Soluzioni di parete e di solaio: soluzioni e dettagli per l isolamento ai rumori aerei e al calpestio

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1 Soluzioni di parete e di solaio: soluzioni e dettagli per l isolamento ai rumori aerei e al calpestio Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Industriale Università degli Studi di Brescia Ing. Edoardo Piana

2 Piante e sezioni dell edificio con riferimento alle tipologie delle partizioni verticali, orizzontali e dei serramenti

3 Piante e sezioni dell edificio con riferimento alle tipologie delle partizioni verticali, orizzontali e dei serramenti

4 Tipologia delle partizioni verticali, di separazione e di facciata;

5 Tipologia delle partizioni orizzontali (solai e coperture);

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7 PROCEDURA DI CALCOLO ISOLAMENTO DI CALPESTIO L indice di valutazione del livello di pressione sonora di calpestio normalizzato, L n,w, si calcola utilizzando la formula seguente: L' n, W L,, n W eq L K L n,w,eq è l indice di valutazione del livello equivalente di pressione sonora di calpestio normalizzato relativo al solaio nudo privo di rivestimento L W è l indice di valutazione dell attenuazione del livello di pressione di calpestio del rivestimento K è la correzione da apportare per tenere conto della trasmissione laterale nelle strutture omogenee Il valore di L n,w,eq si ricava dalla formula seguente L n, W, eq m è la massa per unità di superficie del solaio nudo (kg/m 2 ) m 0 è la massa per unità di superficie di riferimento = 1kg/m 2 W m' log m' 0

8 L' n 10log f c T s 20logm' 10log c s L f c = frequenza critica [Hz] s = coefficiente d irraggiamento [-] m' = massa superficiale del solaio [kg/m 2 ] T s = tempo di riverberazione strutturale del solaio [s] c L = velocità di propagazione delle onde nella struttura [m/s] s = spessore del solaio [m]

9 Il requisito di isolamento da calpestio garantisce il confort a seguito dell'eliminazione dei rumori da impatto. Il rumore impattivo si trasmette per via solida e non per via aerea. Non è sufficiente incrementare la massa per garantire il soddisfacimento del requisito. Per ottenere il risultato ci si basa sul concetto MASSA MOLLA MASSA

10 Materiali per l acustica - DESOLIDARIZZAZIONE Materiali RESILIENTI: capaci di resistere ad urti senza rompersi o spezzarsi. Mantengono le proprietà dopo l urto. 1. Pavimento Resiliente (moquette) 2. Pavimento Sospeso (uffici materiale resiliente sotto il piedino) 3. Vasca Anticalpestio per Pavimenti Tradizionali (materiale resiliente sotto la caldana) ELASTICITA soffici deformabili (al tatto) COMPORTAMENTO NEL TEMPO

11 Indice di calpestio L L ' n, W ' n, W, eq L n, W, eq L W K logm' Trasm lat L ' n0, med 16.4log f 26 L ' nw, med Pavimenti resilienti (moquette, linoleum, gomma) ' m2 L n, W 20log logs Pavimenti galleggianti L f 0 n s' f 30 log Ln, f 1 s' m' 1 1 m' 2 w m' 15log s' ' 18

12 Indice di calpestio - misurazione Macchina di calpestio normalizzata Misura livello di pressione sonora camera ricevente L i Determinazione tempo di riverberazione camera ricevente A Misura rumore di fondo ambiente ricevente Calcolo indice di valutazione calpestìo, L' n L' n L i 10log A A (A 0 = assorbimento equivalente di rif.to) 0 L' n indica la capacità di trasmissione dell elemento. Minore è il valore numerico migliore è la prestazione

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14 Effetto dei ponti acustici La trasmissione attraverso i ponti acustici ha un effetto fondamentale sull isolamento per via aerea e solida nelle costruzioni doppie. La cosa si applica pienamente anche all isolamento da rumore di calpestio per un pavimento galleggiante. In Figura si mostra l esempio di prove di laboratorio per un pavimento flottante in cemento per cui è stato riprodotto un contatto meccanico con la superficie attraverso una serie di cilindri di gesso con diametro 30 mm. 14

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20 PROBLEMI LEGATI ALLA REALIZZAZIONE DELLA VASCA ANTICALPESTIO 1.scelta del materiale in funzione della struttura sottostante (solaio pieno, lastral, laterocemento, legno e calcestruzzo) 2.impiego del materiale in ambienti di piccole dimensione con tagli (ad esempio bagni) 3.protezione del materiale durante la posa e durante il getto (cellophane) 4.interruzione della vasca in corrispondenza delle soglie e collettori 5.rete elettrosaldata nel massetto sottopavimento che deve essere almeno da 5 cm 6.sconsigliata la posa del pavimento fresco su fresco 7.attenzione al taglio del risvolto durante la posa del pavimento 8.vani scala?

