PROGETTAZIONE ACUSTICA: UNI EN ISO Paolo Ruggeri

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1 PROGETTAZIONE ACUSTICA: UNI EN ISO Paolo Ruggeri

2 Il calcolo del potere fonoisolante apparente di una partizione si effettua secondo le norme UNI EN e UNI/TR Il procedimento fa riferimento alla sovrapposizione degli effetti sommando al suono che si trasmette direttamente attraverso partizione le trasmissioni laterali nel seguente modo: dove: Il calcolo del potere fonoisolante apparente R' =10 log w 2 + w 3 W1 potenza incidente sull'elemento di separazione di due ambienti; W2 potenza trasmessa dall'elemento di separazione; W3 potenza trasmessa dagli elementi fiancheggianti l'elemento di separazione e da altri eventuali componenti. w 1

3 Principi generali La trasmissione sonora totale ad un ambiente è dato dalla somma delle trasmissioni sonore: 1. irradiati direttamente dall elemento di separazione d 2. irradiati dagli elementi laterali f 3. irradiati da componenti montati nell elemento di separazione e 4. trasmissione indiretta s e d s f

4 Principi generali Il concetto esposto graficamente può essere anche presentato in modo analitico mediante la seguente equazione. Il coefficiente di trasmissione sonora è dato dalla somma dei contributi diretti, fiancheggianti, indiretti e da piccoli elementi. R' = 10lgτ' e d s f

5 Percorsi di trasmissione sonora per via strutturale Il suono irradiato da un elemento strutturale può essere considerato come la somma delle trasmissioni sonore per via strutturale attraverso diversi percorsi. Ogni percorso può essere identificato dall elemento i su cui incide il suono nell ambiente trasmittente e dall elemento radiante j nell ambiente ricevente. F f D d

6 Percorsi di trasmissione sonora per via strutturale Percorso Dd (Diretto-diretto): trasmissione entrante nella partizione di separazione (lato disturbante) ed uscente dalla stessa (lato disturbato). Percorso Fd (Fiancheggiamento-diretto): trasmissione entrante da una partizione laterale (lato disturbante) ed uscente dalla partizione di separazione (lato disturbato). Percorso Df (Diretto-fiancheggiamento): trasmissione entrante nella partizione di separazione (lato disturbante) ed uscente dalla partizione laterale corrispondente allo stesso giunto (lato disturbato). Percorso Ff (Fiancheggiamento-fiancheggiamento): trasmissione entrante da una partizione laterale (lato disturbante) ed uscente dalla partizione laterale corrispondente allo stesso giunto (lato disturbato). un percorso diretto Dd tre percorsi di fiancheggiamento Df, Fd e Ff per ognuno dei quatto giunti. Totale: 13 percorsi di trasmissione.

7 Indice di valutazione del potere fonoisolante apparente Con i suddetti presupposti l'indice di valutazione del potere fonoisolante apparente, R ' w, dell elemento di separazione può essere allora calcolato da: R' w = 10 lg 10 R Dd,w n R Ff,w F= f =1 n f =1 R Df,w n F=1 R Fd,w 10 in funzione degli indici di valutazione del potere fonoisolante per trasmissione laterale, R ij,w, di tutti i singoli percorsi (ij) diretti e indiretti possibili fra i due ambienti e dove n è il numero degli elementi laterali (in genere 4) rispetto all'elemento di separazione. Pertanto per determinare R' w occorre preventivamente calcolare l'indice di valutazione del potere fonoisolante per trasmissione laterale, R ij,w, di ogni singolo percorso di trasmissione sonora.

