APPENDICE 4 Complementi sui requisiti acustici passivi degli edifici

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1 APPENDICE 4 Complementi sui requisiti acustici passivi degli edifici ( a cura di Ing. Davide Foppiano) Il D.P.C.M , emanato in ottemperanza a quanto disposto dalla Legge Quadro n 447, fissa i requisiti acustici delle sorgenti sonore interne agli edifici ed i requisiti acustici passivi degli edifici e dei loro componenti in opera, al fine di ridurre l esposizione umana al rumore. (art. 1, comma 1). Trattandosi di disposizione regolamentare vigente in ambito amministrativo, gli effetti del D.P.C.M non hanno applicazione retroattiva; pertanto, ogni edificio soggetto ad intervento edile od a variazione della destinazione d uso, con o senza opere, realizzato con autorizzazione edilizia, concessione edilizia od asseverazione di tecnico abilitato, cronologicamente successiva all entrata in vigore di tale norma (e cioè dal 20 febbraio 1998), deve rispettare i valori limite prescritti nell allegato A. Si riportano, di seguito, la tabella a e la tabella b tratte dall allegato A del D.P.C.M : Categoria A: edifici adibiti a residenza o assimilabili Categoria B: edifici adibiti ad uffici e assimilabili Categoria C: edifici adibiti ad alberghi, pensioni ed attività assimilabili Categoria D: edifici adibiti ad ospedali, cliniche, case di cura ed assimilabili Categoria E: edifici adibiti ad attività 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 tabella a Classificazione degli ambienti abitativi Categorie di cui Parametri alla tab. A R w D 2m,nT,w L n,w L ASmax L Aeq 1. D A, C E B, F, G

2 tabella b Requisiti acustici passivi degli edifici, dei loro componenti e degli impianti tecnologici Come si può osservare, la tabella a definisce la classificazione dei diversi ambienti abitativi: ad esempio un edificio adibito a residenza rientra nella categoria A. Il Decreto fissa poi per le diverse categorie di edifici, e quindi anche per gli edifici residenziali, le caratteristiche minime che questi devono possedere in termini di requisiti acustici dei componenti edilizi e degli impianti, così come mostrato nella precedente Tabella b, tratta dal Decreto in questione. Le grandezze, riportate in Tabella b, sono così definite: R w è l indice di valutazione del potere fonoisolante apparente; misura l isolamento per via aerea tra ambienti adiacenti. Si ricava dalla relazione : R w = L 1 L log (S/A*) (db) L 1 è il livello medio di pressione sonora nell ambiente sorgente (db) L 2 è il livello medio di pressione sonora nell ambiente ricevente (db) S è la superficie della partizione che divide i due ambienti (m 2 ) A* è l area equivalente di assorbimento acustico nell ambiente ricevente (m 2 ), che si ricava a sua volta dalla formula di Sabine: A* = 0.16 (V/T) in cui V è il volume dell ambiente ricevente (m 3 ) e T è il tempo convenzionale di riverberazione dell ambiente ricevente (s). Si ricorda che A* può essere calcolato anche dal prodotto della media ponderata del coefficiente di assorbimento acustico delle varie superfici presenti per la loro area totale: A* = S tot α m = Σi (S i α i ). D 2m,nT,w è l indice di valutazione dell isolamento acustico di facciata normalizzato. Misura l isolamento di facciata di un edificio. Si può ottenere ricava dalla relazione: D 2m,nT,w = L 1,2m L log (T/T 0 ) (db) L 1,2m è il livello di pressione sonora di pressione sonora all esterno a 2 metri dalla facciata (db) prodotto da un altoparlante con incidenza del suono di 45 sulla facciata; L 2 è il livello di pressione sonora medio di pressione sonora nell ambiente ricevente (db);