21 - LANE MINERALI - FELTRI SINTETICI - COMPOSTI POLIMERICI - MATERIALI RICICLATI: - GRANULATI DI PNEUMATICI - RESIDUI DI LAVORAZIONE DEL LEGNO - SUGHERI - CASCAMI DI TESSUTI USARE SEMPRE IL CELLOPHANE A PROTEZIONE

22 Materiali per l Acustica: CERTIFICATI RIGIDITA DINAMICA [N/m 3 ] - UNI EN Indica la rigidità di un materiale posto sotto carico dinamico, è un indice della capacità del materiale di dissipare energia (vibrazioni). Più basso è il valore migliore è la prestazione (attenuazione) COMPRIMIBILITA [mm] UNI EN Indica la differenza di spessore che un materiale ha tra l inizio e la fine di un ciclo di carichi statici. Indice del comportamento nel tempo del materiale. SCORRIMENTO VISCOSO [mm] - UNI EN 1606 Indica la deformazione dovuta ad un determinato carico per un lungo tempo. RESISTIVITA AL FLUSSO D ARIA [Pa*s/m 2 ] UNI EN Per materiali porosi a cellule aperte valuta l influenza dell aria per l elasticità e la dissipazione dell energia.

23 Materiali per l Acustica: CERTIFICATI

24 IL CALPESTIO: ERRORI 1. Mancanza di materiale resiliente 2. Non continuità dello strato resiliente 3. Mancanza di peso superiore 4. Mancanza del risvolto verticale 5. Taglio errato del risvolto verticale 6. Mancanza di protezione dello strato resiliente (no cellophane) 7. Soglie (porte finestre, camini, ecc.) 8. Passaggio di impianti (riscaldamento a pavimento) 9. Posa del battiscopa 10. Rivestimenti dei bagni 11. Posa dei sanitari 12. Scale e vani scala 13. Posa fresco su fresco errori di progetto: solai in legno solaio acciaio e cls

25 Le scale

26 I materiali anticalpestio Qualsiasi discontinuità lungo la messa in opera del materiale resiliente ne vanifica in larga parte l effetto, perché permette un collegamento rigido tra lo strato superiore e quello inferiore, o tra il piano di calpestio e le pareti verticali.

27 Esempi da non seguire

28 Metodologia corretta

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31 Il taglio della fascetta laterale deve avvenire solo DOPO la posa dello strato di finitura del pavimento. Il taglio del materiale

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33 Le soglie

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36 Possibili bonifiche - taglio delle fughe del pavimento ove possibile - lavori non eseguiti completamente (angoli, soglie, caloriferi e solo in una stanza) - miglioramento di 3 db sul livello misurato (si è rimasti comunque fuori norma)

37 Per ovviare a questo inconveniente si può inserire una rete elettrosaldata al fine di irrobustire il massetto Fessurazione del massetto

38 I collettori

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40 Risultati a confronto L W =71 db L W =51 db

41 Potere fonoisolante Il potere fonoisolante dipende da: frequenza R = R(f); massa superficiale m ; tipologia di partizione (singola, stratificata).

42 y Potere fonoisolante di materassini in lana di roccia in funzione della loro densità espressa in kg/m 3.