8 Giunti Ponti termici Ponti acustici Calcolo Indicazioni di posa

9 Determinazione della trasmissione diretta e laterale in opera L indice di valutazione del potere fonoisolante per trasmissione laterale può essere scritto nel seguente modo: R R + R i, w j, w ij, w = + Rij, w + Kij lg S l ij s R i,w è l'indice di valutazione del potere fonoisolante della struttura (i ), in decibel (db); R j,w è l'indice di valutazione del potere fonoisolante della struttura ( j ), in decibel (db); ΔR ij,w è l'incremento dell indice di valutazione del potere fonoisolante dovuto all'apposizione di strati addizionali di rivestimento alle strutture omogenee; Kij è l'indice di riduzione delle vibrazioni prodotto dal giunto (ij), in decibel (db); Ss è l area dell'elemento di separazione, in metri quadrati (m²); l ij è la lunghezza del giunto (ij), in metri (m).

10 Dati empirici per determinare K ij I valori di K ij per i comuni tipi di giunto sono stimati a seconda della massa superficiale degli elementi connessi al giunto, designati come m 1 e m 2. I dati sono disponibili solo per i giunti dove gli elementi hanno la stessa massa su entrambi i lati del giunto sullo stesso piano. Le relazioni per K ij sono indicate quale funzione della grandezza M definita come segue: M m' = lg m' m' massa superficiale dell elemento i nel percorso di trasmissione ij, i [kg m -2 ]; m' massa superficiale dell altro elemento (perpendicolare) che i costituisce il giunto, [kg m -2 ]. i i

11 TIPO DI GIUNTO Giunto rigido a croce M m' = lg m' i i K 8 + M 13 =,7 + 17M 5, 7 2 K 8 + M 12 = K23 =,7 5, 7 2

12 TIPO DI GIUNTO Giunto rigido a T M m' = lg m' i i K 5 + M 13 =,7 + 14,1M 5, 7 2 K 5 + M 12 = K23 =,7 5, 7 2

13 Altri tipi di giunto EN ISO :2006, Acoustics Laboratory measurement of the flanking transmission of airborne and impact sound between adjoining - Part 1: Frame document

14 Strati addizionali R R + R i, w j, w ij, w = + Rij, w + Kij lg S l ij s

15 Incremento del potere fonoisolante degli strati ΔR L incremento del potere fonoisolante degli strati è definito come la differenza tra il potere fonoisolante di un elemento strutturale di base con uno strato addizionale (per esempio una parete esterna resiliente, un controsoffitto, un pavimento galleggiante) e dell elemento strutturale di base senza questo strato. L incremento di potere fonoisolante è diverso per trasmissione diretta e trasmissione laterale e dipende dal tipo di elemento strutturale

16 Incremento del potere fonoisolante degli strati ΔR Trasmissione diretta L incremento dovuto a uno strato si può determinare quale differenza nel potere fonoisolante, misurato in laboratorio, tra una struttura di base con rivestimento ed il solo elemento di base. Durante le misurazioni il potere fonoisolante per il solo elemento di base non deve essere influenzato da alcuna trasmissione indiretta per via aerea attraverso perdita nell elemento ed attorno al perimetro. Trasmissione laterale L incremento può essere determinato mediante misurazioni in opera o con speciali attrezzature di laboratorio, se si può garantire che la trasmissione avviene solo su un percorso laterale (cioè percorso Ff). Ciò può essere realizzato con speciali costruzioni e/o applicando rivestimenti murari e coperture di pavimento molto efficaci per impedire tutti gli altri percorsi di trasmissione.

17 Incremento del potere fonoisolante degli strati ΔR

20 METODO APPROSSIMATO PER LA STIMA DI R w

21 Metodo approssimato per stimare R w Metodo a trasmissione laterale equivalente Il presente metodo di approssimazione si applica solo ai casi di strutture omogenee giuntate rigidamente tra loro. Procedimento Nell'ipotesi che tutte le strutture laterali e la partizione in esame siano omogenee e massicce, tutte le grandezze che servono a determinare l'indice di valutazione del potere fonoisolante apparente R w possono essere calcolate in funzione delle sole masse per unità di area m' i.

