbita Energia sonora trasmessa τ = E E t i Energia sonora diretta Energia sonora trasmessa per via laterale τ= coefficiente di trasmissione E i= energia incidente E t = energia trasmessa

5 Potere fonoisolante τ = E t R E =10 log i = 10log 1 E i τ = 10 E 1 R = R 10 t τ τ= coefficiente di trasmissione E i = energia incidente E t = energia trasmessa R= potere fonoisolante (db)

6 Potere fonoisolante Potere Fonoisolante R = certificato in Laboratorio

7 Potere fonoisolante EMISSIONE E i R RICEZIONE E t Potere Fonoisolante R In Laboratorio EMISSIONE E i R' E tl RICEZIONE E t E tl Potere Fonoisolante apparente R In Opera R = 10log E E i t 1 = 10log τ ( db) R' = 10log E t E + i E tl ( db)

8 Legge della massa Potere fonoisolante (db) R = 20log( m F) 44 (db) ZONA I ZONA II ZONA III risonanze legge della massa effetto coincidenza frequenza (Hz)

9 Legge della massa Potere fonoisolante (db) ZONA I ZONA II ZONA III risonanze legge della massa effetto coincidenza frequenza (Hz) Valori tipici della frequenza critica per pareti massicce in laterizio o simili sono nell ordine di Hz. Pannelli sottili (lastre di vetro o cartongesso) hanno valori della frequenza critica nell ordine di Hz

10 Curve sperimentali

11 R w indice di valutazione del potere fonoisolante R w Misure in laboratorio del potere fonoisolante effettuate secondo la Norma UNI EN ISO Confronto della curva sperimentale con la curva di riferimento sino a che la somma degli scarti sfavorevoli sia > possibile, ma < a 32 per misure in bande di 1/3 d ottava < a 12 per misure in bande d ottava Il valore a 500Hz è R w UNI EN ISO N.B scarti sfavorevoli curva di riferimento > curva misura

12 R w indice di valutazione del potere fonoisolante i i 21

13 R w indice di valutazione del potere fonoisolante i i 28

14 R w indice di valutazione del potere fonoisolante i 28 i

18 R w indice di valutazione del potere fonoisolante

23 R w Pareti monolitiche Parete in mattoni pieni sp. 10 cm i m = 200 Kg/m 2 R w = 41 db Parete in mattoni pieni sp. 20 cm i m = 400 Kg/m 2 R w = 49 db Parete in mattoni pieni sp. 25 cm i m = 477 Kg/m 2 R w = 51 db Parete in mattoni forati sp. 8 cm for. 60% int. 2 lati m = 120 Kg/m 2 R w = 42 db Parete in mattoni forati sp. 12 cm for. 60% int. 2 lati m = 150 Kg/m 2 R w = 43 db Parete in blocchi semipieni di laterizio alleggerito in pasta sp. 38 cm for. 45% int. 2 lati m = 345 Kg/m 2 R w = 47 db Parete in blocchi vibrocompressi in calcestruzzo di argilla espansa sp. 20 cm int. 2 lati m = 280 Kg/m 2 R w = 54 db Parete in blocchi vibrocompressi in calcestruzzo di argilla espansa sp. 25 cm int. 2 lati m = 360 Kg/m 2 R w = 55,6 db Parete in blocchi vibrocompressi in calcestruzzo di argilla espansa sp. 30 cm int. 2 lati m = 410 Kg/m 2 R w = 56,9 db Parete in blocchi di calcestruzzo cellulare sp.20 cm int. 2 lati m = 145 Kg/m 2 R w = 48 db Parete in blocchi di calcestruzzo cellulare sp.30 cm int. 2 lati m =200 Kg/m 2 R w = 50 db

24 Equazioni empiriche R w Pareti Formula del CEN - m >150 kg/m 2 R w =37,5 log m 42 (db) Formula dell IEN Galileo Ferraris e UNI TR <m >400 kg/m 2 R w =20 log m (db) Formula dell Istituto normativo tedesco DIN - m >150 kg/m 2 Rw=32,1 log m 28,5 (db) Formula dell Istituto normativo austriaco Onorm - m >150 kg/m 2 Rw=32,4 log m 26 (db)

