I REQUISITI ACUSTICI PASSIVI

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1 I REQUISITI ACUSTICI PASSIVI Isolamento di facciata Isolamento aereo Rumore di calpestio Rumore degli impianti MODULO 13: Acustica Edilizia 1

2 Isolamento acustico tra due ambienti ambiente disturbante ambiente disturbato L p1 L p2 I = L L p1 p2 [db] MODULO 13: Acustica Edilizia 2

3 Nell ipotesi di campo riverberante in entrambi gli ambienti, e in assenza di trasmissioni di fiancheggiamento, si dimostra che vale la relazione: 1 R = 10log τ I R = = R 10log I + 10log S A S A p 2 p 2 [ db] [ db] T V 60 = = A2 = isi A α V V T 2 60 MODULO 13: Acustica Edilizia 3

4 LA VALUTAZIONE PRESTAZIONALE IN FASE DI PROGETTO MODULO 13: Acustica Edilizia 4

5 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. MODULO 13: Acustica Edilizia 5

6 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 MODULO 13: Acustica Edilizia 6

7 Piante e sezioni dell edificio con riferimento alle tipologie delle partizioni verticali, orizzontali e dei serramenti MODULO 13: Acustica Edilizia 7

8 Piante e sezioni dell edificio con riferimento alle tipologie delle partizioni verticali, orizzontali e dei serramenti MODULO 13: Acustica Edilizia 8

9 Tipologia delle partizioni verticali, di separazione e di facciata; MODULO 13: Acustica Edilizia 9

10 Tipologia delle partizioni orizzontali (solai e coperture); MODULO 13: Acustica Edilizia 10

11 Schema dell impianto di scarico. MODULO 13: Acustica Edilizia 11

12 PONTI ACUSTICI MODULO 13: Acustica Edilizia 12

13 Relazione Tecnico Descrittiva delle opere acustiche Con indicazione le modalità di esecuzione, gli standard normativi e/o gli obiettivi qualitativi richiesti. Saranno incluse: le norme tecniche e di prodotto, a cui dovranno sottostare i materiali adottati, la esplicita richiesta di certificati di laboratorio La Relazione Tecnico Descrittiva conterrà anche le specifiche e le schede tecniche di: silenziatori, materiali fonoassorbenti, materiali fonoisolanti, prodotti antivibranti per macchinari ed impianti, materiali edili, prodotti resilienti vari e prodotti per la riduzione del rumore di calpestio. MODULO 13: Acustica Edilizia 13

14 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 RDd, W n RFf, W n RDf, W = n log F = f = 1 f = 1 F = 1 R Fd, W 10 MODULO 13: Acustica Edilizia 14

15 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 i, W j, W R ij, W = + R ij, W + K ij + 10log 2 S l 0 l 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); R 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); MODULO 13: Acustica Edilizia 15

16 se lungo il percorso (ij) si trovano due strati addizionali si somma il valore maggiore con la metà del minore ( R ij,w = R i,w + R j,w /2 con R j,w < R 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). MODULO 13: Acustica Edilizia 16

17 Esempio 1 MODULO 13: Acustica Edilizia 17

18 Esempio 2 MODULO 13: Acustica Edilizia 18

19 Indice isolamento parete monostrato MODULO 13: Acustica Edilizia 19

20 Formule per pareti monostrato Legge della massa per onde con incidenza normale R = 20log m' + 20log f Legge di massa per onde con incidenza casuale: R = ( 0. ) R 10log 23 R 0 0 MODULO 13: Acustica Edilizia 20

21 R w (max) = Formule per pareti multistrato 22.7 ( m' 2.26) log 1.21 log d m' m' 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 = 20log m' + 20log d 10 MODULO 13: Acustica Edilizia 21

22 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 ) MODULO 13: Acustica Edilizia 22

23 Pareti doppie - Pregi La massa non è sinonimo di buon isolamento: per ottenere elevate prestazioni acustiche si può far ricorso a materiali compositi. A parità di spessore complessivo della parete si hanno valori più elevati del potere fonoisolante (fenomeno dovuto al disaccoppiamento) Elevati valori di potere fonoisolante con massa contenuta PARETE SINGOLA Deve superare i 400 kg/m 2 PARETE DOPPIA con lana minerale Sono sufficienti 250 kg/m 2 MODULO 13: Acustica Edilizia 23

24 Potere fonoisolante pareti doppie Effetto materiale: +1dB per ogni centimetro di intercapedine riempita. MODULO 13: Acustica Edilizia 24

25 Esempio 3 MODULO 13: Acustica Edilizia 25

26 PROCEDURA DI CALCOLO ISOLAMENTO FACCIATA [ V /(6 T )] D2m, nt, W = R' W + L fs + 10log 60S R w si calcola in funzione delle grandezze pertinenti dei componenti (prodotti) e cioè dei singoli elementi che compongono la parte di facciata corrispondente all ambiente interno, considerando anche i piccoli elementi quali prese d aria, ventilatori, condotti elettrici. L apporto energetico dovuto alla trasmissione laterale è considerato globalmente ed espresso dal fattore K. R' W n R wi n Si 10 = 10log 10 + i= 1 S i= 1 A S 0 10 D n, e, wi 10 K MODULO 13: Acustica Edilizia 26

27 R wi è l indice di valutazione del potere fonoisolante dell elemento (i), in (db); S i è l area dell elemento (i), in metri quadrati (m 2 ); S è l area totale della facciata, vista dall interno (cioè la somma delle aree di tutti gli elementi), in metri quadrati (m 2 ); D ne,wi è l indice di valutazione dell isolamento acustico normalizzato rispetto all assorbimento equivalente del piccolo elemento (i), in decibel (db); K è la correzione relativa al contributo della trasmissione laterale pari a 0, per elementi di facciata non connessi, e pari a 2 per elementi di facciata pesanti con giunti rigidi; A 0 è l area di assorbimento equivalente di riferimento; per le abitazioni pari a 10 m 2 ; L fs è il termine correttivo che tiene conto della forma della facciata; V è il volume del locale ricevente, in metri cubi (m 3 ); T 60 è il tempo di riverberazione di riferimento per appartamenti, pari a 0.5 s. MODULO 13: Acustica Edilizia 27