22 Metodo approssimato per stimare R w Può essere definita una nuova relazione che sommi tutti i termini della trasmissione laterale in un unico termine e che sia funzione della massa per unità di area delle strutture laterali e di quella del divisorio: R ' w = R w - K' R w è l indice di valutazione del potere fonoisolante dell elemento divisore, in decibel (db); K' è il contributo globale della trasmissione laterale, in decibel (db). I valori di K' si ricavano dai prospetti A.7, A.8, A.9 e A.10 in funzione del tipo di giunto tra la partizione e le strutture laterali e della massa media per unità di area di queste ultime e di quella della partizione.

23 Prospetti A.7 e A.8 La validità dei prospetti A.7 e A.8 è limitata al caso di strutture omogenee connesse rigidamente tra loro come murature portanti o divisori semplici e solai in laterocemento o a soletta in cemento armato. Nei casi di giunti di entrambi i tipi, si può interpolare tra i valori riportati nei prospetti A.7 e A.8. Prospetti A.9 e A.10 Sono stati per questo definiti i prospetti A.9 e A.10 validi nel caso in cui si abbiano due strutture laterali più leggere (tipicamente le pareti) e due più pesanti (i solai). Il rapporto tra i valori delle masse per unità di area è stato posto uguale a 1:2,3 con riferimento ad un caso di comune realizzazione, che consiste in solai di massa per unità di area 350 kg/m2 (in laterocemento) ed in pareti non portanti (massa per unità di area 150 kg/m2) in laterizi forati intonacati.

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28 PROGETTAZIONE ACUSTICA Isolamento acustico al calpestio tra ambienti

29 Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato rispetto all assorbimento acustico in laboratorio, Ln e in opera, L n

30 MODELLI DI CALCOLO Principi generali La potenza sonora irradiata nell ambiente ricevente è dovuta al suono irradiato da ciascun elemento strutturale in quell ambiente. Il suono irradiato da ciascun elemento strutturale è causato dal suono trasmesso a tale elemento e dovuto a calpestio sull elemento strutturale posto nell ambiente emittente. Si suppone che la trasmissione per mezzo di ciascuna di queste vie possa essere considerata indipendente e che i campi sonori e vibratori si comportano in modo statistico, cosicché il livello di pressione sonora di calpestio normalizzato rispetto all assorbimento acustico, L' n, può essere ottenuto sommando l energia trasmessa per mezzo di ciascuna via.

31 MODELLI DI CALCOLO Principi generali Le vie di trasmissione considerate sono definite nelle figure, d indica la trasmissione diretta ed f la trasmissione laterale relative al rumore di calpestio. d f 1 f 2 f 1 f 2

32 MODELLO DI CALCOLO DETTAGLIATO Principi generali Per gli ambienti sovrapposti, il livello totale della pressione sonora di calpestio normalizzato rispetto all assorbimento acustico, L' n, nell ambiente ricevente è determinato mediante: L' n Ln, d n = 10 10lg j = 1 L n, ij 10 [db] Dd Df L n,d : livello di calpestio normalizzato per trasmissione diretta [db]; L n,ij : livello di calpestio normalizzato per trasmissione laterale [db]; n: numero degli elementi. Per ambienti sovrapposti è generalmente 4.

33 MODELLO DI CALCOLO DETTAGLIATO Principi generali Per gli ambienti adiacenti il livello totale di pressione sonora di calpestio normalizzato rispetto all assorbimento acustico, L' n, nell ambiente ricevente è determinato mediante: L' n n = 10lg 10 j = 1 L n, ij 10 [db] Ff Fd L n,ij : livello di calpestio normalizzato per trasmissione laterale [db]; n: numero degli elementi. Per ambienti affiancati è generalmente 2