25 Equazioni empiriche R w M' ISO-CEN G Ferraris DIN Austria ,6 43,5 41,4 44, ,3 46,0 45,4 48, ,9 48,0 48,5 51, ,9 49,5 51,0 54, ,4 50,9 53,2 56, ,6 52,0 55,0 58,3 R w =37,5 log m - 42 R w =20logm R w =32,1 log m - 28,5 R w =32,4 log m - 26

26 Equazioni empiriche R w (Brosio, Farina, Raffellini, Cocchi) Pareti semplici Blocchi argilla espansa R w =16log m +7 (db) R w =26log m -11 (db)

27 R w Solai Isolamento acustico di strutture divisorie in laterizio Roberto Pompoli, Patrizio Fausti

28 Equazioni empiriche Rw Solai Formula dell IEN Galileo Ferraris e UNI TR R w =20 log m (db) Cocchi Rw=23 log m 8 (db)

29 Pareti doppie

30 Pareti doppie Intervento Risultato Motivo Disporre due strati semplicemente accoppiati Prevedere un intercapedine Opportunamente dimensionata Inserire materiale fonoassorbente in intercapedine Utilizzare due strati con differente spessore Utilizzare un giunto elastico lungo il perimetro della parete Non conveniente Conveniente Conveniente Conveniente con deciso miglioramento del potere fonoisolante Convenienza con miglioramento distribuito a tutte le frequenze (soprattutto alle basse) Ottenimento dello stesso valore avuto con pareti semplici di uguale massa superficiale Effetto smorzante dell aria in intercapedine Limitazione del fenomeno della riverberazione in intercapedine + assorbimento onda sonora Separazione degli effetti di risonanza e di coincidenza dei due strati Evita trasmissioni laterali

31 R w indice di valutazione del potere fonoisolante i 5 8 i 8

32 R w indice di valutazione del potere fonoisolante 5 i i 8 12

36 R w indice di valutazione del potere fonoisolante BASE

37 R w indice di valutazione del potere fonoisolante BASE BASE

44 R w pareti semplici e doppie R W = 52 db R W = 43 db R W = 48 db R W = 53 db

45 R w pareti doppie BASE Doppia parete spessore 28,5 mattone forato sp. 12 cm intonacata su due lati intercapedine d aria 4 cm mattone forato sp. 8 cm intonacato all esterno Doppia parete spessore 25,5 mattone forato sp. 8 cm intonacato su due lati intercapedine d aria 4 cm mattone forato sp. 8 cm intonacato all esterno Doppia parete spessore 30,5 mattone forato sp. 12 cm intonacata su due lati intercapedine d aria 2 cm mattone forato sp. 12 cm intonacato all esterno M = 241 kg/m2 Rw = 47,5 db M = 198 kg/m2 Rw = 47 db M = 270 kg/m2 Rw = 48 db

46 R w pareti doppie Doppia parete spessore 28,5 mattone forato sp. 12 cm intonacata su due lati intercapedine lana di vetro 4 cm mattone forato sp. 8 cm intonacato all esterno BASE + MATERIALE M = 241 kg/m2 Rw = 51,5 db Doppia parete spessore 25,5 mattone forato sp. 8 cm intonacato su due lati intercapedine lana di vetro 4 cm mattone forato sp. 8 cm intonacato all esterno Doppia parete spessore 30,5 mattone forato sp. 12 cm intonacata su due lati intercapedine lana di vetro 5 cm mattone forato sp. 12 cm intonacato all esterno M = 198 kg/m2 Rw = 50,5 db M = 270 kg/m2 Rw = 50 db

47 Equazioni empiriche R w (UNI/TR11175) Solai Pareti di tipo massivo semplici e doppie m >80kg/m 2 intercapedine priva di riempimento e spessore <= 5 cm R w =20 log m (db) Per pareti doppie con intercapedine riempita in materiale fonoassorbente o spessore > di 5 cm, i risultati forniti dalla relazione risultano cautelativi

48 Equazioni empiriche R w (Brosio, Farina, Raffellini, Cocchi) Pareti semplici R w ' = 16logm + 7 (db) Blocchi argilla espansa R w = 26logm ' 11 (db) Pareti doppie R w = 16logm ' + 10 (db) ' Solai Rw = 23 logm 8 (db)

