Stima delle prestazioni acustiche passive degli

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1 Stima delle prestazioni acustiche passive degli edifici e dei loro componenti Simone Secchi Dipartimento Tecnologie dell Architettura e Design Pierluigi Spadolini [email protected] L evoluzione del quadro normativo e legislativo nazionale Anno Documento tecnico/legislativo 1966 Circ. Min. n 1769 del 30 aprile 1966, Criteri di valutazione e collaudo dei requisiti acustici nelle costruzioni edilizie 1975 DM 18/12/75 Norme tecniche aggiornate per l edilizia scolastica 1997 DPCM 5/12/97, Determinazione dei requisiti acustici passivi degli edifici 2002 UNI EN ISO 12354, Acustica edilizia Stima delle prestazioni acustiche degli edifici a partire dalle prestazioni dei componenti 2005 UNI TR 11175, Acustica in edilizia - Guida alle norme serie UNI EN per la previsione delle prestazioni acustiche degli edifici - Applicazione alla tipologia costruttiva nazionale 2009 Legge 88/09 Legge comunitaria 2008 (art. 11, c. 5) 2010 UNI 11367, Acustica Classificazione acustica delle unità immobiliari Procedura di valutazione e verifica in opera 2010 Legge 96/10 Legge comunitaria 2009 (art. 15) 2011 Decreto Legge 70/11 Prime disposizioni urgenti per l economia (art. 5) 2011 (?) Legge xxx Legge comunitaria 2010 (art. 32) 2011 (?) UNI TR xxx Linee guida per la selezione delle Unità Immobiliari in edifici con caratteristiche non seriali, al fine della classificazione acustica (?) D.Lgs (?) - Disposizioni in materia di classificazione dei requisiti acustici degli edifici

2 I valori limite secondo il DPCM 5/12/97 Determinazione ione dei requisiti acustici passivi degli edifici Livello di rumore da calpesti io Isolame ento acustico di facciata a Potere fonoisolante di paret ti interne Categoria edificio residenze, alberghi, pensioni e assimilabili scuole e simili ospedali, cliniche, case di cura e simili uffici, per attività ricreative, il culto, il commercio o simili Aspetti ritenuti più controversi nel decreto 5 dicembre Valori limite elevati soprattutto per facciate di scuole ed ospedali - Non si applica a partizioni interne alla medesima unità immobiliare - Esclude quindi dalla norma molte categorie di edifici i - Non sempre applicabile ad edifici esistenti (costruiti prima del marzo 1998) - Non individua chiaramente i soggetti responsabili delle verifiche Valore limite in alcuni paesi europei per il potere fonoisolante tra ambienti interni (rapportato alla grandezza standard in Italia) Francia Austria db Danimarca Germania 55 db 53 db Italia 50 db

3 Verso la classificazione acustica degli edifici Fornire una chiave di lettura più semplice ed immediata agli utenti finali (gli acquirenti) IV III II I Perché la classificazione acustica? Sviluppare un sistema che incentivi il miglioramento continuo della produzione edilizia 53 db 50 db 56 db

4 Perché la classificazione acustica? Uscire dal meccanismo della cogenza e depotenziare l impatto di possibili contenziosi tra acquirenti e costruttori/progettisti. A B C B C A Quali sono le aspettative degli utenti?