43 Potere fonoisolante e tipologia di partizione Come detto, il potere fonoisolante dipende anche dalla tipologia di partizione ( numero di strati). Si tratteranno i seguenti casi: 1 - pareti monostrato 2 - pareti doppie

44 Formule per pareti monostrato Legge della massa per onde con incidenza normale R 20logm' 20log f Legge di massa per onde con incidenza casuale: R R 10log R 0 0

45 Formule per pareti multistrato R w (max) 22.7 m' m' log m' 1.21 log d m' = massa superficiale complessiva [kg/m 2 ] m' 1,2 = massa superficiale dei due strati [kg/m 2 ] d = spessore dell intercapedine Per sfruttare le proprietà fonoisolanti di pareti doppie in laterizio occorre che l intercapedine sia di almeno 10 cm (in modo che la frequenza di risonanza sia sopra i 1700 Hz) R w 20logm' 20logd 10

46 Osservazioni Una parete singolo strato pesante è più isolante di una parete singolo strato leggera. Una parete composita leggera può essere più isolante di una parete monolitica pesante. Occorre puntare l attenzione sulla differenza fra: potere fonoisolante (R w ) potere fonoisolante apparente (R w ) isolamento acustico di facciata (D 2m,n,T ) indice d isolamento (L nw )

47 ΔR w = f (f 0 ) Interazione R w - pavimento galleggiante f 0 è la frequenza di risonanza espressa da Dove: s' m' s è il valore della rigidità dinamica dello strato resiliente posto tra il solaio ed il massetto; m 1 è la massa superficiale del solaio f 0 m 2 è la massa superficiale del massetto posato sopra lo strato resiliente di rigidità dinamica s. In funzione di f 0 il valore di ΔR w si ricava dalla tabella seguente 1 1 m' 2

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49 Dai dati di progetto si deduce che: strato base (solaio laterocemento): m 1 = 261 kg/m 2 R w del solaio in laterocemento (struttura D): 46 db strato di rivestimento (massetto): m 2 = 126 kg/m 2 s = 30 MN/m 3 f s' 1 m' 1 1 m' 2 quindi f 0 = 95 Hz 80 Hz < f 0 < 125 Hz ΔRw = 32 Rw/2 = 32 46/2 = 9 db

50 PROCEDURA DI CALCOLO ISOLAMENTO AEREO Occorre che, nella relazione di calcolo di ciascun elemento (facciata, partizioni verticali ed orizzontali), i valori di R w, L nw, D 2m,nT,w siano determinati, tenendo conto delle trasmissioni laterali attraverso i parametri R ij e K ij definiti nelle UNI EN Facendo riferimento allo schema di trasmissione, diretta e per fiancheggiamento, tra due ambienti adiacenti l indice del potere fonoisolante apparente è dato da: R' W 10log10 R Dd, W 10 n F f 1 10 R Ff, W 10 n f 1 10 R Df, W 10 n F1 10 R Fd, W 10

51 R Dd,w è l indice del potere fonoisolante per trasmissione diretta; R Ff,w, R Df,w, R Fd,w, sono gli indici di valutazione del potere fonoisolante per trasmissione laterale di tutti i singoli percorsi diretti ed indiretti possibili fra i due ambienti, dove n è il numero degli elementi laterali (in genere 4) rispetto all elemento di separazione. Generalizzando, per determinare R w occorre calcolare l indice di valutazione del potere fonoisolante per trasmissione laterale, R ij,w, di ogni singolo percorso di trasmissione sonora; questo può essere fatto con la seguente formula: R R R i, W j, W ij, W Rij, W Kij 10log 2 S l l 0 S ij R i,w è l indice di valutazione del potere fono isolante della struttura (i), in (db); R j,w è l indice di valutazione del potere fono isolante della struttura (j), in (db); ΔR ij,w è l incremento dell indice di valutazione del potere fono isolante dovuto all apposizione di strati addizionali di rivestimento alle strutture omogenee (i) e (j) lungo il percorso (ij);

52 se lungo il percorso (ij) si trovano due strati addizionali si somma il valore maggiore con la metà del minore (ΔR ij,w = ΔR i,w + ΔR j,w /2 con ΔR j,w < ΔR i,w ); K ij è l indice di riduzione delle vibrazioni prodotto dal giunto (ij), in db; S s è l area dell elemento di separazione, in metri quadrati (m 2 ); l 0 è la lunghezza di riferimento, pari a 1 metro; l ij è la lunghezza del giunto (ij), in metri (m).

