D.P.C.M. 5 Dicembre D A,C E B,F,G

Transcript

1 D.P.C.M. 5 Dicembre 1997 Categoria Rw-Potere Isolamento Calpestio Pressione Livello fonoisolante acustico sonora continuo R w D2m,nT,w Ln,w LASmax LAeq 1D A,C E B,F,G A: residenza B: uffici C: alberghi D: ospedali E: scuole F: attività ricreative G: commerciale R w = potere fonoisolante di elementi di separazione D2m,nT,w = isolamento acustico di facciata Ln,w = livello di rumore da calpestio LASmax = liv. discontinuo di presione sonora LAeq = liv. continuo equivalente di presione sonora

2 via aerea via solida come si propaga il rumore che giunge alle nostre orecchie

3 La definizione della fisica tecnica E una rapida successione di compressioni ed spansioni di un mezzo elastico rispetto ad un valore di equilibrio

4 I movimenti delle molecole del mezzo elastico attorno alla loro posizione d equilibrio vi è trasmissione di energia non di materia

5 Perché il fenomeno suono si propaghi è necessario che le particelle dei corpi in cui il suono si propaga possano vibrare attorno alla loro posizione d equilibrio Quindi il mezzo deve essere elastico La velocità di propagazione dipende dalle proprietà elastiche e dalla densità del mezzo attraversato Queste sono le grandezze caratteristiche Densità (si misura in kg/m ³ ) Modulo di elasticità (si misura in N/m²) Velocità di propagazione (in m/s)

6 Formula c = k E/ρ C velocita di propagazione E modulo di elasticità ρ densita secondo una costante k che dipende dal mezzo

7 Primo esempio bla bla bla bla bla bla bla bla bla bla Filo teso elastico la voce si propaga

8 Secondo esempio bla bla bla bla bla Filo disteso anelastico la voce non si propaga

9 HERTZ Unità di misura della frequenza HERTZ = Lunghezza d onda in metri f=c/λ

10 La velocità dipende dalle caratteristiche del mezzo MEZZO kg/m³ N/m² m/s Ossigeno 317 Aria Velocità del suono (343 m/sec a C e 770 mm Hg) Piombo Acqua Legno 700 4,6* Rame Mattone * Cemento * Vetro * Alluminio * Acciaio * Granito 6000

11 Il comportamento dell orecchio umano L orecchio umano non è sensibile in modo ugiuale a tutte le frequenze Tracciando le curve di egual sensazione sonora risulta che siamo più sensibili alle medie frequenze (intervallo del parlato) meno sensibili alle alte frequenze ed ancor meno alle basse frequenze In pratica per avere la stessa percezione sonora un suono a bassa frequenza deve essere più forte di un suono a media frequenza Si possono tracciare le curve di egual sensazione sonora dette isofone o isofoniche

12 varie zone dell udibile

13 L ORECCHIO E SENSIBILE A LIVELLI DI UDIBILITA CHE VARIANO DA 0 a 140 db (soglia del dolore) Quindi possiamo dare un esempio di una scala dei decibel e del rumore più familiare associato 140 soglia del dolore lesione all orecchio 120 claxon ad 1 m 110 orchestra 100 metropolitana zona a rischio 90 officina 80 via a medio traffico 75 voce forte - ristorante 70 conversazione - auto zona di fatica 60 ufficio 50 salotto tranquillità (giorno) 40 abitazione 30 camera da letto 20 studio di radiodiffusione riposo (notte) 0 soglia di udibilità

14 alcune fra le più comuni sorgenti sonore

15 ASSORBITA Wi = Wr + Wa + Wt Quando un suono di una determinata energia Wi arriva su una parete, una parte dell energia Wr viene riflessa, una parte Wa assorbita ed una parte Wt trasmessa

16 INTENSITA SONORA QUANTITA DI ENERGIA CHE PASSA ATTRAVERSO L UNITA DI AREA NELL UNITA DI TEMPO potenza sonora (W) L INTENSITA SONORA I = w A area di fronte d onda (m 2 )

17 INTENSITA SONORA PRESSIONE AL QUADRATO SU DENSITA DEL MEZZO PER VELOCITA DI PROPAGAZIONE pressione al quadrato (N/ m 2 ) 2 L INTENSITA SONORA I = P 2 ρc densità (kg/m 3 ) velocità (m/s) Ecco perché possiamo parlare indifferentemente sia di energia che di pressione