5 Una chiave di lettura più semplice (l esempio danese) Classi di qualità acustica Classe Caratteristiche secondo la norma danese DS 490 Giudizio utenti Buono o molto buono Scarso A Condizioni acustiche eccellenti Utenti disturbati solo occasionalmente dai rumori > 90% B Gli utenti possono essere disturbati saltuariamente dai rumori. Miglioramento sostanziali rispetto alla classe C 70-85% < 10% C Classe acustica da intendersi come il minimo per edifici nuovi 50-65% < 20% D Classe riferita ad edifici esistenti con condizioni acustiche non soddisfacenti. Non adatta ad edifici nuovi % 25-40% All interno di ciascuna classe la percentuale soddisfatta o insoddisfatta può variare a seconda della grandezza acustica valutata. Questa valutazione è basata principalmente sui giudizi relativi all isolamento acustico e al livello di rumore da calpestio tra appartamenti adiacenti I valori limite della UNI lasse C Isolamento Potere Livello di Livello sonoro Livello sonoro acustico normalizzato di facciata fonoisolante apparente di partizioni pressione sonora di calpestio corretto immesso da impianti a corretto immesso da impianti a D 2m,nT,w (db) verticali e orizzontali fra ambienti di differenti i unità immobiliari R w (db) (db) normalizzato fra ambienti di differenti unità ià immobiliari L nw funzionament o continuo L i,c (db) funzionament o discontinuo L i,d (db) I II III IV

6 Il confronto con le norme dei paesi europei VALORI PROPOSTI DALLE NORME DEI PAESI EUROPEI IN TERMINI DI R W PER PARETI DIVISORIE TRA UNITÀ IMMOBILIARI DISTINTE.

7 CONFRONTO FRA I VALORI PROPOSTI DALLE NORME DEI PAESI EUROPEI IN TERMINI DI L N,W PER SOLAI TRA UNITÀ IMMOBILIARI DISTINTE. Italia CONFRONTO TRA GLI STANDARD EUROPEI DI ISOLAMENTO ACUSTICO AL RUMORE ESTERNO Paese Livello Sufficiente Livello Buono Livello Ottimo Danimarca Classe C: L Aeq,24h 30 db Classe B: L Aeq,24h 25 db Classe A: L Aeq,24h 20 db Finlandia Norvegia Classe C: L Aeq, db Classe B:L Aeq, db Classe A:L Aeq, db Classe C: L Aeq, db Classe B:L Aeq, db Classe A:L Aeq, db Classe C: L paeq,24h 30dB Classe B:L paeq,24h 25dB Classe A:L paeq,24h 20 db Classe C: L pmax, dB Classe B:L pmax, dB Classe A:L pmax, dB Svezia Classe C: L p,24h 30dB Classe B:L paeq,24h 26dB Classe A:L paeq,24h 22 db Classe C: Classe B: Classe A: L pfmax, db L pfmax, db L pfmax, db Germania Classe I: R res,w 30 db Classe II R res,w 30 db Classe III R res,w 40 db Olanda Classe 3: D 2m,nT,w + C L den -32 db Classe 2: D 2m,nT,w + C L den -27 db Classe 1: D 2m,nT,w + C* L den -27 db Classe 3: D 2m,nT,w + C tr 23 db Classe 2: D 2m,nT,w + C tr 28 db Classe 1: D 2m,nT,w + C tr 28 db Belgio NAC: D tr,w,i 40 db IACC: D tr,w,i 42 db

8 Verso l abrogazione del DPCM 5/12/97 Disposizioni per l adempimento di obblighi derivanti dall appartenenza dell Italia alle Comunità Europee Legge comunitaria 2009 (Art. 11 Legge 88/2009 art. 15 Legge 96/2010) ( ) 1. Al fine di garantire la piena integrazione nell ordinamento nazionale delle disposizioni contenute nella direttiva 2002/49/CE del Parlamento europeo e del Consiglio, del 25 giugno 2002, relativa alla determinazione e alla gestione del rumore ambientale ( ), il Governo è delegato ad adottare (..) entro dodici mesi dalla data di entrata in vigore della presente legge, uno o più decreti legislativi per il riassetto e la riforma delle disposizioni vigenti in materia di tutela dell ambiente esterno e dell ambiente abitativo dall inquinamento acustico, di requisiti acustici degli edifici e di determinazione e gestione del rumore ambientale ( ). 2. I decreti di cui al comma 1 sono adottati anche nel rispetto dei seguenti princıpi e criteri direttivi: a) ( ); b) determinazione dei requisiti acustici passivi degli edifici nel rispetto dell impianto normativo comunitario i in materia di inquinamento i acustico ( ). ( ) 5. In attesa dell emanazione dei decreti legislativi di cui al comma 1, l articolo 3, comma 1, lettera e), della legge 26 ottobre 1995, n. 447, si interpreta nel senso che la disciplina relativa ai requisiti acustici passivi degli edifici e dei loro componenti non trova applicazione nei rapporti tra privati e, in particolare, nei rapporti tra costruttori-venditori e acquirenti di alloggi, fermi restando gli effetti derivanti da pronunce giudiziali passate in giudicato e la corretta esecuzione dei lavori a regola d arte asseverata da un tecnico abilitato.. ( ) Il contesto reale italiano Risultati di una ricerca condotta con la collaborazione del Gruppo di Acustica Edilizia dell Associazione Italiana di Acustica