49 Pelle resiliente

50 Frequenza di risonanza f 0 f <f <f <f <f <f <f <f F 0 >1600 Pelle resiliente Rw db 35-Rw/2 32-Rw/2 28-Rw/ f R 0 = 160 s' 1 m' m' 2 Rw, m1 = log f 2 w 0 f 0 = frequenza di risonanza del sistema massa-molla-massa (Hz) s = rigidità dinamica dello strato elastico (MN/m 3 ) m = massa superficiale dei due strati della parete (kg/m 2 ) R w,m1 = indice di valutazione del potere fonoisolante della struttura esistente (db) (Hz) (db)

51 Pelle resiliente

52 Pelle resiliente R W = 53,5 db R W = 57 db R W = 61 db

53 Contropareti Frequenza di risonanza f 0 f <f <f <f <f <f <f <f F 0 >1600 Rw db 35-Rw/2 32-Rw/2 28-Rw/ f 0 = 160 0,111 d 1 m' m' 2 (Hz) R Rw, m1 = log f 2 w 0 (db)

54 Contropareti Parete spessore 16,8 mattone forato sp. 8 cm intonacata su un lato Controparete lana di vetro 6 cm + lastra in cartongesso 12,5 mm Parete spessore 18,5 mattone forato sp. 10 cm intonacato su un lato Controparete lana di vetro 6 cm + lastra in cartongesso 12,5 mm M = 105 kg/m2 Rw = 54 db M = 121 kg/m2 Rw = 57 db Parete spessore 18,3 mattone forato sp. 8 cm intonacata su due lati lana di vetro 4 cm intercapedine 2 cm lastra in cartongesso 12,5 mm M = 129 kg/m2 Rw = 57 db

55 Pareti in gesso rivestito

56 Pareti in gesso rivestito

57 Pareti in gesso rivestito R W = 46 db R W = + 6 db R W = + 12 db

58 Pareti in gesso rivestito Parete spessore 12,5 Lastra in cartongesso 12,5 mm Intercapedine 10 cm con lana di vetro 5 cm Lastra in cartongesso 12,5 mm Parete spessore 15 Doppia lastra in cartongesso 12,5 mm cad Intercapedine 10 cm con lana di vetro 5 cm Doppia lastra in cartongesso 12,5 mm cad M = 24 kg/m 2 Rw = 47 db M = 46 kg/m 2 Rw = 52 db Parete spessore 12,5 Doppia lastra in cartongesso 12,5 mm cad Intercapedine 7,5 cm con lana di vetro 6 cm Doppia lastra in cartongesso 12,5 mm cad Parete spessore 15,5 Doppia lastra in cartongesso 12,5 mm cad Intercapedine 10 cm con lana di vetro 8 cm Doppia lastra in cartongesso 12,5 mm cad M = 48,4 kg/m2 Rw = 56 db M = 53,6 kg/m2 Rw = 59 db

59 Equazioni empiriche Pareti in gesso rivestito Formula dell IEN Galileo Ferraris ossatura unica R w = 20 log m + 20 log d + e 5 (db) Formula dell Istituto normativo tedesco DIN ossatura unica R w = 20 log m + 20 log d + e + 5 (db) Formula dell Istituto normativo tedesco DIN ossature separate R w = 20 log m + 20 log d + e + 5 (db)

60 Potere fonoisolante τ = E t R E =10 log i = 10log 1 (db) E i E t τ τ = 10 1 R = R 10 τ= coefficiente di trasmissione E i = energia incidente E t = energia trasmessa R= potere fonoisolante (db)

61 Pareti composite Rc Rc Rc 1 = 10log τ medio S = 10log Sτ = 10log S 1 Kτ 10 R1 10 medio S S Sτ = S 2 S S R 2 10 n +... S n 10 Rn 10 Rc = potere fonoisolante composito, in db S i (i=1,n)= area della tipologia strutturale i-esima, m 2 τ i (i=1,n)= 10 -Ri/10 R i = potere fonoisolante della superficie i-esima (db)

62 Pareti composite

63 Potere fonoisolante di vetrate e serramenti

65 Potere fonoisolante di vetrate e serramenti Tipo di vetro Spessore mm Rw Vetro singolo Vetro stratificato con laminato plastico 0,5mm a 1 mm Vetrata con intercapedine da 6 mm a 16 mm riempita con aria (6-16) (6-16) (6-16) (6-16) (6-16) (6-16) (6-16) (6-16) (6-16) Valori tratti dal prospetto B.1 della UNI EN

66 R w equazioni empiriche Vetri monolitici o vetro-camera R w =12logm +17 (db) Vetri stratificati R w =12logm +19 (db) Vetro-camera con 1 lastra stratificata R w =12logm +20 (db) Vetro-camera con 2 lastre stratificate R w =12logm +12 (db)