34 MODELLO DI CALCOLO DETTAGLIATO trasmissione diretta e laterale in opera Il livello di pressione sonora di calpestio normalizzato per trasmissione diretta è determinato a partire dai dati d ingresso adattati, come segue: L = L L L n, d n d [db] L n : è il livello di pressione sonora di calpestio normalizzato in decibel. ΔL: attenuazione del livello di pressione sonora di calpestio ottenuto con la posa in opera del rivestimento di pavimentazione sottoposta a prova ΔL d : attenuazione del livello di pressione sonora, ottenuta aggiungendo un rivestimento addizionale sul lato ricevente dell elemento divisorio

35 Modello di calcolo semplificato L' = L L + n, w n, w, eq w K [db] Solaio nudo: L n, w, eq lgm' 1 = [db] UNI EN L n,w,eq =160 30lgm' 1 [db] Ermenegildo Brosio

36 Attenuazione del livello di trasmissione sonora Rigidità dinamica = 160 Massa superficiale massetto = 30 log +3 Con massetto in calcestruzzo = 40 log -3 Con massetto a secco Con f =500 Hz

37 Massa superficiale del pavimento [kg m -2 ] Modello di calcolo semplificato Massa superficiale media degli elementi laterali omogenei non ricoperti con rivestimenti supplementari [kg m -2 ]

38 PROGETTAZIONE ACUSTICA Isolamento acustico contro il rumore proveniente dall'esterno per via aerea

39 D 2m,nT Differenza fra il livello di pressione sonora all esterno alla distanza di 2 m dalla facciata ed il livello di pressione sonora nell ambiente ricevente, corrispondente ad un valore di riferimento del tempo di riverberazione. Si determina sperimentalmente da misurazioni in opera secondo la relazione: D 2m, nt = L1,2 m L2 + 10log T T 0 [db] L 1,2m : livello di pressione sonora misurato a 2 m dalla facciata; L 2 : livello di pressione sonora misurato all interno dell edificio; T : tempo di riverberazione all interno della camera disturbata; T 0 : tempo di riverberazione di riferimento (0,5 s).

40 MODELLI DI CALCOLO Principi generali Per facciata si intende la totalità della superficie esterna di un ambiente. La facciata può essere composta da diversi elementi, per esempio una finestra, una porta, una parete, un tetto, un sistema di aerazione. La trasmissione sonora attraverso la facciata è dovuta alla trasmissione sonora di ciascuno di tali elementi. Si presuppone che la trasmissione di ogni elemento sia indipendente da quella degli altri elementi. I differenti tipi di campi sonori esterni per determinare le grandezze destinate ad esprimere le prestazioni di un edificio, utilizzati nelle varie situazioni di misura definite, conducono a valori diversi. Tuttavia è ragionevole supporre che la trasmissione per un campo sonoro incidente diffuso sia sufficientemente rappresentativa di questi diversi tipi di campi sonori esterni. Perciò, si calcola il potere fonoisolante apparente della facciata per un campo sonoro incidente diffuso, a partire dal quale si deducono tutte le altre grandezze.

41 MODELLI DI CALCOLO Principi generali L isolamento acustico di facciata normalizzato rispetto al tempo di riverberazione dipende dal potere fonoisolante di tale facciata vista dall interno, dall influenza della forma esterna della facciata, come la presenza di balconi, e dalle dimensioni degli ambienti. Ne consegue che: [db] V: volume dell ambiente ricevente, in metri cubi S: area totale della facciata vista dall interno (cioè la somma delle aree di tutti gli elementi di facciata), in metri quadri; ΔL fs : differenza del livello di pressione sonora per la forma della facciata, in decibel.

42 MODELLI DI CALCOLO Principi generali Il potere fonoisolante apparente, R ', della facciata per un campo sonoro incidente diffuso è calcolato sommando la potenza sonora trasmessa in modo diretto da ciascuno degli elementi e la potenza sonora trasmessa mediante la trasmissione laterale. n m R' =10lg τ e,i + τ f i=1 f =1 [db] τ e,i è il fattore di trasmissione della potenza sonora irradiato da un elemento i di facciata, dovuto alla trasmissione diretta del suono incidente su tale elemento, e la potenza sonora incidente sull intera facciata; τ f è il fattore di trasmissione della potenza sonora irradiato da una facciata o da un elemento laterale f nell ambiente ricevente, dovuta alla trasmissione laterale, e la potenza sonora incidente sull intera facciata; n è il numero di elementi della facciata per la trasmissione diretta; m è il numero degli elementi laterali della facciata.