3 T è il tempo di riverberazione dell ambiente ricevente (s); T 0 è il tempo di riverberazione di riferimento, pari a 0.5 secondi. L n,w è l indice di valutazione del livello di pressione sonora di calpestio normalizzato; misura l isolamento al rumore trasmesso per via solida. Si può ottenere dalla relazione: L nt = L i 10 log (T/T 0 ) L i è il livello di pressione sonora da calpestio in opera (db), misurato in terzi di ottava nell ambiente ricevente quando il solaio sottoposto a prova è eccitato dal generatore di calpestio normalizzato; T è il tempo di riverberazione dell ambiente ricevente (s); T 0 è il tempo di riverberazione di riferimento, pari a 0.5 secondi. L ASmax è il livello del valore massimo di pressione sonora ponderata in curva A e costante di tempo Slow, per impianti a funzionamento discontinuo; L Aeq è il livello continuo equivalente di pressione sonora ponderato A per impianti a funzionamento continuo. MODALITÀ DI VERIFICA DEI REQUISITI ACUSTICI PASSIVI I requisiti acustici passivi degli edifici possono essere definiti come i minimi standard qualitativi che un ambiente abitativo deve garantire al fine di soddisfare il benessere acustico di coloro che ne fruiscono. Si riportano, di seguito, le disposizioni di legge e le normative tecniche nazionali ed internazionali di riferimento: Legge n 447 del Legge quadro sull inquinamento acustico. D.P.C.M Determinazione dei requisiti acustici passivi degli edifici. D.M Tecniche di rilevamento e di misurazione dell inquinamento acustico. D.P.C.M Determinazione dei valori limite delle sorgenti sonore. ISO 3382: 1997: Acoustics -- Measurement of the reverberation time of rooms with reference to other acoustical parameters UNI EN ISO 140-5: 2000 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.

4 UNI EN ISO 140-7: 2000 Misurazione dell isolamento acustico in edifici e di elementi di edificio Misurazioni in opera del rumore di calpestio di solai. UNI EN ISO 717-1: 1997 Valutazione dell isolamento acustico in edifici e di elementi di edificio- Isolamento acustico per via aerea. UNI EN ISO : 1997 Valutazione dell isolamento acustico in edifici e di elementi di edificio-isolamento del rumore da calpestio. In questo capitolo si applicheranno tali disposizioni al caso del collaudo acustico presso un abitazione residenziale di cui è riportata di seguito la pianta. I locali considerati per il collaudo dei requisiti sono stati evidenziati in rosso. L abitazione in oggetto è sita al piano terra di un fabbricato residenziale di nuova realizzazione; gli inquilini del piano terra avvertono chiaramente i rumori provenienti dal piano primo generati dal normale stile di vita degli inquilini soprastanti. Pianta dell abitazione oggetto di collaudo acustico Tale perizia si è occupata dell accertamento tecnico dei requisiti acustici passivi del fabbricato in particolare dei solai interpianti e delle pareti perimetrali.

5 TEMPO DI RIVERBERAZIONE (ISO 3382: 1997) E importante misurare il tempo di riverberazione degli ambienti, sia per conoscere questa loro fondamentale caratteristica acustica sia per poter ricavare, con la relazione di Sabine, l area di assorbimento acustico equivalente degli ambienti considerati (A* = 0.16 V/T). Secondo la ISO Acoustics Measurement of sound absorption in a reverberation room, bisogna iniziare la valutazione del tempo di riverberazione a partire dalla curva di decadimento circa 0.1 s dopo che la sorgente è stata disattivata o a partire dal livello di pressione sonora di qualche decibel minore rispetto a quello presente all inizio del decadimento. ISOLAMENTO ACUSTICO DI FACCIATA (UNI EN ISO 140-5: 2000) I metodi di misurazione dell isolamento acustico per via aerea degli elementi di facciata e delle facciate, previsti dalla norma UNI EN ISO sono piuttosto numerosi. Nel caso in questione, si è utilizzato il metodo globale con altoparlante, per quantificare l isolamento di tutta la facciata nei riguardi del suono aereo. Posizione dell altoparlante rispetto alla facciata del soggiorno.

