Fabio Peron. Requisiti acustici passivi (D.P.C.M. 5/12/1997) Lezioni di acustica. Fonoisolamento

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1 La progettazione acustica di un edificio 8 Lezioni di acustica. Fonoisolamento Fabio Peron Università IUAV - Venezia Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 2 Requisiti acustici passivi (D.P.C.M. 5/12/1997) La trasmissione del suono negli edifici Rumore proveniente dall interno Rumore proveniente dall esterno Rumore da impianti Trasmissione per via aerea: rumore che si propaga nell ambiente disturbante attraversa le pareti divisorie e arriva nell ambiente disturbato. Trasmissione per via strutturale: rumore che si propaga dall ambiente disturbante all ambiente disturbato attraverso vibrazioni delle strutture. Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 3 Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 4

2 La trasmissione del suono negli edifici Requisiti acustici passivi (D.P.C.M. 5/12/1997) 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 e assimilabili; Rumore aereo CATEGORIA E CATEGORIA F edifici adibiti ad attività scolastiche a tutti i livelli e assimilabili; edifici adibiti ad attività ricreative o di culto o assimilabili; Rumore aereo CATEGORIA G PARAMETRI edifici adibiti ad attività commerciali o assimilabili. CATEGORIE D A,C E B,F,G Rumore strutturale Rumore aereo R W potere fonoisolante apparente di elementi di separazione tra ambienti D 2m,n,t,w isolamento acustico di facciata L n,w L ASmax L Aeq livello di rumore di calpestio di solai normalizzato livello massimo di pressione sonora, ponderata A con costante di tempo slow livello continuo equivalente di pressione sonora ponderata A Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 5 Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 6 Requisiti acustici passivi (D.P.C.M. 5/12/1997) La progettazione acustica di un edificio 40 db 40 db Nella progettazione di un edificio, è fondamentale garantire condizioni di confort acustico a chi vi abita o lavora, riducendo l immissione di rumore dall esterno. In questo contesto il rumore si definisce come qualsiasi suono indesiderato che penetra all interno dell unità abitativa, e ne si può ridurre l immissione procedendo in tre modi: 40 db 50 db 63 db R w = indice del potere fonoisolante apparente di partizione fra ambienti (isolamento acustico in opera) D 2m,nT,w = indice dell isolamento acustico normalizzato di facciata L n,w =indice del livello di rumore di calpestio di solai normalizzato 1. intervenendo sulla produzione del rumore riducendo la potenza emessa; questa è la soluzione più efficace anche se è raramente attuabile; 2. cercare di assorbire quanta più energia sonora possibile nell ambiente in cui si trova la sorgente e in quello disturbato; 3. proteggere l ambiente ricevente con un opportuno involucro fonoisolante. Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 7 Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 8

3 Come proteggersi dal rumore La trasmissione del suono 1) direttamente sulla sorgente rumorosa Coefficiente di assorbimento α = wa wi w I w R Coefficiente di trasmissione τ = wt wi w A 2) lungo la via di propagazione del rumore dalla sorgente al ricettore Coefficiente di riflessione ρ = wr wi w T 3) direttamente sul ricettore Coefficiente di assorbimento apparente χ = wi wr wi Per il principio di conservazione dell energia: α + ρ + τ = 1 Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 9 Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 10 Il potere fonoisolante R di una parete L I, inc R 1 τ ( f ) = 10log [ db] I R = 10 log inc Itras L I, tras I I R = 10 log 0 inc I0Itras Il potere fonoisolante di una partizione I I R = 10 log inc 10 log trans I0 I0 R = L I, inc LI, tras Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 11 Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 12