53 Esempio 1

54 Esempio 2

55 Esempio 3

56 REALIZZAZIONE DI TRAMEZZE DOPPIE CON MATERIALE ACUSTICO NELL INTERCAPEDINE TRASMISSIONE DIRETTA: UTILIZZO DI LATERIZI PESANTI; NO LATERIZI DA 8 CM; POSA DELLE TRAMEZZE SU MATERIALE ELASTICO; GIUNTI DI MALTA SIA IN ORIZZONTALE CHE VERTICALE; RITIRO DELLA MALTA; REALIZZAZIONE DEL RINZAFFO SUL LATO PESANTE; REALIZZAZIONE E RIEMPIMENTO DI TRACCE; STABILITA DIMENSIONALE E STRUTTURALE DEI MATERIALI ISOLANTI; SIGILLATURA DELLE FUGHE TRA I PANNELLI DI MATERIALE ISOLANTE E SFALSAMENTO DEI PANNELLI PER COPRIRE LE FUGHE; NO IMPIANTI IDRAULICI NELLE PARETI DIVISORIE (COLONNE-ESALAZIONI-COLLETTORI) NO SCATOLE DI DERIVAZIONE O QUADRI ELETTRICI

57 Trasmissioni laterali CORRISPONDENZA TRA STRUTTURA E ARCHITETTONICO (ATTENZIONE ALLA PIGNATTA); POSA DEI LATERIZI DELLE PARETI LATERALI SEMPRE CON FORI VERTICALI; REALIZZAZIONE DEI NODI LATERALI: SEQUENZA DI POSA DEI LATERIZI.

58 Nodi laterali e posa dei laterizi

59 Pareti portanti matt. pieni Pareti cartongesso

60 Particolari pareti divisorie

61 Contenuti minimi del progetto acustico La documentazione del Progetto Acustico deve essere composta da: 1. Relazione Tecnica e di Calcolo (UNI EN 12354), in funzione degli obiettivi di qualità acustica richiesti dalla committenza, in aggiunta ai requisiti minimi definiti dal DPCM 5/12/1997 (?) - UNI (!). Verifica di tutti i locali dell edificio; Conclusioni analitiche evidenziano che, seguendo le indicazioni progettuali, saranno verificati i valori dei requisiti acustici passivi in tutti i locali dell edificio. 2. Elaborati grafici e tabellari costituiti da planimetrie, sezioni, dettagli tipologici, particolari costruttivi, che evidenzino gli interventi previsti ai fini del rispetto della normativa e degli eventuali criteri di qualità definiti dal committente. Gli allegati grafici devono far riferimento a tabelle, contenenti descrizione, peso e spessori della muratura.

62 Metodi previsionali e linee guida UNI/TR Acustica in edilizia Guida alle norme serie UNI EN per la previsione delle prestazioni acustiche degli edifici applicazione alla tipologia costruttiva nazionale UNI Acustica Linee guida per la progettazione, la selezione, l installazione e il collaudo dei sistemi per la mitigazione ai ricettori del rumore originato da infrastrutture di trasporto UNI EN Acustica in edilizia - Valutazioni delle prestazioni acustiche di edifici a partire dalle prestazioni di prodotti - Parte 1: Isolamento dal rumore per via aerea tra ambienti. UNI EN Acustica in edilizia - Valutazioni delle prestazioni acustiche di edifici a partire dalle prestazioni di prodotti - Parte 2: Isolamento acustico al calpestio tra ambienti. UNI EN Acustica in edilizia - Valutazioni delle prestazioni acustiche di edifici a partire dalle prestazioni di prodotti - Parte 3: Isolamento acustico contro il rumore proveniente dall'esterno per via aerea. UNI EN Acustica in edilizia - Valutazioni delle prestazioni acustiche di edifici a partire dalle prestazioni di prodotti - Parte 5: Livello sonoro dovuto agli impianti tecnologici UNI EN Acustica in edilizia - Valutazioni delle prestazioni acustiche di edifici a partire dalle prestazioni di prodotti - Parte 6: Assorbimento acustico in ambienti chiusi

63 NORME DI BUONA POSA Deve essere posta particolare attenzione non solo alla posa della malta di allettamento, ma anche al riempimento delle commessure verticali (spesso nella posa in opera tale dettaglio viene trascurato: si possono avere differenze da 10 a 30 db rispetto al caso teorico) È buona norma, per evitare discontinuità, intonacare entrambi i lati della parete in mattoni, anche nel caso venga realizzata una contro-parete.