28 L indice di riduzione delle vibrazioni, K ij, che nel modello si assume indipendente dalla frequenza, esprime la resistenza alla trasmissione delle vibrazioni strutturali da un elemento costruttivo a quello adiacente (complanare o perpendicolare), resistenza che si verifica in corrispondenza del giunto fra gli stessi elementi. L indice di riduzione delle vibrazioni, K ij, può essere calcolato per i più comuni tipi di giunzioni in funzione delle masse per unità di area degli elementi connessi dalla giunzione attraverso relazioni riportate nel prospetto precedente (Appendice E UNI EN ). Il calcolo di K ij è effettuato in funzione del logaritmo decimale del rapporto M fra le masse per unità di area delle pareti collegate ad angolo retto fra di loro in corrispondenza del giunto: M log m' m' i = i Dove: m i è la massa per unità di area dell elemento i nel percorso ij, in kg/m 2 ; m i è la massa per unità di area dell altro elemento che costituisce la giunzione perpendicolare all elemento, in kg/m 2. MODULO 13: Acustica Edilizia 28

29 Il valore dell indice di riduzione delle vibrazioni, Kij, in ogni caso deve essere maggiore o almeno uguale ad un valore minimo, in decibel, dato da: K ij 10log l ijl0 1 S i + 1 S j S i è l area dell elemento nell ambiente emittente, in m 2 ; S j è l area dell elemento nell ambiente ricevente, in m 2 ; l 0 è la lunghezza di riferimento, pari a 1 m; l ij è la lunghezza del giunto (ij), in metri m. MODULO 13: Acustica Edilizia 29

30 Isolamento di facciata: pareti composte Le facciate presentano sempre elementi aggiuntivi oltre alle pareti. Tali elementi possiedono valori del potere fonoisolante diversi dalla parete principale. MODULO 13: Acustica Edilizia 30

31 Potere fonoisolante vetro Le prestazioni acustiche di vetrate semplici è influenzata da fenomeni di risonanza (bassa frequenza) e di coincidenza. Nel caso di vetrocamera si ha influenza dell effetto massa-molla-massa. MODULO 13: Acustica Edilizia 31

32 Potere fonoisolante: pareti composte Una piccola discontinuità può produrre effetti estremamente dannosi. Anche l impiego di materiali aventi grosse differenze nelle caratteristiche di fonoisolamento può portare ad errori grossolani. Per determinare il potere fonoisolante di una parete composta si usa la formula di Meisser: R 1 = 10log S S i 10 R i /10 [ db] MODULO 13: Acustica Edilizia 32

33 MODULO 13: Acustica Edilizia 33

34 Potere fonoisolante infissi Per infissi con anta fissa Per infissi con anta/ribalta MODULO 13: Acustica Edilizia 34

35 Isolamento acustico Esempi di calcolo MODULO 13: Acustica Edilizia 35

36 Esempi di calcolo Parete + finestra (I) MODULO 13: Acustica Edilizia 36

37 Esempi di calcolo Parete + finestra (II) MODULO 13: Acustica Edilizia 37

38 Esempi di calcolo Parete + finestra ad elevato potere fonoisolante MODULO 13: Acustica Edilizia 38

39 Potere fonoisolante piccoli elementi (cassonetti) MODULO 13: Acustica Edilizia 39

40 MODULO 13: Acustica Edilizia 40

41 Bocchette di ventilazione MODULO 13: Acustica Edilizia 41

42 MODULO 13: Acustica Edilizia 42

43 EFFETTO DELLA PERMEABILITÀ ALL ARIA Il grafico rappresenta il potere fonoisolante di una finestra in funzione della sua classe di tenuta all aria. Si noti come il comportamento in bassa frequenza sia scarsamente influenzato dalla classe di tenuta, mentre il comportamento in alta frequenza è fortemente influenzato da questo parametro. MODULO 13: Acustica Edilizia 43

44 Influenza delle soglie Il grafico rappresenta il coefficiente di trasmissione di una porta in funzione dell altezza della discontinuità. Si noti come il comportamento in bassa frequenza sia poco influenzato dalla dimensione della discontinuità, mentre il comportamento in alta frequenza è fortemente influenzato da questo parametro. MODULO 13: Acustica Edilizia 44

45 Isolamento dei tetti Lana minerale Materiale fonoimpedente MODULO 13: Acustica Edilizia 45

46 MODULO 13: Acustica Edilizia 46

47 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 = Ln, W, eq LW + 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 K m' = log m' 0 MODULO 13: Acustica Edilizia 47

48 Indice di calpestio - Formula ( c ) L ' = 10log σ f T 20log m ' 10log s + n c s 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] MODULO 13: Acustica Edilizia 48 L

49 L ' n, W = L n, W, eq L W + K L ' n, W, eq = log m' Trasm lat L ' n0, med = 16.4 log f + 26 L ' nw, med = 87 ± 2.4 Pavimenti resilienti (moquette, linoleum, gomma) 20log ' m 2 L log n, W = + = s Pavimenti galleggianti L f 0 n = s' f = 30 log Ln, f s' 1 m' m' 2 w = 15log m' s' MODULO 13: Acustica Edilizia 49 ' + 18

50 ESEMPIO DI CALCOLO DELL INDICE DI VALUTAZIONE DEL POTERE FONOISOLANTE APPARENTE TRA DUE LOCALI ADIACENTI Dati di ingresso per il modello: Superficie del divisorio (2.70 m x 5.5 m); Volume dell ambiente di emissione e di quello di ricezione (5.5 m x 3.4 m x 2.7 m); R w degli elementi strutturali; R w degli strati addizionali; K ij dei giunti con gli elementi laterali. MODULO 13: Acustica Edilizia 50

51 Descrizione degli elementi strutturali e dei giunti Struttura A: Parete perimetrale verticale (parete monostrato) R A,w = 48 db Massa per unità di area: 252 kg/m 2 Struttura B: Partizione interna verticale (parete monostrato) R B,w = 48 db Massa per unità di area: 185 kg/m 2 Struttura C: Parete perimetrale verticale (parete monostrato) R C,w = 41 db Massa per unità di area: 100 kg/m 2 Struttura D: Solaio interpiano (solaio in laterocemento, spessore 20 cm intonacato) R D,w = 46 db Massa per unità di area: 261 kg/m 2 MODULO 13: Acustica Edilizia 51

52 Definizione condizioni al contorno e dati Struttura E: Pavimento galleggiante (massetto a base cementizia e strato di rivestimento in piastrelle di ceramica su strato resiliente) massa per unità d area del massetto e del pavimento: 126 kg/m 2 ; rigidità dinamica dello strato isolante: s = 30 MN/m 3 Giunti tra gli elementi strutturali: giunti rigidi a T e a croce (non sono presenti strati intermedi flessibili) Volume dell ambiente ricevente = volume dell ambiente emittente: 50,5 m 3. Superficie dell elemento divisorio = 14,9 m 2. MODULO 13: Acustica Edilizia 52