4 Indice di valutazione del potere fonoisolante Si può descrivere in modo sintetico con un unico valore la capacità fonoisolante di una parete usando l indice di valutazione del potere fonoisolante, R w. Il requisito di legge POTERE FONOISOLANTE APPARENTE DEGLI ELEMENTI DI SEPARAZIONE R UNI EN 12354:2002 parte 3, par. 3 Questa grandezza definisce le proprietà di isolamento acustico di elementi di separazione tra due ambienti. E definita potere fonoisolante apparente R w, in quanto differisce dal potere misurato in laboratorio Rw essendo incrementato dalle trasmissioni laterali. Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 13 Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 14 Potere fonoisolante e legge di massa Potere fonoisolante e legge di massa Considerando una partizione senza discontinuità il coefficiente di trasmissione sonora e il potere fonoisolante dipenderanno: dall angolo di incidenza θ, dalla frequenza f, dalla differenza del prodotto ρc (impedenza acustica) per l aria e il materiale che costituisce la partizione, dalle proprietà del materiale: densità, modulo elastico,... In prima approssimazione per incidenza normale vale la seguente dipendenza nota come legge di massa, in cui M è la massa frontale della parete [kg/m 2 ] e f la frequenza: τ = 2 2 M f Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 15 In prima approssimazione per incidenza normale vale la 4 seguente dipendenza nota come legge di massa, incuim τ0 = è la massa frontale della parete [kg/m 2 ]eflafrequenza: 2 2 Potere fonoisolante [db] ,5 Massa superficiale [kg/m²] Frequenza [Hz] Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 16 M log( ) = Mf R d f

5 Potere fonoisolante e legge di massa Limiti della legge di massa Sono state ricavate ulteriori relazioni sulla base di dati sperimentali. Le principali sono le seguenti: ( M ) 12log( ) 25 R = 18log f R = 15log( Mf ) 17 R = 18log( Mf ) 44 L Istituto Elettrotecnico Nazionale Galileo Ferraris (IENGF) propone per pareti in laterizio, blocchi di gesso e calcestruzzo con 40 kg/m 2 < M < 400 Kg/m 2 la relazione: R = 20 log( M ) + 5 Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 17 Nella realtà la legge della massa ha dei limiti di applicabilità dovuti al diverso comportamento fisicomeccanico della struttura che dipende dal modo in cui reagisce alle sollecitazioni del fronte d onda che l incide. Se si considera il potere fonoisolante in frequenza tracciando una curva in un diagramma Hz db si nota che l andamento rettilineo di incremento di decibel con il raddoppio della frequenza si ha solo nella parte centrale della curva. Alle basse e alte frequenze ci sono due regioni in cui si hanno degli abbassamenti delle prestazioni. Queste sono dovute ai fenomeni di risonanza e di coincidenza. In figura si possono facilmente individuare queste tre zone. Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 18 Limiti della legge di massa Le onde flessionali Onde trasversali -risonanza Onde flessionali - coincidenza R0= 20 log( Mf ) log Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 19 Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 20

6 Risonanza di un pannello f 0 π = Strato singolo B M m lx 2 + n l 2 y Strato doppio 2 Effetto di coincidenza 2 c f c = 2 M B Velocità del suono nell aria c = 340 m/s f 0 1 = 2 π M 1 + M K M M Rigidezza flessionale 3 Ed B = 2 12(1 υ ) Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 21 Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 22 Effetto di coincidenza Potere fonoisolante e massa R Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 23 La legge di massa M Pareti in legno tradizionali non hanno grandi prestazioni Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 24