43 MODELLI DI CALCOLO Determinazione della trasmissione laterale Il contributo della trasmissione laterale è solitamente trascurabile. Tuttavia, se elementi rigidi (quali calcestruzzo o mattoni) sono collegati ad altri elementi rigidi all interno dell ambiente ricevente, come pavimenti o pareti divisorie, la trasmissione laterale può contribuire alla trasmissione sonora totale; ciò potrebbe diventare rilevante se sono richiesti requisiti elevati. Per lasciare un margine di sicurezza, nei casi che comportano la presenza di elementi rigidi, è generalmente sufficiente sottrarre 2 db (ΔR giunti ) R' = R R giunti [db]

44 MODELLI DI CALCOLO Isolamento acustico in parallelo R1 R2 R w n 1 = 10 log Si10 S i = 1 R w, 10 i [db]

45 MODELLI DI CALCOLO Isolamento acustico in parallelo n R= 10lg τ i + i=1 m e=1 τ e PICCOLI ELEMENTI (griglie, cassonetti, fori di ventilazione ) ELEMENTI DI EDIFICIO (partizioni, infissi ) τ e = A S 0 s 10 D n, e 10 Con A 0 = 10 m 2 τ i = S S i s 10 R i 10

46 MODELLI DI CALCOLO Piccoli elementi Questi elementi di facciata, come le prese d aria, presentano una grande varietà di dettagli di costruzione e quindi non è possibile presentare dati generalizzati. Per quanto concerne le prese d aria non insonorizzate, come aperture o feritoie di areazione, come indicazione globale considerare l elemento al pari di un apertura la cui riduzione sonora è trascurabile. Ciò porta ad un isolamento acustico normalizzato di un elemento di: D n,e = 10 log S open 10 [db] Dove: S open è l area dell apertura, in metri quadrati

47 MODELLI DI CALCOLO Differenza del livello di pressione sonora per la forma della facciata, L fs Assorbimento Sorgente sonora Altezza dell orizzonte visivo Piano della facciata L assorbimento è indicato dal coefficiente di assorbimento acustico ponderato a w come: <=0,3; 0,6 oppure >=0,9. L effetto per i valori intermedi può essere dedotto per interpolazione; si applica a w >=0,9 anche nel caso non sia presente una superficie riflettente sopra la facciata considerata.

48 MODELLI DI CALCOLO Differenza del livello di pressione sonora per la forma della facciata, L fs

49 Isolamento di facciata Qualora l elemento tecnico di facciata appartenga ad un ambiente che abbia più di un affaccio (cieco o finestrato) verso l esterno e si devono utilizzare più posizioni di sorgente, il valore utile del requisito di isolamento di facciata si ottiene nel modo seguente.: si mediano con criterio energetico, secondo quanto previsto dalla norma UNI EN ISO 140 parte 5 (?), i valori in frequenza dell isolamento di facciata di ogni combinazione affaccio-sorgente secondo l equazione (1): D 2m 1 = 10lg 10 n D /10 i db (1) dove: n è il numero di posizioni della sorgente; è l isolamento acustico per l i-esima combinazione sorgente-ricevitore D i dal risultato della formula 1 ) si ricava l isolamento normalizzato di facciata e il relativo indice di valutazione (applicando la UNI EN ISO 717-1) che si utilizza per ottenere il valore utile del requisito.