53 Calcolo dell incremento, R w, dovuto alla presenza del pavimento galleggiante R w = f (f 0 ) f 0 è la frequenza di risonanza espressa da Dove: f 0 = 160 s' 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 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 R w si ricava dalla tabella seguente 1 m' m' 2 MODULO 13: Acustica Edilizia 53

54 MODULO 13: Acustica Edilizia 54

55 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 0 = 160 s' 1 m' m' 2 quindi f 0 = 95 Hz 80 Hz < f 0 < 125 Hz Rw = 32 Rw/2 = 32 46/2 = 9 db Calcolo dell indice di riduzione delle vibrazioni K ij Per tutti i percorsi laterali si considera la presenza di nodi rigidi a T oppure a croce, a seconda dei casi. I valori di K min sono stati calcolati secondo la formula: K ij 1 10log lijl0 Si + 1 S j MODULO 13: Acustica Edilizia 55

56 kg/m kg/m kg/m kg/m 2 s kg/m kg/m kg/m MODULO 13: Acustica Edilizia 56

57 Calcolo degli indici di valutazione del potere fonoisolante per i percorsi di trasmissione acustica R R + i, W j, W ij, W = + Rij, W + Kij + 10log 2 con riferimento alla figura si calcolano i seguenti indici: R S l l 0 S ij kg/m2 261 kg/m kg/m kg/m 2 s 185 kg/m kg/m kg/m I valori di K ij sono specificatamente riportati nella seguente tabella: MODULO 13: Acustica Edilizia 57

58 Applicando R' W RDd, W n RFf, W n RDf, W = n log F = f = 1 f = 1 F = 1 si calcola il valore dell indice del potere fonoisolante apparente, R w, pari a: 45,9 db MODULO 13: Acustica Edilizia 58 R Fd, W 10

59 Rumore di calpestio per solai leggeri Trasmissione rumore di calpestio z cemento = rayl z legno = rayl z acciaio = rayl MODULO 13: Acustica Edilizia 59

60 Tecniche previsionali del rumore di calpestio: letteratura straniera (1) Relazione fra R e Ln 2 η Ln = log m - fc L ( f ) L R+L n = log - R = R+L n 2 η R log m - L fc = log ( f )-10log f0 f MODULO 13: Acustica Edilizia 60

61 Pavimenti galleggianti L 20log Z 1 Z d Z 1 = impedenza del pavimento Z d = impedenza del materiale smorzante MODULO 13: Acustica Edilizia 61 61

62 Pavimenti stratificati La costruzione in figura può essere trattata come una costruzione doppia, caratterizzata da una frequenza di risonanza f 0 f 0 = 1 '' 1 1 k d + 2 π m1 m 2 k = k + '' d '' m k '' a MODULO 13: Acustica Edilizia 62 62

63 La rigidità dinamica può essere determinata sperimentalmente secondo la ISO 9052/1 o la DIN attraverso la misura della frequenza di risonanza di un peso avente una massa nota appoggiato sul materiale. k '' d = k '' m + k '' a = ρmc d 2 m + ρ c qd 2 mc m 2 ρ Modulo di elasticità dinamica MN/m 2 q Porosità del materiale d Spessore dell intercapedine MODULO 13: Acustica Edilizia 63

64 Pavimenti con reazione risonante Per pavimento con reazione risonante si intende un pavimento in cui l intero piano del pavimento si comporta trasferendo completamente l energia dei colpi nello strato intermedio. Per frequenze al di sotto della frequenza di risonanza f 0 la costruzione non si comporta come una costruzione doppia ma come una costruzione rigida, e lo smorzamento del rumore di calpestio è normalmente trascurabile. Si ha solo il comportamento della massa e del fattore di perdita per una costruzione massiva. Per un pavimento galleggiante si può dire che m 1 < m 2 e k m > k a, per cui la frequenza di risonanza si può semplificare con: f 0 = 2 1 '' ρ cm kd 2π + m1 m 2 2π m1d MODULO 13: Acustica Edilizia 64

65 L = 40log L attenuazione del rumore di calpestio per frequenze comprese fra f 0 e f d è pari a: Questa formula, che porta ad un miglioramento di 12 db/ottava, vale solo fino alla frequenza di taglio f d che spesso è solo poco superiore a f 0. Per f > f d vale invece: f f 0 L f d = 40log cm = 2πd f f log f f d MODULO 13: Acustica Edilizia 65

66 Pavimenti con reazione locale Per pavimento con reazione locale si intende un pavimento per cui la forza proveniente dai martelletti della macchina di calpestio si trasmette al pavimento in maniera ridotta attraverso la costruzione e principalmente da punti posti immediatamente sotto il punto di eccitazione. L 20log Z 1 Z d L = 128m d 20log πρ c m 1 2 f 40log 2 m f f 0 f 0 = 2 1 ρcm 2π m d 1 MODULO 13: Acustica Edilizia 66

67 La relazione per i pavimenti localmente reagenti è identica a quella per pavimenti risonanti al di sotto della frequenza limite, ma non si ha la stessa frequenza di taglio. L andamento di DL con pendenza di 12 db/ottava si estende per un grande intervallo di frequenze, come dimostrato dalle misure sperimentali. L area attiva si contrae al crescere della frequenza, per cui la rigidezza è proporzionale alla frequenza. MODULO 13: Acustica Edilizia 67

68 Pavimenti con appoggi discreti A volte i pavimenti galleggianti sono realizzati appoggiando la superficie del pavimento su un certo numero di mattoni resilienti e riempiendo gli spazi con lana minerale Se si esprime con k dp la rigidità dinamica dei mattoni e il loro numero con N p, la frequenza di risonanza del pavimento può essere espressa con: f 0 = 1 2π k dp N m S 1 p L 32πc 2 Sm = 10log 2 kdpn p 1 d m 2 1 η 1 f f 2 c1 MODULO 13: Acustica Edilizia 68

69 Effetto di 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. MODULO 13: Acustica Edilizia 69

70 PROGETTAZIONE ACUSTICA DI PARTIZIONI - ESEMPI Lana minerale Lana minerale Fascia desolarizzante Materiale resiliente Fascia perimetrale Materiale resiliente Fascia perimetrale Fascia desolarizzante MODULO 13: Acustica Edilizia 70