7 Limiti della legge di massa Zona 1a: nel campo di frequenze molto basse è importante la rigidità del pannello, si ha una diminuzione di R con l aumento della frequenza; Frequenze di coincidenza e risonanza per una elemento monostrato Zona 1b: risonanza del pannello, ossia una sua vibrazione in conseguenza della sollecitazione da parte della componente normale alla parete dell onda sonora incidente.essa è legata alla massa, alla rigidezza e allo smorzamento interno della parete. L eccitazione si ha in corrispondenza alle frequenze che corrispondono ai diversi modi di vibrazione della parete. In funzione dello smorzamento interno della parete il fenomeno sarà più o meno evidente. Con elevato smorzamento le oscillazioni generatesi nella struttura tenderanno ad annullarsi più rapidamente. Zona 2: vale la legge di massa, si ha una pendenza di 6 db/ottava; Zona 3a: coincidenza ossia risonanza in cui la velocità della componente tangenziale dell onda incidente coincide con quella delle onde flessionali del pannello; alla cosidetta frequenza critica si verifica, una brusca diminuzione del potere fonoisolante, che può arrivare a db. Zona 3b: per frequenze superiori a quella di coincidenza si ha un aumento di R con la frequenza con una pendenza che può raggiungere i 9/10 db/ottava. Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 25 risonanza coincidenza 2 2 π h K r r f r = 4 3ρ b f c = [ ] η a 2 [ 1 η ] 3ρ K 2 c π h h : spessore della parete [m]; K : modulo di elasticità [N/m 2 ]; ρ : densità [Kg/m 3 ]; η : rapporto di Poisson; a,b : dimensioni della parete [m]; r : modo di risonanza considerato = 1,2,3,.. Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 26 Potere fonoisolante pareti pesanti monostrato Potere fonoisolante pareti pesanti monostrato Le pareti pesanti monostrato sono realizzate generalmente con blocchi di laterizio o blocchi di calcestruzzo e argilla espansa. I blocchi possono essere di diverso spessore e diversa geometria. La foratura può essere verticale o orizzontale. I blocchi sono generalmente fissati sia in orizzontale che in verticale mediante uno strato di malta. I giunti verticali possono a volte essere ad incastro senza l utilizzo della malta. Per i divisori in muratura comunemente utilizzati in edilizia, date le masse e gli spessori in gioco, i valori tipici della frequenza critica sono nell ordine di Hz. Le pareti pesanti monostrato sono realizzate generalmente con blocchi di laterizio o blocchi di calcestruzzo e argilla espansa. I blocchi possono essere di diverso spessore e diversa geometria. La foratura può essere verticale o orizzontale. I blocchi sono generalmente fissati sia in orizzontale che in verticale mediante uno strato di malta. I giunti verticali possono a volte essere ad incastro senza l utilizzo della malta. Per i divisori in muratura comunemente utilizzati in edilizia, date le masse e gli spessori in gioco, i valori tipici della frequenza critica sono nell ordine di Hz.

8 Potere fonoisolante pareti monostrato Parete realizzata con blocchi ad «H» di laterizio, alleggerito in pasta, con fori riempiti di malta (25x30x19 cm); intonacata su entrambi i lati (1.5 cm); spessore complessivo 28cm; massa superficiale circa 350 kg/m 2 Potere fonoisolante pareti monostrato Parete realizzata con blocchi di calcestruzzo e argilla espansa (25x25x20 cm), massa volumica dell impasto pari a 1400 kg/m 3 ; intonaco tradizionale spessore circa 1.5 cm da entrambi i lati; massa superficiale circa 350 kg/m 2 R w = db R w =55-56 db Potere fonoisolante pareti monostrato Potere fonoisolante pareti monostrato Sono state sviluppate delle formulazioni empiriche da vari enti e istituti di ricerca per una valutazione del potere fonoisolante in funzione della massa aerica (kg/m²) di pareti in muratura di cui ne vengono riportate alcune in seguito: Confronto leggi di massa IEN G. Ferraris (Italia): 20 log (M) CSTB (Francia): 40 log(m)-45 Univ. Parma (Italia): 15,4 log(m)+8 Rw = 20 log m db I.E.N.G. Ferraris di Torino Rw = 40 log m 45 db CSTB (Istituto di ricerca Francese) Rw = 15,4 log m + 8 db Università di Parma (Farina, Raffaellini, 1991) Rw = 31,7 log m 27,6 db DIN Germania ( DIN 4109) Rw = 21,6 log m 2,2 db Gran Bretagna (EN ) Rw = 32,4 log m 26 db Austria (EN ) Rw = 37,5 log m 42 db ISO CEN (EN 12354) Indice di valutazione Rw [db] DIN (Germania): 31,7 log(m)-27,6 Gran Bretagna: 21,6 log(m)-2,2 Austria: 32,4 log(m)-26 ISO-CEN: 37,5 log(m)-42 Univ. Padova (Italia): 16,2 log(m)+8,3 Media (Brosio): 28,4 log(m)-19,3 È importante utilizzare le precedenti formule solo per una valutazione approssimativa, in quanto è necessario un dato sperimentale per poter avere risultati attendibili Massa superficiale [kg/m²] Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 31 Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 32