64 In alternativa all intonacatura del lato interno della parete, è possibile applicare un materiale fonoimpedente (a cellule chiuse ad elevata densità). In questo caso il materiale sostituisce la lamina metallica di tenuta al vapore. I materiali dotati di una elevata tenuta al vapore acqueo possono sostituire la lamina metallica di barriera al vapore normalmente usata per proteggere l isolamento termoacustico delle pareti perimetrali esterne; in tal caso verranno applicati sulla faccia calda dell isolamento. Materiale impermeabile fonoimpedente Parete da isolare Lana minerale Materiale impermeabile fonoimpedente Controparete

65 1. Desolidarizzare le pareti elevandole su strisce insonorizzanti, o meglio, isolando i pavimenti galleggianti dei locali adiacenti divisi dalla parete. 2. Costruire pareti doppie con tramezze di diverso peso/spessore, considerando che per pareti leggere l intercapedine deve essere più grande. 3. Rivestire una delle facce dell intercapedine con materiale fonoimpedente; riempire completamente l intercapedine con lana minerale, o impiegare pannelli preaccopiati (lana minerale + barriera al vapore). Lana minerale Barriera al vapore Lana minerale

66 PROGETTAZIONE ACUSTICA DI PARTIZIONI - ESEMPI Lana minerale Lana minerale Fascia desolarizzante Materiale resiliente Fascia perimetrale Materiale resiliente Fascia perimetrale Fascia desolarizzante

67 Da evitare sigillature incomplete delle corse dei laterizi sia orizzontali che verticali. posa di laterizi rotti. sigillatura incompleta o mancante del perimetro della parete al soffitto e lungo le pareti adiacenti. riempimento incompleto dell intercapedine con la lana minerale o sintetica. pannelli isolanti non accostati. tracce degli impianti comunicanti fra le due pareti e scatole elettriche contrapposte. Raccomandazioni utilizzare laterizi di grande dimensione (25 25 cm) e di spessore superiore a 8 cm. costruire la doppia parete di peso diverso (ad esempio 12+8 cm) prevedere intercapedini maggiori di 4 cm (raccomandati 6-10 cm) prevedere la posa delle pareti su fasce di materiale resiliente intonacare una delle facce interne dell intercapedine o rivestirla con materiale fonoimpedente (eventualmente con barriera al vapore integrata).

68 Le scatole elettriche (Sezione orizzontale delle pareti) SCATOLE ELETTRICHE CONTRAPPOSTE Attenzione ai particolari di posa! RIEMPIMENTO COMPLETO DELL INTERCAPEDINE RIEMPIMENTO INCOMPLETO DELL INTERCAPEDINE (Sezione orizzontale delle pareti)

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70 IMPIANTI CICLO DISCONTINUO CICLO DISCONTINUO PROBLEMI LEGATI ALLA POSA DEGLI IMPIANTI REALIZZAZIONE DI VANI TECNICI PER LE COLONNE IMPIANTI; COLONNE NELLE PARETI PERIMETRALI; AVVOLGERE LE TUBAZIONI CON MATERIALE RESILIENTE E LANA DI VETRO/ROCCIA E RIVESTIMENTO IN MATTONI PIENI PER UNA LARGHEZZA DI ALMENO 1 METRO; USARE TUBAZIONI PESANTI CON DOPPIO INVOLUCRO; PER GLI SCARICHI AVVICINARE I SANITARI ALLE COLONNE; PER I WC USARE CASSETTE DI SCARICO A DUE VIE CONTROPARETI NEI BAGNI CASSETTE ISOLATE O CONTROPARETI ISOLATE GIUNTI ELASTICI; PER GLI ASCENSORI CREARE VANO MACCHINE INSONORIZZATO (MATERIALI FONOASSORBENTI) E IMPIEGO DI ANTIVIBRANTI PER LE VIE DI CORSA;

71 IMPIANTI CICLO DISCONTINUO

72 CAVEDI PER SCARICHI E SE IL CAVEDIO FOSSE POSTO SULL ALTRO LATERIZIO?

73 CAVEDI PER SCARICHI