71 Pareti portanti matt. pieni Pareti cartongesso MODULO 13: Acustica Edilizia 71

72 Particolari pareti divisorie MODULO 13: Acustica Edilizia 72

73 Giunzioni fra muri esterni leggeri e muri trasversali MODULO 13: Acustica Edilizia 73

74 Particolari giunzioni fra muro doppio portante e solaio MODULO 13: Acustica Edilizia 74

75 Solai in legno MODULO 13: Acustica Edilizia 75

76 MODULO 13: Acustica Edilizia 76

77 MODULO 13: Acustica Edilizia 77

78 MODULO 13: Acustica Edilizia 78

79 MODULO 13: Acustica Edilizia 79

80 MODULO 13: Acustica Edilizia 80

81 MODULO 13: Acustica Edilizia 81

82 MODULO 13: Acustica Edilizia 82

83 MODULO 13: Acustica Edilizia 83

84 MODULO 13: Acustica Edilizia 84

85 METODI PREVISIONALI PER IL RUMORE PRODOTTO DA IMPIANTI La recente UNI EN (aprile 2009 luglio 2009) è l unica Norma di riferimento per la valutazione della rumorosità prodotta dagli impianti tecnici (testo solo in inglese). Riguarda principalmente: Sanitari Ventilazione meccanica Impianti di riscaldamento e raffreddamento Ascensori Portoni e cancelli elettrici MODULO 13: Acustica Edilizia 85

86 Quantità di riferimento L Amax, L ASmax, L AFmax eventualmente normalizzati o standardizzati L Aeq, L Aeq,n, L Aeq,Nt L Cmax, L CSmax, L CFmax eventualmente normalizzati o standardizzati L Ceq, L Ceq,n, L Ceq,nT L L n nt = = L + 10log L n A A + 10log 0 A0T V MODULO 13: Acustica Edilizia 86

87 MODELLI DI CALCOLO In genere il livello di pressione sonora prodotto dal funzionamento di un impianto è la somma di tre contributi che dipendono dalla natura dell impianto, dal metodo di installazione e dalla struttura dell edificio: rumore aereo diretto attraverso tubi o condotti rumore aereo attraverso l edificio rumore per via solida attraverso l edificio L n n m o = Ln, d, i 10 + Ln, a, i /10 10log i= 1 j= 1 k = 1 / Ln, s, i /10 MODULO 13: Acustica Edilizia 87

88 Rumore condotti e tubazioni Noto il livello di potenza sonora della sorgente si può dedurre il livello di pressione sottraendo le attenuazioni degli elementi posti sul percorso di propagazione e normalizzando per il tipo di campo sonoro che si instaura nella stanza ricevente. MODULO 13: Acustica Edilizia = + = = = 0 2 1,, 0 1,, log 4 10log A r Q L L L A L L L e i i W W d n e i i W W d n π

89 PROPAGAZIONE DEL SUONO ATTRAVERSO UNA COSTRUZIONE Sound transmission Flanking sound reduction index Area of the excited element L n, a, ij = L W + D s, i R ij, ref 10log S S i ref 10log A ref 4 MODULO 13: Acustica Edilizia 89

90 TRASMISSIONE STRUTTURALE L n, s L n, s, ij n L /10 n, s, ij = 10log 10 Flanking sound reduction index = L Sound transmission structure to airborne j= 1 Ws, inst, i + D sa, i R ij, ref 10log S S i ref 10log A ref 4 MODULO 13: Acustica Edilizia 90

91 L D Ws, inst, i C, i = L Ws, c W = 10log W s, c D inj, i C, i = 10log Y Y s s + Y Re i 2 { Y } i Dove Y i è la mobilità per forza verticale dell elemento di supporto nella posizione di eccitazione. D sa, i W =10log W inj, i inc, i / / E E i, s i, a MODULO 13: Acustica Edilizia 91

92 Applicazione dei modelli Sistemi di ventilazione Sistemi di riscaldamento Sistemi di sollevamento Sistemi di alimentazione dell acqua (rubinetti, valvole, pompe) MODULO 13: Acustica Edilizia 92

93 Modelli per rubinetti e idromassaggi MODULO 13: Acustica Edilizia 93

94 Allegato E Trasmissione attraverso elementi di condotti e tubazioni Attenuazione di un condotto in base a misurazioni di pressione (interna al tubo ed esterna al tubo) Attenuazione per variazioni di sezione Attenuazione per ripartizione di flusso Attenuazione per presenza di aperture Radiazione di bocchette MODULO 13: Acustica Edilizia 94

95 Allegato F Spiegazione puntuale del metodo della Mobilità Termine di aggiustamento Calcolo della mobilità in elementi omogenei Calcolo della mobilità in aste Eccitazione vicino a bordi ed angoli Misura della trasmissione totale (aerea e solida) MODULO 13: Acustica Edilizia 95

96 Esempi di calcolo Impianto di ventilazione Allegato I Idromassaggio Impianto sanitario MODULO 13: Acustica Edilizia 96

97 LE MODALITÀ DI MESSA IN OPERA MODULO 13: Acustica Edilizia 97

98 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. MODULO 13: Acustica Edilizia 98

99 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. Materiale impermeabile fonoimpedente 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. Parete da isolare Lana minerale Materiale impermeabile fonoimpedente Controparete MODULO 13: Acustica Edilizia 99

100 Trasmissioni di fiancheggiamento MODULO 13: Acustica Edilizia 100

101 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 MODULO 13: Acustica Edilizia 101

102 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). MODULO 13: Acustica Edilizia 102

103 Particolari di posa Esempio: scatole elettriche SCATOLE ELETTRICHE CONTRAPPOSTE Attenzione ai particolari di posa! RIEMPIMENTO COMPLETO DELL INTERCAPEDINE RIEMPIMENTO INCOMPLETO DELL INTERCAPEDINE (Sezione orizzontale delle pareti) (Sezione orizzontale delle pareti) MODULO 13: Acustica Edilizia 103