9 Il potere fonoisolante apparente L isolamento acustico di facciata

10 Il livello di rumore impattivo La definizione ione ed il calcolo delle grandezze di acustica edilizia

11 ISOLAMENTO AL RUMORE AEREO PROVENIENTE DALL INTERNO Il potere fonoisolante apparente DPCM 5/12/97 R w 50 db (residenze) Classe acustica III R w 50 db (tenuto conto dell incertezza di misura) Il calcolo e la verifica del potere fonoisolante apparente tra ambienti interni Classificazione ambienti R w A Residenze o assimilabili 50 B Uffici ed assimilabili 50 C Alberghi, pensioni e simili 50 D Ospedali, cliniche, case di cura e simili 55 E Scuole e simili ili 50 F Attività ricreative e di 50 culto e simili g Attività commerciali e simili ili 50

12 Potere fonoisolante apparente tra ambienti interni S R' = D +10lg A D = Isolamento acustico (L 1 -L 2 ) (db) S = Superficie della partizione (m 2 ) A = Unità fonoassorbenti dell'ambiente ricevente (m 2 ) (db) S A n S i i= 1 A = α i (m 2 ) L 1 L 2 S i = Superficie dell'elemento i (m 2 ) α= Coefficiente di assorbimento acustico dell'elemento i n = numero di superfici presenti R Differenza tra potere fonoisolante apparente (R ) e potere fonoisolante (R) Wi 10lg (db) W = ( ) W 1 W i = potenza sonora incidente sulla partizione W 1 = potenza sonora trasmessa dll dalla partizione ii Wi R = 10lg W 1 + W 2 (db) W 2 = potenza sonora trasmessa dalle strutture laterali R R'?

13 Il calcolo del potere fonoisolante apparente può essere effettuato: -in funzione della frequenza (metodo più accurato che permette di individuare eventuali problemi a specifiche frequenze del rumore disturbante) -in termini semplificati con il solo indice di valutazione del potere fonoisolante apparente (R w ) (metodo più rapido, richiesto dalla normativa vigente e descritto dalle linee guida UNI) La principale difficoltà insita nel metodo dettagliato (analisi in frequenza) risiede nella difficoltà di definire i valori in frequenza delle prestazione dei diversi componenti dell involucro edilizio. L analisi in frequenza del potere fonoisolante Richiami di teoria

14 Potere fonoisolante di partizioni omogenee (stima teorica) R(dB) Legge di massa +9 db/ottava + 6 db/ottava -6 db/ottava coincidenza risonanze f (Hz) Il comportamento di strutture disaccoppiate (pareti con intercapedine, solai con rivestimento galleggiante ecc.)