6 Come da figura, la posizione dell altoparlante inclinato di 45 rispetto alla facciata, sia sul piano orizzontale che su quello verticale. Una volta prescelta la porzione di facciata da esaminare, un adeguata sorgente di rumore rosa viene posizionata seguendo le indicazioni della norma UNI EN ISO 140-5, in modo da formare un angolo di 45 fra il punto di incidenza e gli assi perpendicolari ed ortogonali al piano della facciata. La distanza d dal muro deve essere almeno di 5 m. Le misure dello spettro L 1,2m vengono effettuate posizionando il microfono a distanza di 2 metri dal piano della facciata, nei pressi del punto di incidenza della sorgente di rumore rosa. Per poter eseguire tale misura, si è posto il microfono, collegato con un filo al fonometro, in cima ad un asta estensibile; in questo modo, l operatore ha tenuto l asta ad un altezza di 1.50 m dal solaio dell aula in questione e a due metri dal piano di facciata. Posizione del microfono, a 2m rispetto al piano della facciata (misura L 1,2m ) Il campo acustico generato deve essere stazionario e avere uno spettro continuo nel campo di frequenza considerato. Le misure sono state effettuate in bande di terzi d ottava, con frequenza centrale da 100 Hz a 5000 Hz. La stessa procedura di misura è stata adottata per la camera in cui sono state scelte 5 posizione interne all ambiente come illustrato nella seguente figura.

7 Posizione dell altoparlante rispetto alla facciata della camera. Terminata la rilevazione dello spettro L 2, la sorgente esterna viene disattivata per permettere la misura del livello del rumore di fondo L b, necessaria allo scopo di depurare lo spettro ottenuto in precedenza dalle componenti imputabili esclusivamente al rumore ambientale. Avendo già misurato il tempo di riverberazione T, si può eseguire il computo dell isolamento acustico normalizzato D 2m,nT secondo la relazione : D 2m,nT = L 1,2m L log (T/T 0 ) (db) dove T 0 è il tempo di riverberazione di riferimento, pari a 0.5 s. Dai valori di D 2m,nT, calcolati per ogni frequenza caratteristica dello spettro, si ricostruisce la curva sperimentale da confrontare con quella di riferimento che viene riportata nella norma UNI EN ISO

8 Seguendo il metodo di confronto ivi descritto, si avvicina la curva di riferimento appropriata, procedendo a passi di 1 db per volta, alla curva misurata, fino a quando la somma degli scarti sfavorevoli è la più grande possibile e, comunque, non maggiore di 32 db (nel caso di misurazione in bande di 1/3 di ottava). Lo scarto sfavorevole, ad una frequenza data, si produce quando il risultato della misurazione è minore del corrispondente valore di riferimento. A spostamento avvenuto, il valore che la curva di riferimento assume in corrispondenza della frequenza di 500 Hz diventa l indice di valutazione D 2m,nT,w, da confrontare con i limiti previsti in Tabella b dal Decreto del Presidente del Consiglio dei Ministri del 5 dicembre LIVELLO DI PRESSIONE SONORA DI CALPESTIO (UNI EN ISO 140-7: 2000). La verifica del livello di pressione sonora di calpestio tra ambienti, inseriti in due unità abitative distinte, si fonda sul principio della valutazione del livello rilevato all interno dell ambiente ricevente quando è attiva la sorgente campione. Il metodo utilizzato per la valutazione in opera del rumore da calpestio differisce da quelli visti in precedenza per un dettaglio fondamentale: in questo caso, non occorre eseguire misurazioni all interno del locale trasmittente, poiché la sollecitazione applicata alla struttura da valutare è nota. Macchina generatrice di calpestio normalizzato. L apparecchiatura generatrice di rumore da calpestio va collocata in almeno quattro posizioni diverse, scelte a caso, sul solaio in prova. All interno del locale ricevente vanno eseguite le misurazioni con il generatore di calpestio in funzione. Il calcolo del livello calpestio L i deve essere effettuato mediante media logaritmica degli spettri misurati in corrispondenza delle diverse ubicazioni del microfono e del generatore di calpestio. A tale scopo, vanno individuate quattro diverse postazioni microfoniche, uniformemente distribuite entro l ambiente. Di queste quattro, almeno due devono corrispondere alle posizioni del generatore di calpestio soprastante. Seguendo questa regola, si sono prese le medesime posizioni al piano superiore ed inferiore, e si sono alternate