104 MODULO 13: Acustica Edilizia 104

105 MODULO 13: Acustica Edilizia 105

106 MODULO 13: Acustica Edilizia 106

107 MODULO 13: Acustica Edilizia 107

108 MODULO 13: Acustica Edilizia 108

109 LA VERIFICA PRESTAZIONALE IN FASE DI COSTRUZIONE MODULO 13: Acustica Edilizia 109

110 Metodi di prova e valutazione di edifici e elementi di edificio UNI EN Acustica - Misurazione dell'isolamento acustico in edifici e di elementi di edificio - Parte 2: Determinazione, verifica e applicazione della precisione dei dati UNI EN ISO Acustica - Misurazione dell'isolamento acustico in edifici e di elementi di edificio - Parte 4: Misurazioni in opera dell isolamento acustico per via aerea tra ambienti UNI EN ISO Acustica - Misurazione dell'isolamento acustico in edifici e di elementi di edificio - Parte 5: Misurazioni in opera dell'isolamento acustico per via aerea degli elementi di facciata e delle facciate UNI EN ISO Acustica - Misurazione dell'isolamento acustico in edifici e di elementi di edificio - Parte 5: Misurazioni in opera dell'isolamento dal rumore di calpestio di solai UNI EN ISO Acustica - Misurazione dell'isolamento acustico in edifici e di elementi di edificio - Parte 14: Linee guida per situazioni particolari in opera ISO : Acustica Misura dei parametri acustici di un ambiente -- Parte 2: Tempo di riverberazione in ambienti ordinari UNI EN ISO Acustica - Valutazione dell'isolamento acustico in edifici e di elementi di edificio - Parte 1: Isolamento acustico per via aerea UNI EN ISO Acustica - Valutazione dell'isolamento acustico in edifici e di elementi di edificio - Parte 2: Isolamento di rumore di calpestio UNI EN ISO 18233:2006 Acustica - Applicazione di nuovi metodi di misurazione per l'acustica negli edifici e negli ambienti interni UNI EN ISO Acustica Misura dell isolamento acustico in edifici e di elementi di edificio usando l intensità sonora misure in opera MODULO 13: Acustica Edilizia 110

111 Metodi di prova e valutazione di impianti UNI 8199 Acustica - Collaudo acustico degli impianti di climatizzazione e ventilazione - Linee guida contrattuali e modalità di misurazione UNI EN ISO 16032:2005 Acustica - Misurazione del livello di pressione sonora di impianti tecnici in edifici - Metodo tecnico progettuale UNI EN ISO Acustica - Misurazioni in opera dell'isolamento acustico per via aerea, del rumore di calpestio e della rumorosità degli impianti. Metodo di controllo Metodi di valutazione dell incertezza di misura UNI CEI ENV 13005: Guida all espressione dell incertezza di misura. UNI EN Acustica - Misurazione dell'isolamento acustico in edifici e di elementi di edificio - Parte 2: Determinazione, verifica e applicazione della precisione dei dati Progetto UNI U Acustica - Valutazione dell incertezza nelle misurazioni e nei calcoli di acustica - Parte 1: Concetti generali UNI ISO 5725: Accuratezza (esattezza e precisione) dei risultati e dei metodi di misurazione - Parti 1-6 ISO/TS 21748: Guidance for the use of repeatability, reproducibility and trueness estimates in measurement uncertainty estimation UNI TR Acustica Valutazione dell incertezza nelle misurazioni e nei calcoli di acustica Parte 1: Concetti generali UNI CEI 70099:2008 Vocabolario Internazionale di Metrologia - Concetti fondamentali e generali e termini correlati (VIM) MODULO 13: Acustica Edilizia 111

112 VERIFICA DEL POTERE FONOISOLANTE Misura livello di pressione sonora camera emettitrice (sorgente omnidirezionale) L 1 Misura livello di pressione sonora camera ricevente L 2 Determinazione tempo di riverberazione camera ricevente T = 0.16 V/A A Misura superficie del divisorio S Correzione per rumore di fondo dell ambiente ricevente Verifica del potere fonoisolante: R = L L 10log S / ' A MODULO 13: Acustica Edilizia 112

113 Posizioni di misura Ricezione 4 Ricezione 1 Emissione 1 Ricezione 5 Emissione 2 Ricezione 3 Ricezione 2 MODULO 13: Acustica Edilizia 113

114 Introduzione al calcolo di R w Da quanto si è visto, il potere fonoisolante di una parete dipende fortemente dalla frequenza. Dovendo costruire un edificio, come scegliere tra pareti diverse? Quale parametro è adatto a descrivere la qualità acustica di una parete? R R f parete 1 parete 2 f Quale delle due pareti dà maggiore isolamento acustico? MODULO 13: Acustica Edilizia 114

115 In realtà, bisognerebbe sapere il tipo di rumore da cui si vuole essere isolati, per poter fare una scelta mirata: se il rumore disturbante è caratterizzato da frequenze basse, allora è meglio scegliere la parete 2; se, invece, sono le alte a dare fastidio, allora è preferibile la parete 1. Solitamente non è noto il tipo di rumore che dovrà essere attenuato, per cui a livello progettuale si deve tener conto delle qualità acustiche del divisorio nel loro complesso. Una grandezza che sintetizza la capacità di fonoisolamento di una parete è l indice di valutazione del potere fonoisolante, indicato con il simbolo R W [db], e calcolato a partire dal potere fonoisolante espresso in bande di terze d ottava. MODULO 13: Acustica Edilizia 115

116 Metodo di calcolo di R 1. Misura del potere fonoisolante per le frequenze in bande w d ottava o in 1/3 d ottava (curva sperimentale, che indicheremo con SPERIM). 2. Riportare su un grafico i dati ottenuti. 3. Rappresentare la curva di riferimento sullo stesso grafico, che indicheremo con RIF (è data dalla norma UNI EN ISO 717-1:1997): Calcolare gli scarti per ogni frequenza: SCARTO = RIF - SPERIM (per ogni f) lo scarto è sfavorevole se positivo, cioè se ad una data frequenza il valore misurato è minore di quello di riferimento. MODULO 13: Acustica Edilizia 116

117 5. Eseguire la somma degli scarti sfavorevoli e calcolare scartisfavorevoli n bande 6. Se tale valore è inferiore o uguale a 2, allora passare al punto 8. Altrimenti passare al punto 9. (*) scarti sfavorevoli n bande 2 (**) 7. e l espressione ha valore massimo tra quelli che soddisfano la (**), allora R W è pari al valore assunto dalla curva di riferimento per f = 500 Hz. 8. Se, invece, la (**) non è soddisfatta, allora occorre traslare verticalmente la RIF, per passi di 1 db o multipli di esso, fino a che la (**) sia soddisfatta. In tal caso si applichi il punto 8. MODULO 13: Acustica Edilizia 117

118 Esempio Calcolare R W per la seguente parete: f [Hz] SPERIM R [db] f [Hz] MODULO 13: Acustica Edilizia 118

119 f[hz] SPERIM RIF RIF RIF RIF RIF - SPERIM /5=0,8 (RIF+1) SPERIM /5=1,2 (RIF+2) SPERIM /5=1,8 (RIF+3) SPERIM /5>2 MODULO 13: Acustica Edilizia 119