15 Frequenza di risonanza massa - molla massa (pareti doppie) Collegam. a foglio Excel Per pareti fissate tra loro mediante lo strato elastico m 1 m 2 s f = s + m 1 m 2 (Hz) Per pareti separate da intercapedine d aria o quando il materiale fonoassorbente non funge da connessione tra le due pareti m 1 m 2 d 0, f = + d m 1 m2 (Hz) s = rigidità dinamica superficiale dello strato elastico (MN/m 3 ) m = massa superficiale dei due strati della parete doppia (kg/m 2 ) d = spessore dell intercapedine (m) Definizione dell indice di valutazione per l isolamento ai rumori aerei (UNI EN ISO 717-1)

16 Indice di valutazione del potere fonoisolante di pareti semplici Formule di correlazione Rw = 21 lg(m') - 2 R 2 = 0.65 Rw = 20 lg(m') 50 Rw Rw = 168l 16.8 lg(m') + 6 R 2 = lg (m') Laterizio normale Laterizio alleggerito Calcolo dell indice di valutazione del potere fonoisolante per strutture omogenee Formula UNI EN (m > 150 kg/m 2 ) R w = 37,5 lg m - 42 (db) Formula UNI TR (80 < m < 400 kg/m 2 ) R w = 20 lg m (db) Formula dell istituto normativo tedesco (DIN) (m > 150 kg/m 2 ) R w = 32,1lg m -28,5 (db) w, g, ( ) Formula dell istituto norm. austriaco (Önorm) )(m > 150 kg/m 2 ) R w = 32,4 lg m - 26 (db)

17 Pareti doppie in elementi di laterizio forato Relazioni empiriche (8 + 8) (8 + 12) ( ) Con intercapedine vuota R w = 20 lg (m ) + 2 R w = 20 lg (m ) Pochi dati Con materiale fonoassorbente R w = 20 lg (m ) + 5 R w = 20 lg (m ) + 3 Pochi hidati Con materiale fonoassorbente e banda R w = 20 lg (m )+8 R w = 20 lg (m )+6 Pochi dati resiliente sotto Isolamento al rumore aereo proveniente dall esterno L isolamento acustico di facciata DPCM 5/12/97 D 2m,nT,w 40 db (residenze) Classe acustica III D 2m,nT,w 37 db (tenuto conto dell incertezza di misura)

18 Il calcolo e la verifica dell indice di valutazione dell isolamento acustico standardizzato di facciata Classificazione ambienti D 2m,nT, w A Residenze o assimilabili 40 B Uffici ed assimilabili 42 C Alberghi, pensioni e simili 40 D Ospedali, cliniche, case di cura e simili 45 E Scuole e simili ili 48 F Attività ricreative e di culto e 42 simili g Attività commerciali e simili 42 Indice di valutazione dell isolamento acustico standardizzato di facciata Significato del parametro T 2, 1,2 - L2 +10lg (db) T D m nt = L m 0 L 1,2m = Livello equivalente di pressione sonora 2 metri davanti alla facciata (db) L 2 = Livello equivalente medio di pressione sonora nell'ambiente disturbato (db) T = Tempo di riverberazione nell'ambiente disturbato (s) T 0 = Tempo di riverberazione di riferimento (= 0,5 s) Metodo di calcolo del parametro V 2, +10lg 6T D m nt = R + ΔL fs 0S R = Potere fonoisolante apparente di facciata (db) ΔL fs = Differenza di livello per forma della facciata (db) V = Volume dell'ambiente ricevente (m 3 ) T 0 = Tempo d riverberazione di riferimento (=0,5 s) S = Superficie della facciata vista dall'interno (m 2 ) (db)

19 Calcolo del potere fonoisolante apparente di facciata n R i p Si A 10 0 R' = 10lg i= 1 S S i= 1 D n, e, i 10 - K R i = Potere fonoisolante degli elementi normali di facciata (db) D n,e,i = Isolamento acustico dei piccoli elementi di facciata (db) S = Superficie della facciata vista dall'interno (m 2 ) K = Correzione per trasmissione laterale di facciata (K = 2 per elementi pesanti con giunti rigidi; K = 0 per elementi non connessi) (db) A 0 = 10 m 2 trasmissione sonora per via aerea attraverso aperture trasmissione sonora diretta attraverso gli elementi della facciata trasmissione sonora laterale Calcolo della differenza di livello per forma della facciata Significato del parametro ΔL fs = L 1,2m L1, s + 3 (db) L 1,2m = Livello equivalente di pressione sonora 2 metri davanti alla facciata (db) L 1,s = Livello equivalente di pressione sonora sul piano della facciata (db)