9 le misure. Nella seguente figura è riportato uno schema della misurazione in opera dell isolamento dal rumore di calpestio di solai. Schema di misura di L i. Dopo la misura dello spettro L i, ed una volta disattivata la sorgente normalizzata di rumore da calpestio, è possibile determinare il livello del rumore di fondo L b, allo scopo di assicurarsi che le rilevazioni nell ambiente ricevente non siano state influenzate da rumori estranei, quali suoni esterni o disturbi elettrici nel sistema di misura. Si può così procedere al calcolo del livello di pressione sonora di calpestio normalizzato L n secondo l espressione seguente: L n = L i + 10 log (T/T 0 ) (db) dove L i è il livello di pressione sonora del calpestio misurato, T 0 è il tempo di riverberazione di riferimento pari a 0.5 e T è il tempo di riverberazione misurato. I valori di L n corrispondenti alle frequenze dello spettro in bande di 1/3 di ottava vengono utilizzati per tracciare la curva sperimentale, confrontabile con quella di riferimento che viene riportata nella norma UNI EN ISO Il metodo ivi illustrato prevede di spostare la curva di riferimento, procedendo a passi di 1 db per volta, nella direzione della curva misurata, fino a quando la somma degli scarti sfavorevoli è la più grande possibile e, comunque, non maggiore di 32 db. Effettuato lo spostamento, il valore che la curva di riferimento assume in corrispondenza della frequenza di 500 Hz è l indice di valutazione del livello di pressione sonora di calpestio

10 normalizzato L n,w. Tale valore si confronta con quello indicato in tabella b (L n,w = 63) dal Decreto del Presidente del Consiglio dei Ministri del 5 dicembre RISULTATI DEL COLLAUDO Di seguito si descrivono le misure svolte circa le seguenti determinazioni: Tempo di riverberazione del soggiorno; Tempo di riverberazione nella camera; Livello di rumore di calpestio nel soggiorno; Livello di rumore di calpestio nella camera. Tutti le misurazione sono state effettuate con un fonometro Bruel&Kjaer modello 2260, rispondente alle normative vigenti. TEMPO DI RIVERBERAZIONE DEL SOGGIORNO E DELLA CAMERA. La misura del tempo di riverberazione è avvenuto in conformità alla Norma ISO Acoustics -- Measurement of the reverberation time of rooms with reference to other acoustical parameters. La tecnica utilizzata è stata quella della sorgente impulsiva. Il rumore è stato prodotto mediante colpo di pistola a salve ovvero con una sorgente di tipo impulsivo. Di seguito è illustrato l andamento dei tempi convenzionali di riverberazione nel soggiorno.

11 Soggiorno-Tempi di riverberazione medi Tr (s) frequenza (Hz) I valori riportati sul grafico sono la media dei valori ottenuti nelle 5 posizione per la camera e per le 6 posizioni del soggiorno come indicato nelle precedenti immagini Nella seguente figura si riportano i corrispondenti risultati ottenuti nella camera Camera - Tempi medi di riverberazione Tr (s) frequenza (Hz)

12 LIVELLO DI RUMORE DA CALPESTIO NEL SOGGIORNO. Secondo la procedura di misura descritta ai paragrafi precedenti sono state condotte le misure sul solaio del soggiorno e della camera secondo la norma UNI EN ISO 140-7: Si sono identificate cinque (numero minimo quattro posizioni) posizioni nel locale sorgente e locale ricevente. Sistemato il generatore normalizzato di rumore da calpestio nell ambiente superiore (nelle corrispondenti posizioni indicate per il soggiorno in oggetto), si è rilevato il livello di pressione sonora in terzi di banda di ottava nell ambiente ricevente, ovvero nel soggiorno. Le misure sono state condotte incrociando sorgente e microfono per le tutte le postazioni ovvero sono state effettuate tutte le possibili combinazioni; per ogni posizione della macchina da calpestio sono state effettuate le misure nei punti indicati per il soggiorno e per la camera da letto. Il procedimento di calcolo secondo normativa è il seguente (vedere tabelle allegate): 1. Determinazione matematica del parametro in oggetto con i valori rilevati; 2. Confronto con la curva di riferimento; 3. Determinazione del valore di correzione da applicare alla curva di riferimento a 500 Hz per il quale la somma degli scarti sfavorevoli non deve superare il valore di 32 db. Nel seguente grafico sono riportati i valori di L nw ottenuti per il solaio del soggiorno. 85 Livello di rumore di calpestio del soggirono 80 L' n,w = 80 db 75 L'n (db) k 1.6k 2.5k frequenza (Hz) L'n (db) Riferimento