120 Esempio calcolo scarti Rw - Grafico f [Hz] MODULO 13: Acustica Edilizia 120

121 VERIFICA INDICE DI ISOLAMENTO DI FACCIATA MODULO 13: Acustica Edilizia 121

122 Misura livello di pressione sonora camera emettitrice (sorgente omnidirezionale) L 2m Misura livello di pressione sonora camera ricevente L medio Determinazione tempo di riverberazione camera ricevente T = 0.16 V/A A Correzione per rumore di fondo dell ambiente ricevente Verifica isolamento acustico di facciata normalizzato rispetto al tempo di riverberazione: T D2m, nt L2m Lmedio 10log [ db] T = + 0 MODULO 13: Acustica Edilizia 122

123 CALPESTIO: METODO DI MISURA E STRUMENTAZIONE Oltre al rumore trasmesso per via aerea attraverso una parete, è molto importante anche il rumore da impatto, provocato da urti sul pavimento (tacchi, sedie, oggetti che cadono) e trasmesso attraverso il solaio nell unità abitativa sottostante. Il rumore da impatto viene riprodotto mediante una macchina normalizzata, detta macchina da calpestio o generatore di calpestio, costituita da 5 martelletti del peso di 0,5 kg ciascuno, che sono lasciati cadere liberamente da un altezza di 0,04 m in modo da avere un impatto ogni 0,1 s. Nell ambiente ricevente si misura con un fonometro il livello così prodotto. generatore di calpestio L p2 MODULO 13: Acustica Edilizia 123

124 Per ottenere una valutazione indipendente dall assorbimento dell ambiente ricevente, si calcola il livello di rumore di calpestio normalizzato secondo la seguente relazione: dove A Ln = Lp2 + 10log [ db] A 0 L p2 A 0 = 10 m 2 A [m 2 ] è il livello di pressione sonora misurato in bande d ottava o in terzi d ottava è il valore dell area di assorbimento acustico equivalente di riferimento è il valore dell area di assorbimento acustico equivalente dell ambiente sottostante MODULO 13: Acustica Edilizia 124

125 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 calpestio A Ln = Lp2 + 10log [ db] 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 MODULO 13: Acustica Edilizia 125

126 Metodo di calcolo di L n,w Anche per L n si definisce una procedura per determinarne l indice di valutazione, atto a sintetizzare la qualità acustica di un solaio nei confronti della trasmissione dei rumori impattivi. Il metodo è analogo, ma con delle differenze sostanziali. 1. Misura di L n per le frequenze in bande d ottava o in 1/3 d ottava (curva sperimentale, che indicheremo con SPERIM): 2. Riportare su un grafico i dati ottenuti 3. Rappresentare la curva di riferimento sullo stesso grafico, che indicheremo con RIF (è data dalla norma UNI EN ISO 717-2:1997): MODULO 13: Acustica Edilizia 126

127 4. Calcolare gli scarti per ogni frequenza: SCARTO = RIF - SPERIM (per ogni f) lo scarto è sfavorevole se negativo, cioè se ad una data frequenza il valore misurato è maggiore di quello di riferimento. 5. Eseguire la somma degli scarti sfavorevoli (presi in valore assoluto) e calcolare scartisfavorevoli n bande 6. Se tale valore è inferiore o uguale a 2, e l espressione ha valore massimo tra quelli che soddisfano la (**), allora Ln,W è pari al valore assunto dalla curva di riferimento per f = 500 Hz. Altrimenti passare al punto 7. scarti sfavorevoli n bande (**) 7. Se, invece, la (**) non è soddisfatta, allora occorre traslare verticalmente la RIF, per passi di 1 db o multipli di esso, fino a che la (**) sia soddisfatta. In tal caso si applichi il punto 6. 2 (*) MODULO 13: Acustica Edilizia 127

128 Calcolare L n,w per la seguente parete: Esempio f [Hz] SPERIM L n [db] 65,4 62,5 56,2 58,8 48, f [Hz] MODULO 13: Acustica Edilizia 128

129 f[hz] SPERIM 65,4 62,5 56,2 58,8 48,4 RIF RIF RIF RIF (**) RIF - SPERIM +1,6 +4,5 +8,8 +3,2 +0,6 0/5=0 (RIF-2) SPERIM -0,4 +2,5 +6,8 +1,2-1,4 1,8/5=0,36 (RIF-5) SPERIM -3,4-0,5 +3,8-1,8-4,4 (10,1)/5>2 (RIF-4) SPERIM -2,4 +0,5 +4,8-0,8-3,4 (6,6)/5=1,32 MODULO 13: Acustica Edilizia 129

130 Esempio calcolo scarti L n,w - Grafico f [Hz] MODULO 13: Acustica Edilizia 130

131 CONTENUTI MINIMI DEL RAPPORTO DI PROVA La relazione di verifica acustica dovrà contenere almeno: descrizione delle modalità di prova; elenco delle norme di riferimento utilizzate; descrizione della procedura di scelta dei campioni di prova; descrizione degli ambienti di prova, delle partizioni e degli impianti verificati; condizioni di regolazione e di funzionamento fondamentali dei singoli elementi tecnici interessati alla misurazione (regolazione della pressione dell acqua di un impianto idrico sanitario, condizione di regolazione degli infissi, numero di giri del ventilatore di una CTA, ecc ); rapporti relativi alle prove effettuate, i calcoli effettuati e i risultati ottenuti; l indicazione (ed eventualmente i relativi calcoli) dell incertezza. La relazione di verifica acustica deve essere firmata dal tecnico competente. MODULO 13: Acustica Edilizia 131

132 STIMA DELL INCERTEZZA NELLE MISURE E NELLE VALUTAZIONI DI ACUSTICA EDILIZIA UNI/TR (maggio 2009): Valutazione dell incertezza nelle misurazioni e nei calcoli di acustica Parte 1: Concetti generali Concetti generali Incertezza dovuta alla strumentazione Incertezza nelle misurazioni e nei calcoli di acustica edilizia L incertezza del risultato di una misurazione rispecchia la mancanza di una conoscenza esatta del valore del misurando. Il risultato di una misurazione è sempre solo una stima del valore del misurando a causa dell incertezza generata dagli effetti casuali e dalla non perfetta correzione del risultato per effetti sistematici: MODULO 13: Acustica Edilizia 132