9 Potere fonoisolante pareti multistrato Potere fonoisolante pareti multistrato Quando si desideri migliorare l isolamento di una parete senza aumentare in modo eccessivo il suo peso è possibile ottenere buoni risultati con pareti costituite da più strati di materiali diversi alcuni rigidi e pesanti tra i quali vengono interposti materiali leggeri aventi funzione elastico-smorzante. Il parametro che descrive la diversità dei diversi mezzi rispetto alla propagazione del suono è l impedenza acustica, prodotto di densità del mezzo e velocità del suono, ρc, [kg/(s m 2 )]. Quando infatti il suono che si propaga in un mezzo ne incontra un altro di caratteristiche diverse il secondo oppone una resistenza al passaggio delle onde. Il parametro che descrive la diversità dei diversi mezzi rispetto alla propagazione del suono è l impedenza acustica, ρc, [kg/(s m 2 )]. In particolare si possono utilizzare le cosiddette doppie pareti ossia pareti costituite da un doppio tavolato in laterizio con interposta un intercapedine libera o riempita di materiale fonoassorbente. ρ 1 c 1 ρ 2 c 2 ρ 3 c 3 ρ 4 c 4 Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 33 Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 34 Potere fonoisolante pareti multistrato Potere fonoisolante pareti multistrato Lo spessore dell intercapedine tra i due strati deve essere sufficientemente elevato altrimenti alle basse frequenze entrano in risonanza. Al limite inferiore l isolamento è pari a quello di una parete con massa pari alla somma delle masse delle due partizioni. Se invece lo spessore dell intercapedine è sufficiente (almeno 4cm) l isolamento tende alla somma dei poteri fonoisolanti delle due componenti separate. La presenza del materiale fonoassorbente migliora le prestazioni alle medie alte frequenze. La presenza di fessure o di fori (spesso a causa di posa dei laterizi di cattiva qualità e delle tracce degli impianti) peggiora drasticamente le prestazioni del divisorio. E bene riempire evitare qualsiasi collegamento rigido tra i due pannelli che costituiscono la parete. Disaccoppiando gli elementi che costituiscono la parete si arriva anche ad un aumento di 9 10 db; In ogni caso l'isolamento che si ottiene non supera i db. Per oltrepassare tale limite è necessario intervenire anche su pavimento e soffitto e desolidarizzare la parete dal resto della struttura. Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 35 a) b) Sistemi meccanici paragonabili a quelli di una parete doppia: a) Masse indipendenti separate da intercapedine d aria b) Masse indipendenti con interposizione di materiale fonoassorbente Isolamento acustico [db] Isolamento caratteristico di una parete doppia Isolamento teorico di una parete semplice ~12 db/ottava legge di massa: 6 db/ottava Frequenza, f [Hz] f 0 f f f 1 2 n Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 36

10 Frequenza risonanza pareti doppie Doppie pareti in muratura Risonanza parete Risonanza aria intercapedine f r = 84 c f d = 2d K d r M 1 + r M 2 d: spessore dello strato d'aria [m]; c: velocità del suono [m/s] r: ordine del modo di risonanza =1,2,3,...; M 1 : massa per unità di superficie del primo pannello [kg/m 2 ]; M 2 : massa per unità di superficie del secondo pannello [kg/m 2 ] K: modulo di compressione del materiale in intercapedine [N/m 2 ] (aria: K=1) A basse frequenze (inferiori a f r ) la doppia parete tende a comportarsi come una parete singola con massa frontale pari alla somma di M1 e M2. Con frequenze superiori a f d si tende a un potere fonoisolante pari alla somma dei poteri fonoisolanti dei singoli elementi R 1 e R 2 Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 37 = la presenza di un materiale fonoassorbente nell intercapedine aumenta la dissipazione di energia sonora della parete (riduce l energia trasmessa) Doppie pareti in muratura Doppie pareti in muratura Acustica 7 intonaco Pannello in mattoni Parete laterale Materiale fonoassorbente solaio Materiale resiliente Pannello in mattoni Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 39 Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 40