50 RUMORE DEGLI IMPIANTI

51 IMPIANTI Gli impianti sono classificati, a seconda delle modalità temporali di funzionamento (DPCM ), in: Servizi a funzionamento discontinuo: impianti fissi il cui livello sonoro emesso non sia costante nel tempo e caratterizzato da brevi periodi di funzionamento rispetto al tempo di inattività durante l arco di una giornata; rientrano in questa tipologia gli impianti sanitari (scarichi idraulici, bagni, servizi igienici, rubinetteria), gli ascensori, i montacarichi e le chiusure automatiche, il cui parametro di riferimento è L ASmax, livello massimo di pressione sonora, ponderata A con costante di tempo slow. Servizi a funzionamento continuo: impianti fissi il cui livello sonoro emesso nel tempo sia essenzialmente costante; rientrano in questa tipologia gli impianti di riscaldamento, climatizzazione, ricambio d aria, estrazione forzata, il cui parametro di riferimento è L Aeq, livello continuo equivalente di pressione sonora, ponderata A.

52 IMPIANTI I valori limite di tali parametri cambiano in funzione della destinazione d'uso dell'edificio La misura è eseguita nell'ambiente con livello di rumore più elevato e diverso da quello in cui si trova la sorgente, infatti i limiti imposti dal DPCM non sono riferiti agli impianti, ma al rumore che propagano nell'edificio. Di seguito gli interventi realizzati per prevenire e/o ridurre il disturbo verso gli utenti dell'edificio.

53 Interventi: Tubazioni (tipo di funzionamento: Discontinuo) Il tubo è sconnesso dall elemento solido (parete o solaio) attraverso la sistemazione di materiale smorzante e fissato al muro con collari muniti di elemento insonorizzante. A monte dell impianto è installato un riduttore di pressione. I rubinetti sono dotati di elementi rompigetto. All interno dei tubi è utilizzata una valvola che estingue lentamente il flusso d acqua. Presso le valvole di condotta è installata una camera d aria ad assorbimento d urto. Le tubazioni sono inserite in appositi cavedi con adeguato potere fonoisolante.

54 Scarichi (tipo di funzionamento: Discontinuo) Interventi: Non sono utilizzate connessioni rigide con le strutture. La sezione del collettore è aumentata per ridurre la velocità di deflusso delle acque. Sono evitate le pendenze elevate del tubo di collegamento fra sifone e colonna di scarico, per ridurre i tipici gorgoglii.

55 Ascensori (tipo di funzionamento: Discontinuo) Interventi: Il vano ascensore è realizzato con pareti in muratura ad elevata massa aerica. Il motore di sollevamento è montato su supporti antivibranti in apposito locale. Il vano ascensore non è in prossimità di locali in cui è richiesta particolare tranquillità. Le porte di ingresso situate vicino alle porte di sbarco dell ascensore sono sigillate opportunamente.

56 Interventi: Impianti di riscaldamento (tipo di funzionamento: Continuo) Le tubazioni sono dotate di giunti elastici e ancoraggi flessibili. Gli elementi termo-radianti hanno un collegamento elastico con la tubatura. Gli elementi termo-radianti hanno un supporto elastico per l ancoraggio alla parete o al solaio. La centrale termica è collocata all esterno. La centrale termica è collocata in un locale di servizio. La centrale termica è delimitata da strutture ad elevato potere fonoisolante. La centrale termica è montata su supporti antivibranti. La canna fumaria è collegata alla caldaia con un elemento elastico. La canna fumaria è coibentata in acciaio e ancorata con supporti antivibranti alle pareti.

57 Impianti di condizionamento (tipo di funzionamento: Continuo) Interventi:» - Gli impianti sono posizionati in luoghi dove l impatto è minore.» - Le staffe di supporto dell impianto sono provviste di idonei giunti antivibranti.» - I macchinari sul tetto sono isolati con barriere antirumore. Impianti elettrici (tipo di funzionamento: Continuo) Interventi:» - Le cassette elettriche e i quadri elettrici non sono posizionati sui due lati di una stessa parete in corrispondenza l uno dell altro.