133 Fonti di incertezza Definizione incompleta del misurando Imperfetta definizione della definizione del misurando Non rappresentatività del metodo di campionamento Inadeguata conoscenza dell effetto delle condizioni ambientali Soglia di risoluzione degli strumenti Ogni misura, per quanto raffinata, è sempre affetta da errori (inevitabili imperfezioni). L importante è avere sotto controllo il processo di misura per poter fare una stima di dette imperfezioni. Errore = risultato della misurazione valore vero Risultato della misura affetto da componente casuale + componente sistematica composizione delle incertezze MODULO 13: Acustica Edilizia 133

134 Incertezze di categoria A e B Incertezza consiste di svariate componenti raggruppabili in due categorie: Incertezze di categoria A, valutate con metodi statistici Incertezze di categoria B, valutate con altri metodi Le componenti di categoria A sono caratterizzate dalle loro varianze stimate s i 2 e dai gradi di libertà Le componenti di categoria B sono caratterizzate dalle grandezze u j2, approssimazione delle varianze corrispondenti L incertezza tipo composta è un valore numerico ottenuto componendo le varianze L incertezza estesa si ottiene moltiplicando l incertezza tipo composta per un opportuno fattore di copertura k, correlato al livello di fiducia desiderato MODULO 13: Acustica Edilizia 134

135 Valutazione dell incertezza di categoria A La miglior stima dei valori attesi di una grandezza q della quale sono state effettuate n osservazioni indipendenti è la media aritmetica: q = 1 n La varianza sperimentale delle osservazioni (stima della varianza della distribuzione di probabilità di q) è data da: s 2 ( q k ) = 1 n 1 n k = 1 n k = 1 q k ( q k q) La radice quadrata positiva della varianza sperimentale è denominata scarto tipo sperimentale. 2 MODULO 13: Acustica Edilizia 135

136 Valutazione dell incertezza di categoria B Per una stima di una grandezza di ingresso non ottenuta da misurazioni ripetute la varianza stimata o l incertezza tipo devono essere valutate in base ad un giudizio scientifico basato sulle informazioni disponibili: Dati di misurazioni precedenti Conoscenza del comportamento dei materiali e degli strumenti di interesse Specifiche tecniche del costruttore Dati forniti in certificati di taratura Incertezze assegnate a valori di riferimento (manuali) La valutazione di categoria B può essere tanto attendibile quanto una di categoria A. MODULO 13: Acustica Edilizia 136

137 Valutazione dell incertezza complessiva Specificare il misurando Definire la relazione che lo lega al procedimento di misura scelto Identificare ogni fattore che contribuisce all incertezza Quantificare le singole componenti dell incertezza Calcolare l incertezza composta Trasformare l incertezza composta in incertezza estesa Esempio: tabella incertezza strumentale calibratore e fonometro MODULO 13: Acustica Edilizia 137

138 Incertezza misuratore del livello di pressione sonora MODULO 13: Acustica Edilizia 138

139 Incertezza nelle misure e calcoli di acustica edilizia Nota generale: per il confronto sono essenziali le procedure di allestimento e i tempi di conduzione delle prove (stagionatura malte, condizionamento blocchi) Componenti che influenzano le condizioni di ripetibilità: Media spaziale, media temporale (sia per altoparlanti che per microfoni) Correzione del rumore di fondo, se non stazionario Assorbimento acustico dell ambiente ricevente (media spaziale) Dispersione nelle caratteristiche di produzione dei diversi componenti edilizi Variabilità di posa in opera (diminuzione dell indice di valutazione compreso fra 2 e 4 db passando dalle prove di laboratorio alle prove in opera) MODULO 13: Acustica Edilizia 139

140 Incertezze tipo di riproducibilità Per misurazioni in situ si può fare riferimento ad una estesa campagna di misurazioni sperimentali condotta in Olanda fra il 1985 e il E opinione diffusa che l incertezza strumentale sia la componente meno importante. Più interessante è la variabilità dei risultati in funzione delle condizioni operative degli impianti o le dimensioni degli ambienti. MODULO 13: Acustica Edilizia 140

141 Incertezze per il modello di calcolo UNI EN L accuratezza dipende da molti fattori: Accuratezza dei dati in ingresso (certificati) Adattabilità del modello alle situazioni reali Geometria delle opere Tipologia di prodotti usati Tipologia dei giunti Qualità della manodopera impossibile specificare una incertezza generale per la previsione MODULO 13: Acustica Edilizia 141

142 Stime incertezza per UNI EN Isolamento aereo: nessuno scostamento sistematico. Edifici con elementi strutturali omogenei scarto tipo compreso fra 1.5 db e 2.5 db (modello semplificato 2 db sovrastima) Isolamento calpestio: edifici con elementi strutturali omogenei scarto tipo mediamente centrato su 2 db per ambienti sovrapposti. Per ambienti adiacenti scostamento sistematico variabile fra 0 e 5 db e scarto tipo di 3 db (modello semplificato il 60% dei casi rientra in ±2 db) Isolamento di facciata: nessuno scostamento sistematico. Indice di valutazione corretto con C tr ha scarto di 1.5 db, quello in bande di ottava ha scarti di 3 db. MODULO 13: Acustica Edilizia 142

143 VARIABILITÀ DEI RISULTATI DELLE MISURE IN FUNZIONE DEI PARAMETRI Dati sperimentali andamento R(f) L emettitrice L ricevente + correzione R = L + 1 L2 10 log dove: L 1 livello di pressione sonora medio della stanza emettitrice [db]; L 2 livello di pressione sonora medio della stanza ricevente [db]; S superficie del divisorio [m 2 ]; A 2 area di assorbimento acustico equivalente della stanza ricevente [m 2 ]. S A A 2 MODULO 13: Acustica Edilizia 143

144 L area di assorbimento acustico equivalente della stanza ricevente è a sua volta calcolata attraverso la Formula di Sabine, che richiede la determinazione sperimentale del tempo di riverberazione secondo la normativa ISO 3382: A 2 = V 2 T R 2 dove: V 2 è il volume della stanza ricevente [m 3 ]; T R2 è il tempo di riverberazione misurato nella stanza ricevente [s]. MODULO 13: Acustica Edilizia 144

145 ISO ISO 717-1: indice di valutazione R W tramite confronto fra R (f) e curva di riferimento. Scarti sfavorevoli curva di riferimento traslata fino a quando la somma degli scarti non è più vicina possibile, ma comunque inferiore, a 32 db R W sarà il valore della curva di riferimento a 500 Hz. MODULO 13: Acustica Edilizia 145