13 Livello di rumore da calpestio - Scarti osservati positivi e negativi rispetto alla curva di riferimento Nel nostro caso risulta necessario traslare la curva di riferimento verso il basso di 20 db per ottenere una somma degli scarti sfavorevoli pari a 28.6 (valore massimo consentito 32 db vedi tabella seguente) per cui il risultato ottenuto è: L n,w = 80 db dove L n,w indica l indice di valutazione del livello di rumore da calpestio Dunque, per il soggiorno si ha un livello di pressione sonora di calpestio superiore rispetto a quello indicato nel D.P.C.M (L n,w = 80 db), per quanto non eccessivamente basso. Il solaio della sala non rispetta i limiti imposti dal D.P.C.M. 5/12/97.

14 Soggiorno - Calcolo dell'indice di livello di pressione sonora di calpestio normalizzato L' n,w Ambiente ricevente Livello di rumore di calpestio F (Hz) L (db) Lb (db) L' (db) T R (s) 10log(T/T0) L'n (db) Valori Riferimento scarti scarti (db) riferimento (db) Corretti (db) significativi (db) k k k k k k Somma scarti sfavorevoli (db) = 28.6 Spostamento della curva (db) = 20 Livello di pressione sonora di rumore di calpestio normalizato L'n,w (db) = 80 tabella c Livello di rumore da calpestio (scheda sintetica)

15 LIVELLO DI RUMORE DA CALPESTIO DELLA CAMERA. In maniera analoga, si è proceduto alla valutazione del livello del rumore di calpestio della camera ponendo il microfono nelle posizioni precedentemente indicate e la macchina da calpestio nelle corrispettive posizioni del piano soprastante. Nel caso della camera da letto, il risultato ottenuto è: L n,w = 74 db dove L n,w indica l indice di valutazione del livello di rumore da calpestio pari a 74 db. Per ottenere tale valore la curva di riferimento è stata traslata di 14 db (vedi tabella seguente). Dunque, per il soggiorno si ha un livello di pressione sonora di calpestio superiore rispetto a quello indicato nel D.P.C.M (L n,w = 63 db), per quanto non eccessivamente basso. Il solaio della camera non rispetta i limiti imposti dal D.P.C.M. 5/12/ Livello di rumore di calpestio della camera 75 L' n,w = 74 db L'n (db) k 1.6k 2.5k frequenza (Hz) L'n (db) Riferimento Livello di rumore da calpestio - Calcolo dell indice di valutazione del livello del rumore di calpestio

16 CAMERA - Calcolo dell'indice di livello di pressione sonora di calpestio normalizzato L' n,w Ambiente ricevente Livello di rumore di calpestio f (Hz) L (db) Lb (db) L' (db) TR (s) 10log(T/T Valori Riferimento scarti (db) scarti L'n (db) 0) riferimento (db) corretti (db) significativi (db) k k k k k k somma scarti sfavorevoli (db) = 31.9 spostamento della curva (db) = 14 Livello di pressione sonora di rumore di calpestio normalizato L'n,w (db) = 74 Livello di rumore da calpestio (scheda sintetica)

17 ISOLAMENTO ACUSTICO NORMALIZZATO DI FACCIATA DEL SOGGIORNO. Si è misurato l isolamento acustico al rumore delle pareti perimetrali del soggiorno, così come previsto dalla norma UNI EN ISO 140-5: I rilievi hanno riguardato il soggiorno la cui parete perimetrale esterna si affaccia sul cortile. Le misure hanno previsto le sistemazione all esterno dell edificio, in posizione definita dalla norma, di un set costituito da una catena lettoreamplificatore-equalizzatore in grado di generare un rumore rosa. Il microfono è stato quindi posto prima a 2 metri di distanza dalla facciata, quindi all interno dei locali a finestre chiuse, mantenendo sempre in funzione la sorgente. Rilevato il rumore di fondo nell ambiente interno, si è quindi valutato l andamento in terzi di ottava dell isolamento acustico di facciata. La successiva elaborazione dei dati sperimentali condotta, e qui riportata integralmente nelle pagine successive, ha consentito di stimare l indice di valutazione dell isolamento acustico di facciata secondo quanto previsto dalla norma UNI EN ISO 717-1: Il calcolo dell isolamento acustico normalizzato di facciata ha ottenuto come risultato finale: D ls,2m,nt,w = 31 (db) dove D ls,2m,nt,w rappresenta l indice di valutazione dell isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo di riverberazione, pari a 31 db. 40 Isolamento acustico di facciata del soggiorno 35 D 2m,nT,w = 31 db 30 D2m,nT (db) k 1.6k 2.5k frequenza (Hz) Dls,2m,nT (db) riferimento Isolamento acustico di facciata - Calcolo dell indice di valutazione dell isolamento acustico di facciata.