11 Doppie pareti in muratura Schematizzazione di una parete doppia realizzata con due tramezze in laterizio forato a 10 fori (8x25x25 cm) di cui una intonacata da entrambi i lati e l altra intonacata solo sul lato esterno (intonaco tradizionale a base di malta cementizia spessore 15 mm); intercapedine di 5 6 cm; strato di lana di roccia spessore 40 50mm, densità kg/m 3 ; R w =54 57 db Forato da 25 cm - intercapedine- forato da 8 cm R W 58 db Forato da 25 cm Intonaco Lastra piombo e materiale fonoassorbente forato da 8 cm Materiale resiliente Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 41 Doppie pareti in laterizio Doppie pareti in blocchi di argilla espansa R w = 20 log m' 2 [m' 80 Kg/m²] R w = 20 log m' + 20 log d 10 [d > 10 cm] R w = 16 log m' + 10 [80 m' 400 kg/m²] I.E.N. G.Ferraris (UNI/TR 11175) Laboratori Italiani Laboratori Italiani Nella formula è compreso un fattore cautelativo uguale a 2 db. L'intercapedine deve essere priva di riempimento e di spessore uguale o minore di 5 cm. Con intercapedine riempita in materiale fonoassorbente o di spessore maggiore di 5 cm, i risultati risultano cautelativi. d = intercapedine d'aria. Intercapedine con spessore di almeno 5 cm riempita, anche parzialmente, con materiale poroso o fibroso fonoassorbente. R w = 26 log m' 11 [115 m' 400 kg/m²] Laboratori Italiani Intercapedine vuota, densità dell'impasto tra 750 e 1600 Kg/m³, foratura dei blocchi tra 0 e 40%, spessore totale tra 0,11 e 0,33 m.

12 Doppie pareti in calcestruzzo aerato autoclavato Solaio in laterocemento R w = 23 log m' 8 [250 m' 500 kg/m²] Fonte: Laboratori Italiani R w = log m' 8.4 [80 m' 300 kg/m²] EAACA R 5:2002 Doppie pareti leggere in gesso rivestito Doppie pareti leggere in gesso rivestito Materiale resiliente Orditura metallica Rw=45-47 db; Gesso rivestito parete Solaio Materiale resiliente Materiale fonoassorbente Gesso rivestito Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 47 L andamento del potere fonoisolante di queste pareti cresce con una pendenza molto ripida al variare della frequenza. Alle alte frequenze si osserva solitamente una brusca diminuzione del potere fonoisolante dovuta al fenomeno della coincidenza ( Hz). Alle basse frequenze i valori del potere fonoisolante risultano solitamente piuttosto bassi. Con queste tipologie di pareti interne è possibile ottenere dei valori dell indice di valutazione elevati con delle masse relativamente piccole. La massa non supera solitamente il valore di kg/m 2.

13 Doppie pareti leggere in gesso rivestito Doppie pareti leggere in gesso rivestito Rw=52-55 db< Rw=58-61 db Di seguito si riportano dei modelli previsionali proposti dall IEN Galileo Ferraris e dalla Norma DIN 4109: valide per M < (kg/m2) e d < cm. M è la massa areica totale (kg/m2), d è lo spessore dell intercapedine (cm), e è lo spessore delle fibre minerali (cm). Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 50 Doppie pareti leggere in gesso rivestito Pareti con pelle resiliente E possibile intervenire su strutture in calcestruzzo e su pareti in laterizio ricoprendo le pareti con uno strato di fibra minerale o vegetale, di gomma accoppiato a una lastra in gesso rivestito Muratura da 8 cm e intercapedine riempita di fonoassorbente tra lastre in gesso rivestito da 12 mm Muratura da 25 cm con intercapedine riempita di fonoassorbente e lastra in gesso rivestito da 12 mm Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 51 Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 52