146 Coefficienti di sensibilità Il valore dell indice di valutazione è funzione di una serie di parametri soggetti a misurazione. In particolare: R = ' W R ' W ( L1, L2, S, V2, TR 2 ) Lo scopo è studiare l influenza di ciascuno di questi fattori sull indice di isolamento acustico R W, verificandone il valore assunto in funzione della variazione percentuale dei cinque parametri. La stima iniziale del valore dell indice di isolamento è stata realizzata durante una serie di accurate misurazioni sul campo che verranno descritte di seguito. MODULO 13: Acustica Edilizia 146

147 È semplice verificare l influenza dei vari parametri calcolando i coefficienti di influenza. Più difficile prevedere l influenza del confronto fra la curva sperimentale e la curva di riferimento sul valore finale dell indice di valutazione. La procedura adottata può essere applicata anche alla determinazione di altri indicatori, come l indice di valutazione dell isolamento per via aerea di facciate o l indice di isolamento del rumore di calpestio. MODULO 13: Acustica Edilizia 147

148 Si consideri nuovamente la relazione sperimentale che consente la determinazione del potere fonoisolante R. Essa è funzione di: L 1 - livello di pressione sonora nella camera emettitrice N1 1 = L 1, /10 L 1 10log 10 p i N1 i= 1 L 2 - livello di pressione sonora nella camera ricevitrice N2 1 L = 2 10log 10 N2 i= 1 L p 2, i /10 MODULO 13: Acustica Edilizia 148

149 A 2 - area di assorbimento acustico equivalente, che dipende dalla temperatura dell aria t A 2 = K ( 2 t) V T r ; K( t) = t Si calcolano i coefficienti di sensibilità utilizzando la UNI CEI ENV 13005:2000 (GUM) Coefficiente di sensibilità funzione delle misurazioni del livello di pressione sonora nella stanza emettitrice: ' R L p1 = c ( L ) p1,( i) = N 1 j= L p1,( i ) L 10 p1,( j ) /10 MODULO 13: Acustica Edilizia 149

150 Coefficiente di sensibilità funzione delle misurazioni del livello di pressione sonora nella stanza ricevente: R L ' p2 = c ( L ) p2,( i) = N 2 j= L p 2,( i ) L 10 p 2,( j ) /10 Coefficiente di sensibilità funzione delle misurazioni della superficie del separatore: R ' S = c ( S) = 1 S 10 ln(10) MODULO 13: Acustica Edilizia 150

151 Coefficiente di sensibilità funzione delle misurazioni del volume della stanza ricevente: V ' R W R T ' W = c = c ( V ) ( T ) 1 = V 1 = T 10 ln(10) Coefficiente di sensibilità funzione delle misurazioni del tempo di riverberazione della stanza ricevente: r r r 10 ln(10) Coefficiente di sensibilità funzione delle misurazioni del tempo di riverberazione della stanza ricevente: t ' R W = c ( t) = t 10 ln(10) MODULO 13: Acustica Edilizia 151

152 Misurazioni sperimentali Si riterrà trascurabile l influenza della temperatura sulla variabilità del tempo di riverberazione essendo gli ambienti in esame di piccole dimensioni. Le valutazioni sono state effettuate sulla base di diverse misurazioni sperimentali dell indice di isolamento per via aerea fra ambienti, seguendo la procedura descritta nelle normative internazionali. Si considererà inizialmente un caso di riferimento: V emettitrice : 110 m 3 V ricevitrice : 90 m 3 S: 10 m 2 La strumentazione utilizzata per tutte le misure effettuate è di classe I, e ogni strumento è stato calibrato prima e dopo ogni sessione di misura. MODULO 13: Acustica Edilizia 152

153 5 punti di emissione x 2 posizioni sorgente 5 posizioni di ricezione per ogni posizione della sorgente 5 prove per determinare Tr da rumore stazionario interrotto Campioni delle misure nell ambiente di emissione (linee blu) e media (linea rossa) Scarto tipo calcolato (linea nera) e scarto tipo di misura (linea blu) per la determinazione della frequenza di Schroeder secondo ISO TR MODULO 13: Acustica Edilizia 153

154 Per i valori del tempo di riverberazione la variazione è stata realizzata per ogni banda di frequenza di 1/3 di ottava compresa nell intervallo 100 Hz 3150 Hz, a passi dell 1% rispetto al valore iniziale. Anche i valori del volume e della superficie del separatore sono stati variati a passi dell 1% rispetto al valore iniziale. Per la corrispondente variazione di ciascun parametro è stato quindi calcolato il valore dell indice di valutazione, che è stato a sua volta confrontato con il valore iniziale di R W. MODULO 13: Acustica Edilizia 154

155 Tempo di riverberazione medio calcolato sulla base di 5 misurazioni realizzate tramite procedura automatizzata. Campioni delle misure nell ambiente di ricezione (linee blu) e media (linea rossa) Scarto tipo calcolato (linea nera) e scarto tipo di misura (linea blu) per la determinazione della frequenza di Schroeder secondo ISO TR MODULO 13: Acustica Edilizia 155

156 MODULO 13: Acustica Edilizia 156

157 MODULO 13: Acustica Edilizia 157

158 Caso base MODULO 13: Acustica Edilizia 158

159 Caso base con T R a 50 Hz portato da 1.5 s a 1.6 s MODULO 13: Acustica Edilizia 159

160 Caso base con V portato da 96 m 3 a 85 m 3 MODULO 13: Acustica Edilizia 160

161 Caso 1: locale più piccolo (45 m 3 ) e partizione da 11 m 2 MODULO 13: Acustica Edilizia 161

162 Caso 2: locale più piccolo (26 m 3 ) e partizione da 11.2 m 2 MODULO 13: Acustica Edilizia 162

163 Caso 3: isolamento di facciata su locale da 94 m 3 e partizione da 25 m 2 MODULO 13: Acustica Edilizia 163

164 È stata studiata la variazione del valore associato all indice di isolamento R W in funzione della variazione dei risultati derivanti dalle misure dei livelli di pressione sonora, del tempo di riverberazione, del volume della stanza ricevente e della superficie dell elemento di separazione. È stato così evidenziato che possono sussistere condizioni critiche per ognuno dei parametri che concorrono al calcolo dell indice di valutazione R W Piccole variazioni sui livelli di pressione sonora di singole bande di 1/3 d ottava possono creare le condizioni per aumentare o diminuire di 1 db questo indice. Una non accurata valutazione del volume del locale ricevente o quello della superficie di partizione possono indurre il salto di ±1 db come conseguenza di piccole variazioni del volume o della superficie del separatore. Anche per i tempi di riverberazione la situazione non risulta meno critica. MODULO 13: Acustica Edilizia 164