20 Metodo di calcolo del parametro FACCIATA BALLATOIO BALLATOIO BALLATOIO BALLATOIO PIANA αw non si applica 0,3 0,6 0,9 0,3 0,6 0,9 0,3 0,6 0,9 0,3 0,6 0,9 h<1,5 m non si applica 1,5 h 2,5 m 0 non si applica non si applica h>2,5 m 0 non si applica BALCONE BALCONE BALCONE TERRAZZA schermature schermature aperte chiuse αw 0,3 0,6 0,9 0,3 0,6 0,9 0,3 0,6 0,9 0,3 0,6 0,9 0,3 0,6 0,9 h<1,5 m h 2 1,5 h 2,55 m h>2,5 m α w = coefficiente medio ponderato di assorbimento acustico delle superfici riflettenti del balcone o loggia h = altezza di vista della sorgente sonora 6 h 2,4 m = 85 dba 5 5 h 1,5 m = 81 dba 4 4 h 0,3 m = 75 dba

21 Le prestazioni acustiche delle murature A 60 facciata (db B) B C Isolamento o acustico di Tipologia facciata A B C La parte opaca dell involucro (muratura) ha normalmente scarsa influenza sull isolamento acustico di facciata Stima semplificata dell indice di valutazione del potere fonoisolante di vetrate semplici e composte R w = 12 log(m ) + 19 R w = 12 log(m ) + 22 R w = 12 log(m ) + 17 R w = 12 log(m ) + 20 m = massa superficiale del vetro (kg/m 2 )

22 I cassonetti Esterno Interno Esterno Interno ISOLAMENTO AL RUMORE IMPATTIVO Il livello di rumore da calpestio DPCM 5/12/97 L n,w 63 db (residenze) Classe acustica III L n,w 63 db (tenuto conto dell incertezza di misura)

23 Il calcolo e la verifica dell indice di valutazione del livello apparente di rumore da calpestio tra ambienti isovrapposti Classificazione ambienti L,nw A Residenze o assimilabili 63 B Uffici ed assimilabili 55 C Alberghi, pensioni e simili 63 D Ospedali, cliniche, case di 58 cura e simili E Scuole e simili 58 F g Attività ricreative e di culto e simili Attività commerciali e simili Significato del parametro Livello di rumore da calpestio ΔL pavim. Generatore di rumore impattivo ΔL controsoff. L i L = L n i + 10lg A A 0 (db) L i = Livello medio di pressione sonora nell'ambiente disturbato (db) A = Assorbimento equivalente nell'ambiente disturbato (m 2 ) A = (= 2 0 Assorbimento equivalente di riferimento 10 m )

24 Livello di rumore da calpestio A differenza che per l isolamento acustico ai rumori aerei, dove si valuta una differenza tra due livellilli sonori (ambienti sorgente e ricevente), in cui vengono eliminate le specifiche caratteristiche della sorgente sonora, nel livello di rumore da calpestio il livello misurato è funzione oltre che delle caratteristiche del solaio anche di quelle del generatore di rumore. Determinazione dell indice di valutazione per l isolamento ai rumori impattivi (UNI EN ISO 717-2)