67 Potere fonoisolante di vetrate e serramenti UNI 7979 Classe di tenuta all aria dell infisso A1 (infiltrazione compresa fra 20 e 50 m 3 / hm 2 ) A2 (infiltrazione compresa fra 7 e 20 m 3 / hm 2 ) A3 (infiltrazione < 7 m 3 / hm 2 ) Perdita di isolamento rispetto al vetro Rw > 8 db Compresa fra 2 e 5 db < 2 db

69 Potere fonoisolante di vetrate e serramenti Tipo Vantaggi/svantaggi Rw db Vetro monolitico Vetro stratificato Vetrocamera Vetrocamera con lastre stratificate Finestra doppia Basso potere fonoisolante Rispetto alla lastra semplice migliora il comportamento relativamente alle perdite per risonanza e coincidenza. Il film di plastica si oppone alla vibrazione. Potere fonoisolante più elevato, ma con perdite acustiche in corrispondenza di frequenze importanti per il rumore da traffico Effetto risonanza in intercapedine Potere fonoisolante più elevato e buon andamento spettrale Elevato potere fonoisolante. Necessità di ventilazione interna per evitare condensa. Costo elevato

70 Cassonetto Dispositivi aerazione

73 Cassonetto Dispositivi aerazione Misure in laboratorio D n,e,w = 49dB

74 Potere fonoisolante Porte

75 Potere fonoisolante Porte

76 Isolamento Acustico D = L L p 1 p2 D = isolamento acustico (db) L p1 = livello di pressione sonora nell ambiente di emissione (db) L p2 = livello di pressione sonora nell ambiente ricevente (db)

77 D L Isolamento Acustico D = L L p Sd = R 10log KR = A Sd = L R 10log p1 A + p 2 1 p2 D Sd + 10log A D = isolamento acustico, db L p1 = livello di pressione sonora nell ambiente di emissione (db) L p2 = livello di pressione sonora nell ambiente ricevente (db) R = potere fonoisolante (db) S d = superficie del divisorio (m) A = S i α i assorbimento acustico del locale ricevente

78 Livello sonoro dei rumori impattivi

79 Livello sonoro dei rumori impattivi Misure in laboratorio del livello di pressione sonora al calpestio normalizzato secondo la Norma UNI EN ISO Confronto della curva sperimentale con la curva di riferimento sino a che la somma degli scarti sfavorevoli sia > possibile, ma < a 32 per misure in bande di 1/3 d ottava < a 12 per misure in bande d ottava Il valore a 500Hz è L nw UNI EN ISO N.B scarti sfavorevoli curva di riferimento < curva misura

80 L nw Indice di valutazione del livello sonoro di calpestio normalizzato Valori approssimati di L nw UNI 8437 relativi ai solai di cemento armato monolitico luce 1,5 6m Spessore 12 cm L nw 84 db Spessore 15 cm L nw 81 db Spessore 20 cm L nw 78 db Spessore 25 cm L nw 75 db

81 L nw Indice di valutazione del livello sonoro di calpestio normalizzato Valori approssimati di L nw UNI 8437 I solai a blocchi di laterizio ed in genere le strutture contenenti cavità hanno di massima, rispetto ai solai monolitici, una rumorosità maggiore. Sempre sulla base di risultati sperimentali si può valutare, a parità di spessore totale, un incremento di L nw di 7-10 db. Spessore 12 cm L nw 91 db Spessore 15 cm L nw 88 db Spessore 20 cm L nw 85 db Spessore 25 cm L nw 82 db

82 Equazioni empiriche L nw Formula UNI EN e UNI TR Solai monolitici in calcestruzzo armato e solai con blocchi forati L nw = log m (db) Attenzione poco cautelativa per solai in laterocemento! Formula dell IEN Galileo Ferraris e UNI TR Solai monolitici in calcestruzzo armato densità 2500kg/m 3 L nw = log m (db)

83 Livello sonoro dei rumori impattivi: interventi Pavimento ricoperto con materiale resiliente Effettuabile dai disturbanti Effettuabile in caso di intervento d urgenza poco invasivo Effetto limitato, efficace sulla trasmissione diretta Pavimento galleggiante Effettuabile dai disturbanti Effettuabile in fase di progettazione o ristrutturazione Effetto efficace sulla trasmissione diretta e laterale Controsoffitto desolidarizzato ed elasticamente sospeso Effettuabile dai disturbati Effettuabile in caso d intervento d urgenza Effetto limitato, efficace soprattutto sui rumori aerei