14 Pareti con pelle resiliente Pareti con pelle resiliente Il miglioramento del potere fonoisolante complessivo di una parete con placcaggio è dovuto al fatto che esso costituisce un sistema risonante. Condizione essenziale per la sua efficacia è che il collegamento fra le due strutture avvenga con il minor numero possibile di punti rigidi. L entità del miglioramento dipende essenzialmente dal potere fonoisolante della struttura di base, dalla frequenza di risonanza del sistema e dalle caratteristiche del supporto elastico posto nell intercapedine. Risultati sperimentali hanno mostrato che l incremento della massa superficiale del gesso comporta miglioramenti dell ordine di 1 2 db mentre nel passaggio da singolo placcaggio a doppio placcaggio si può avere un incremento di Rw superiore a 10 db. Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 53 I sistemi placcanti vengono generalmente realizzati con lastre di cartongesso da 13 mm preincollate ad uno strato di lana di roccia di spessore 4 8 cm, densità kg/m 3. L applicazione alla parete avviene di norma per incollaggio mediante adesivi o malta adesiva. I giunti tra le varie lastre vengono stuccati con gesso. L incremento di potere fonoisolante ottenibile con un sistema placcante così realizzato può variare da 10 a 20 db, anche in funzione della struttura di base su cui viene applicato. L incremento ottenibile con un placcaggio è, infatti, tanto minore quanto maggiore è il potere fonoisolante della parete di base. Le lastre di gesso possono essere anche di spessori superiori (ad esempio 19 mm) o con doppio strato da 13 mm. Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 54 Indice di valutazione del potere fonoisolante Indice di valutazione del potere fonoisolante Si può descrivere in modo sintetico con un unico valore la capacità fonoisolante di una parete usando l indice di valutazione del potere fonoisolante, R w. Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 55 Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 56

15 Indice di valutazione del potere fonoisolante [db] Indice di valutazione del potere fonoisolante Pareti monostrato o partizioni omogenee Pareti multistrato Pareti sottili con strati addizionali Pareti leggere (telaio metallico) Indice di valutazione del potere fonoisolante in funzione della massa superficiale Massa superficiale (scala logaritmica) [kg/m²] Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 57 Indice di valutazione del potere fonoisolante [db] Indice di valutazione del potere fonoisolante Indice di valutazione del potere fonoisolante in funzione dello spessore totale 40 Pareti monostrato o partizioni omogenee Pareti multistrato Pareti sottili con strati addizionali Pareti leggere (telaio metallico) ,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 Spessore totale [m] Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 58 Indice di valutazione del potere fonoisolante Indice di valutazione del potere fonoisolante in funzione dello spessore totale Indice di valutazione del potere fonoisolante, [db] R' W , ,5 3 8 Parete in legno multistrato Parete leggera in cartongesso 8 10 Pannello in legno truciolare Muratura con rifodera in cartongesso 6 Partizione in cemento alleggerito 12 Pannello in gesso Muratura intonacata Muratura con doppia rifodera in cartongesso Massa per unità di superficie [kg/m 2 ] legno gesso cartongesso muratura cemento 31 Partizione in cemento 20 Materiale 33 Curva teorica per strutture omogenee monostrato Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 59 Il potere fonoisolante dei serramenti Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 60

16 Fonoisolamento delle finestre è indispensabile utilizzare un vetrocamera, meglio se di spessore elevato; i vetri devono essere montati su telai separati e devono essere tenuti da guarnizioni smorzanti in gomma o neoprene; le lastre di vetro debbono essere di spessore differenziato in modo da ridurre le risonanze di accoppiamento; le superfici del telaio all'interno dell'intercapedine devono essere ricoperte con materiale fonoassorbente allo scopo di ridurre l'ampiezza delle risonanze della cavità; le lastre di vetro vanno montate non parallele tra di loro in modo da evitare riflessioni speculari; a parità di tutte le altre attenzioni prese sono decisamente superiori le prestazioni che si ottengono utilizzando vetri stratificati. Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 61 I componenti del sistema infisso elemento trasparente influenza delle dimensioni e del tipo di vetro sul potere fonoisolante sia in termini di massa (spessore) che di composizione della vetratura; Vetro monolitico Spessori compresi tra 3 19 mm R w max 37,5 db Vetro stratificato PoliVinilButirrale PVB (0,38 mm) determina aumento di R w Vetro-camera (pannelli doppi) risonanza alle basse frequenze risonanze di cavità effetto di coincidenza Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 62 I componenti del sistema infisso Sistemi vetrati sistemi di tenuta e chiusura Le guarnizioni : elevata resistenza all invecchiamento; stabilità termica; proprietà elastiche I sigillanti : telaio-muratura; vetro-telaio; distanziatori per evitare contatto. i risultati migliori si hanno con: giunti con battuta; tenuta realizzata su ambo i lati; nastri caratterizzati da elevata compressione; materiali di riempimento con elevata resistenza al flusso; materiali di sigillatura a basso modulo di elasticità; giunto con isolamento acustico superiore o almeno uguale a quello dell elemento da unire. R 0= 20 log( Mf ) Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 63 Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 64