18 SOGGIORNO - Calcolo dell'isolamento acustico normalizzato di facciata D ls,2m,nt,w Ambiente esterno Ambiente interno Isolamento acustico di facciata f (Hz) L1,2m(dB) L*2 (db) Lb (db) DnT riferimento scarti scarti correz.l2 TR (s) 10log(T/T0) Dls,2m,nT (db) riferimento significativi (db) (db) corretti (db) (db) (db) k k k k k k somma scarti sfavorevoli (db) = 28.8 spostamento della curva (db) = 21 Isolamento acustico normalizzato di facciata Dls,2m,nT,w (db) = 31 tabella d Isolamento acustico di facciata del soggiorno (tabella sintetica)

19 ISOLAMENTO ACUSTICO NORMALIZZATO DI FACCIATA DELLA CAMERA. In maniera analoga al soggiorno, sono state condotte le misure per le pareti di facciata della camera. Il calcolo dell isolamento acustico normalizzato di facciata ha ottenuto come risultato finale: D ls,2m,nt,w = 29 (db) dove D ls,2m,nt,w rappresenta l indice di valutazione dell isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo di riverberazione, pari a 29 db. Anche per quanto riguarda l isolamento di facciata del soggiorno, siamo molto lontani dal valore di 40 db, indicato nella Tabella B del D.P.C.M , per gli edifici in categoria A. 35 Isolamento acustico di facciata della camera D2m,nT (db) D 2m,nT,w = 29 db k 1.6k 2.5k frequenza (Hz) Dls,2m,nT (db) riferimento Isolamento acustico di facciata - Calcolo dell indice di valutazione dell isolamento acustico di facciata.

20 CAMERA - Calcolo dell'isolamento acustico normalizzato di facciata D ls,2m,nt,w Ambiente esterno Ambiente interno Isolamento acustico di facciata f (Hz) L1,2m(dB) L*2 (db) Lb (db) DnT riferimento scarti scarti correz.l2 10log(T/T TR (s) Dls,2m,nT (db) riferimento significativi (db) 0) (db) corretti (db) (db) (db) k k k k k k somma scarti sfavorevoli (db) = 24.4 spostamento della curva (db)= 23 Isolamento acustico normalizzato di facciata Dls,2m,nT,w (db) = 29 Isolamento acustico di facciata della camera (tabella riassuntiva)

21 ANALISI DEI RISULTATI E CONCLUSIONI. L edificio oggetto di collaudo ricade nella categoria A edifici adibiti a residenza o assimilabili per la quale sono imposti, per i diversi elementi dello stesso, i valori riportati nella seguente tabella. Categorie di cui Parametri alla tab. A R w D 2m,nT,w L n,w L ASmax L Aeq 2. A, C D.P.C.M : ambiente abitativo categoria A. Gli elementi oggetto di collaudo sono stati i solai del soggiorno e di una delle camere e le rispettive pareti perimetrali; a seguito dei rilevamenti fonometrici, condotti secondo le normative descritte e conseguente analisi dati, si è pervenuti ai risultati riportati nella seguente tabella. Parametri rilevati SOGGIORNO CAMERA DPCM 5/12/97 L n,w D 2m,nT,w L n,w D 2m,nT,w L n,w D 2m,nT,w Differenza Tabella riassuntiva Nessuno dei requisiti rilevati tramite le misure in campo rispetta i valori di legge.