84 Pavimento ricoperto con materiale resiliente L nw Pavimenti ricoperti da materiali elastici UNI 8437 Lnw (db) Moquette soffice 22 Gomma morbida 3 mm 20 Gomma dura 3 mm 13 Parquet su listelli 16 Parquet su listelli appoggiati su lana di vetro 29 Tappeto in materiale plastico su feltro 20

85 Pavimento galleggiante CURA NELLA POSA IN OPERA!!!

86 Pavimento galleggiante R w Frequenza di risonanza f 0 f <f <f <f <f <f <f <f F 0 >1600 Rw db 35-Rw/2 32-Rw/2 28-Rw/ f R 0 = 160 s' 1 m' m' 2 Rw, m1 = log f 2 w 0 f 0 = frequenza di risonanza del sistema massa-molla-massa (Hz) s = rigidità dinamica dello strato elastico (MN/m 3 ) m = massa superficiale dei due strati della parete (kg/m 2 ) R w,m1 = indice di valutazione del potere fonoisolante della struttura esistente (db) (Hz) (db)

87 Pavimento galleggiante L nw f 0 = 160 s' m' (Hz) L n w = 30log f f (db) f 0 =frequenza di risonanza del sistema (Hz) s = rigidità dinamica per unità d area dello strato resiliente (MN/m 3 ) m = massa superficiale del sistema masssetto+pavimento (kg/m 2 ) f= frequenza centrale delle bande d ottava o terzi d ottava di riferimento assunta a 500(Hz)

88 Pavimento galleggiante L nw A= Indice di valutazione Lw (db) B= Massa per unità d area del pavimento galleggiante (kg/m2) C= Rigidità dinamica per unità d area, s, dello strato resiliente (MM/m3)

89 Controsoffitto desolidarizzato ed elasticamente sospeso

90 Controsoffitto desolidarizzato ed elasticamente sospeso Frequenza di Rw db risonanza f 0 f <f <f <f <f <f <f <f F 0 > Rw/2 32-Rw/2 28-Rw/ f 0 = 160 0,111 d 1 m' m' 2 (Hz) R Rw, m1 = log f 2 w 0 (db)

91 Come si valutano le prestazioni acustiche degli edifici? R w D 2m,nT,w L n,w UNI EN VALUTAZIONE DELLE PRESTAZIONI ACUSTICHE DEGLI EDIFICI A PARTIRE DALLE PRESTAZIONI DEI PRODOTTI

92 UNI EN Valutazione delle prestazioni acustiche di edifici a partire dalle prestazioni dei prodotti UNI EN La norma descrive i modelli di calcolo per valutare l isolamento del rumore trasmesso per via aerea in ambienti situati in edifici, utilizzando principalmente i dati misurati che caratterizzano la trasmissione laterale diretta o indiretta da parte degli elementi di edificio da costruzione e i metodi di derivazione teorica riguardanti la propagazione sonora negli elementi strutturali. UNI EN La norma definisce i modelli di calcolo per valutare l isolamento acustico al calpestio tra ambienti sovrapposti, basandosi principalmente sui dati rilevati che caratterizzano la trasmissione diretta o laterale indiretta da parte degli elementi di edificio interessati. Essa specifica inoltre i metodi teorici di valutazione della propagazione del suono negli elementi strutturali. UNI EN La norma definisce i modelli di calcolo per valutare l isolamento acustico o la differenza di livello di pressione sonora di una facciata o di una diversa superficie esterna di un edificio. Il calcolo è basato sul potere fonoisolante dei diversi elementi che costituiscono la facciata e considera la trasmissione diretta e laterale.

93 R w indice di valutazione del potere fonoisolante Risultati delle misurazioni effettuate nel Laboratorio di Acustica dell Università di Padova (LAB)

94 R w indice di valutazione del potere fonoisolante apparente Risultati delle misurazioni eseguite nel Laboratorio Sperimentale Aperto (LSA) di Trento

101 UNI EN L nw < 63 db - R w > 50 db UNI EN D2m,nT,w > 40 db L nw < 63 db - R w > 50 db UNI EN R w > 50 db UNI EN

102 GRAZIE PER L ATTENZIONE