17 Frequenze di risonanza e coincidenza Sistemi vetrati Frequenza critica 1000 Frequenza [Hz] 100 Incastro Frequenza naturale di vibrazione 10 Appoggio semplice Massa superficiale [kg/m²] Frequenza naturale di vibrazione e frequenza critica di coincidenza per il primo modo di vibrazione di una lastra di vetro monolitica di 1,25 1,5 m in funzione del vincolo ai bordi Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 65 Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 66 Sistemi vetrati L intercapedine Vetrate asimmetriche Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 67 Con la variazione dello spessore dell intercapedine si ottiene un miglioramento di da 6 mm a 16 mm 0,5 db da 6 mm a 20 mm 1,0 db; da 6 mm a 24 mm 1,5 db; Aumentando la distanza tra le lastre si sposta verso frequenze più basse la risonanza e questo permette di aumentare il potere fonoisolante L inserimento di Argon in intercapedine di 16 mm ha come conseguenza un aumento di 0,5 db L uso di esafluoruro di zolfo sempre in intercapedine di 16 mm determina un miglioramento di 2,5 db All aumentare del peso molecolare del gas migliorano le prestazioni. Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 68

18 Vetri stratificati Vetri stratificati acustici Con l uso di sistemi vetrati stratificati si ottiene un miglioramento di con un fogli di PVB 0,38 mm 1 db con due fogli di PVB 0,76 mm 1,5 db con 4 fogli di PVB 1,52 mm 2 db Sono stati messi a punto dei PVB di tipo «acustico». Sono caratterizzati da una maggiore deformabilità sotto l azione dell energia sonora. Il loro uso permette miglioramenti di 3 4 db Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 69 Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 70 Vetri stratificati acustici Vetri stratificati acustici 50 Potere Fonoisolante [db] mm 44,1 44,2 44,4 44.2ac Frequenza [Hz] Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 71 Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 72

19 Vetri stratificati acustici Doppi serramenti 1 giunzione comprimibile 2 lana di roccia 3 muro 4 materiale elastico 5 listelli di legno 6 stucco 7 lastra di vetro 1480 mm stucco Lastra di vetro Listello di legno 1230 mm Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 73 Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 74 Il telaio Il telaio il telaio può rendere più o meno rigido il sistema; anche attraverso di esso si possono trasmettere le vibrazioni; dimensioni limitate rispetto alla vetratura; tenuta all aria; installazione. Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 75 Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 76

20 La posa in opera La posa in opera Norma UNI 10818: 1999 Finestre, porte e schermi Linee guida generali per la posa in opera è necessario porre attenzione alla realizzazione di:. Giunto parete-controtelaio Giunto telaio fisso-telaio mobile Giunto telaio-vetro Documentazione Schuco Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 77 Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 78 La posa in opera La posa in opera Giunto - silicone a basso modulo elastico Falso telaio Materiale fibroso Giunto - silicone a basso modulo elastico NO SI Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 79 Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 80