25 Calcolo semplificato dell indice di valutazione del livello normalizzato di rumore da calpestio Metodo UNI EN L n, w = m = lg( m') (db) Metodo Brosio per solai in latero-cemento L n, w m llo normalizz zato di rumo ore impattiv vo (Lnw, db) = lg( ') (db) 60 Livel massa superficiale (kg/m2) m' = massa superficiale del solaio nudo (kg/m 2 ) UNI EN INRIM (Brosio) Indice di valutazione del livello normalizzato di rumore da calpestio: metodo Brosio Nel caso di piastre monolitiche in cemento armato con impasto omogeneo, di densità kg/m 3 lo spettro generato è praticamente uniforme. Il livello assoluto dipende esclusivamente dallo spessore della piastra e quindi dalla sua massa areica. per i solai con struttura in latero-cemento, non è applicabile l espressione. Il disaccordo d è dovuto soprattutto al fatto cha la struttura tt non è omogenea. La sua emissione acustica è dovuta sostanzialmente al blocco. Lo spettro generato per l eccitazione della macchina di calpestio, anziché piatto, ha un andamento crescente con la frequenza, con una pendenza che in prima approssimazione può valutarsi intorno a 5 db/ottava. L indice globale dipende ancora dalla massa areica; l espressione di calcolo è: 274

26 Dettagli esecutivi di pavimentazioni galleggianti Dettagli esecutivi di un controsoffitto

27 Il livello di rumore da impianti Rumorosità da impianti DPCM 5/12/97 Sono servizi a funzionamento discontinuo gli ascensori, gli scarichi idraulici, i bagni, i servizi igienici e la rubinetteria; sono servizi a funzionamento continuo gli impianti di riscaldamento, aerazione e condizionamento. ( ) La rumorosità prodotta dagli impianti tecnologici non deve superare i seguenti limiti: a) 35 db(a) L Amax con costante di tempo slow per i servizi a funzionamento discontinuo; b) 25 db(a) L Aeq per i servizi a funzionamento continuo. Le misure di livello sonoro devono essere eseguite nell'ambiente nel quale il livello di rumore è più elevato. Tale ambiente deve essere diverso da quello in cui il rumore si origina. Categorie R' w D 2m,nT,w L' n,w L ASmax L Aeq residenze, alberghi, pensioni e assimilabili scuole e simili ospedali, cliniche, case di cura e simili uffici, per attività ricreative, il culto, il commercio o simili

28 Misure di livello di pressione sonora di servizi a funzionamento discontinuo Il livello massimo di pressione sonora pesato A, misurato con ponderazione temporale Slow, L A,S max è il livello sonoro più alto che viene rilevato durante il periodo di misura. L utilizzo della ponderazione temporale slow (lenta) garantisce che il risultato non sia influenzato da eventi sonori particolarmente veloci. Confronto tra un evento sonoro ed il risultato della misura effettuata con ponderazione fast e slow. Rumore di impianti Alcune regole di massima

29 Rumore di impianti Alcune regole di massima Rumore di impianti - Esempi di misure Can. 1 [Max] 630Hz 44.8 db A* 62.5 Prima dell intervento correttivo k 2 k 4 k 8 k 16 k Lin* A* Can. 1 Slow Max 100ms VEN 08/02/02 12h32m56s dB VEN 08/02/02 12h33m06s dB Can. 2 Slow Max 100ms VEN 08/02/02 12h32m56s dB VEN 08/02/02 12h33m06s dB m50 32m55 33m00 33m05 33m10 33m15 alloggio via vanni Can. 1 [Max] 500Hz 27.2dB A* k 2 k 4 k 8 k 16 k Lin* A* alloggio via vanni Can. 1 MAR 30/07/02 11h48m57s dB MAR 30/07/02 11h49m07s dB alloggio via vanni Can. 2 MAR 30/07/02 11h48m57s dB MAR 30/07/02 11h49m07s dB Dopo l intervento correttivo m58 49m00 49m02 49m04 49m06 49m08

30 Esempi di posa in opera errati Rumore prodotto da una pompa ed interventi di riduzione 295 Esempi di posa in opera corretti Rumore prodotto da una pompa ed interventi di riduzione 296

31 Esempi di posa in opera errati 297 Esempi di posa in opera: come rimediare parzialmente 298