21 La posa in opera Fonoisolamento e permeabilità all aria Gli infissi sono classificati in base alla loro permeabilità all aria ottenuta con prova di laboratorio secondo la norma UNI EN 1026:2001, con classificazione UNI EN 12207:2000 del serramento in diverse classi. Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 81 Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 82 Fonoisolamento e permeabilità all aria Il cassonetto Pannelli fonoisolanti Alla permeabilità all aria è collegata una perdita di potere fonoisolante dell infisso rispetto alla tenuta perfetta. Cassonetto esterno Cassonetto interno Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 83 Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 84

22 Il cassonetto prefabbricato Alcuni dati sperimentali Indice di valutazione Rw [db] Potere fonoisolante, R [db] kg/m 2 15 kg/m 2 Potere Fonoisolante UNI EN ISO (1997) UNI EN ISO (1997) Rw(C;Ctr)=38(-1;-5) Massa superficiale [kg/m 2 ] Lastra semplice Lastra multistrato Lastra doppia con intercapedine Frequenza, f [Hz] Lastra semplice, Rw= 29 db Lastra multistrato, Rw=41 db Doppia lastra con intercapedine, Rw=26 db 4000 Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 85 Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 86 Dati convenzionali Dati convenzionali EN Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 87 EN Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 88

23 Alcuni dati sperimentali Fonoisolamento serramenti Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 89 Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 90 Acustica8 La trasmissione del suono negli edifici: l isolamento di facciata Pareti composte: isolamento di facciata Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 91 Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 92

24 I requisiti di legge Pareti composte da più elementi ISOLAMENTO DAI RUMORI ESTERNI ISOLAMENTO ACUSTICO STANDARDIZZATO DI FACCIATA D 2m,n,T UNI EN 12354:2002 parte 3, par. 3 L isolamento acustico di facciata è valutato attraverso l indicatore di isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo di riverberazione (D 2m,nT) ) È una grandezza che stabilisce le proprietà isolanti di un elemento di chiusura che separa l ambiente interno da quello esterno. Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 93 Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 94 Pareti composte da più elementi Calcolo potere fonoisolante partizioni esterne Quando una parete è composta da elementi di materiali diversi si utilizza la relazione seguente: τ S + τ S + τ = = S1 + S τ js j S j 1 R = 10 log τ R = 10log τ j S j S j ( R1+R2 ) S 10log R = R1 + 1 S1 [ db] Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 95 Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 96

25 Calcolo potere fonoisolante partizioni esterne Calcolo potere fonoisolante partizioni esterne PARTIZIONE VERTICALE ESTERNA valore testato di isolamento acustico R W = 59dB 1. Tramezza in laterizio alleggerito Alveolater 8x45x25 cm F/A=45% a fori verticali, montato sullo spessore di cm 8 con giunto verticale a incastro, giunti orizzontali continui legati con malta cementizia. Doppio intonaco di cm 1,5 per parte. Pannelli Rockwool 225, lana di roccia spessore cm 10, densità 70 kg/m3, a completo riempimento dell'intercapedine. Tramezza in laterizio alleggerito Alveolater 12x45x25 cm F/A=45% a fori verticali, montato sullo spessore di cm 12, con giunto verticale a incastro, giunti orizzontali continui legati con malta cementizia. Intonaco di cm 1,5 sulla faccia esterna. Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 97 Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 98 Calcolo potere fonoisolante partizioni esterne Calcolo potere fonoisolante partizioni esterne Finestra in PVC FINSTRAL TOP 71/200 vetro di sicurezza ad elevata efficacia valore testato di isolamento acustico R W = 42dB Speciale pellicola ad elevato isolamento acustico τ S + τ S + τ = = S1 + S R = 10log τ j S j S j τ j coefficiente di trasmissione S j superficie del materiale j esimo τ j S j S j MURATURA FINESTRE PARTIZIONE R 1 = 59dB S 1 = 17m 2 R 2 = 42dB S 1 = 18m 2 R TOT = 59dB Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 99 Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 100

26 Calcolo potere fonoisolante partizioni esterne Calcolo potere fonoisolante partizioni esterne Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 101 Università IUAV di Venezia - Acustica applicata e Illuminotecnica prof. F. Peron 102 Acustica 0 Acustica 0 Prese d aria Ponti acustici Non si può fare

27 Acustica 0 Ponti acustici Forse è meglio