18 Decibel db = 10 log I/I 0 I 0 = W/m 2 db = 10 log (p/p 0 ) 2 = 20 log p/p 0 P 0 = N/m 2

19 Decibel La scala di misura La sensibilità del nostro udito varia da W/m 2 cioè 1/ W/m 2 a 10 W/m 2 Non posso più usare una scala lineare ma devo usare una scala logaritmica

20 I db si sommano in modo logaritmico e quindi due suoni da 70 db danno origine a 73 db e non a 140 db 70 db 73 db 76 db

21 Comportamento dei materiali Legge della massa R = 20 log f M s - 48 il potere fonoisolante R di elementi monostrato, realizzati con materiale omogeneo e con rigidità trascurabile, varia di circa 3 db quando la massa superficiale si raddoppia o si dimezza; In pratica un elemento più pesa e più isola, ma questo non è sempre vero!

22 Vi sono due momenti di crisi: la frequenza di risonanza fn (o frequenza naturale) e la frequenza di concidenza fc risonanza coincidenza

23 Frequenza critica di coincidenza per materiali comunemente impiegati in edilizia per uno spessore di 1 cm

24 Frequenza di concidenza in funzione del tipo di materiale e dello spessore

25 Perché si usa comunemente il piombo per l isolamento acustico Perché possiede I seguenti requisiti: Massa elevata Modulo di elasticità molto basso (è praticamente anelastico) Frequenza di risonanza molto bassa (sotto l udibile) Frequenza di coincidenza molto elevata (oltre l udibile) Facile lavorabilità Del tutto inerte dal punti di vista ambientale (il piombo puro ovviamente)

26 Metodo grafico previsto dalle norme europee ISO per la determinazione dell indice di valutazione del potere fonisolante R w

27 Caso del laboratorio 13 vie di fuga reali contro una sperimentale Caso pratico

28 Ma quando un elemento monolitico non ci basta più dobbiamo ricorrere ad elementi stratificati Sistema massa + molla + massa

29 contropareti come sistemi massa + molla + massa a masse diverse devono corrispondere molle diverse

30 Elementi stratificati R = 14 log m per frequenze = da 1khz e 125<f<3150 si apporta una correzione di 4dB/ott PARETE SINGOLA (X)KG = 30 db (1 khz) PARETE DOPPIA 2 (X) KG = 33 db (1 khz) R = 14 log (m1 + m2) + 12 R = 14 log (m1) log (m2) + 12 PARETE ARIA PARETE 2 (X) KG = 55 db (1 khz) UTILIZZANDO UN SISTEMA MASSA + MOLLA + MASSA

31 emissione A B ricezione C Una stanza come molla A B C

32 SISTEMA MASSA + ARIA + MASSA TRATTA DI PARETI DISACCOPPIATE IN TEORIA ARIA teoria (a) pratica LA RESA DEI 55 db SI RIDUCE ENORMEMENTE VINCOLO ENTRANO IN GIOCO FENOMENI DI RISONANZA Fo= K (1/m + 1/m2) 1/a NECESSITA CALIBRARE k m a FENOMENI DI COINCIDENZA COSTRINGONO ALL USO DI SPESSORI DIVERSI

33 ACCORGIMENTI PER GLI ELEMENTI MULTISTRATO SI DEVE CALIBRARE d SPESSORE DELL INTERCAPEDINE PER ABBASSARE fn SI DEVE USARE MATERIALE FONOASSORBENTE NELL INTERCAPEDINE PER RIDUZIONE fn ED AUMENTARE R ALLE ALTE FREQUENZE SI DEVONO USARE PARETI DIVERSE PER EVITARE fc

34 Comunicazione acustica tra ambienti in funzione della collocazione delle porte ESEMPI DI REGOLE PER UNA CORRETTA PROGETTAZIONE Ponte sonoro dovuto alla vicinanza delle finestre NO NO SI SI

35 Attenuazione della propagazione del rumore tra ambienti diversi mediante zone filtro degenza armadio disimpegno servizio igienico connettivo

36 Variazione della modalità di propagazione delle onde sonore all esterno di un insediamento in funzione della disposizione planimetrica degli edifici

37 EDIFICI ALTI COSTITUISCONO UNA PROTEZIONE ACUSTICA NEI CONFRONTI DI FABBRICATI BASSI UBICATI DALLA PARTE OPPOSTA RISPETTO ALLA SORGENTE SONORA

38 EDIFICI DI MINORE ALTEZZA CONTRIBUISCONO ALLA DIFFUSIONE SONORA NEI CONFRONTI DI ORGANISMI EDILIZI ALTI COLLOCATI DALLA PARTE OPPOSTA RISPETTO ALLA FONTE DEL RUMORE

39 FONOASSORBIMENTO (da non confondere con fonoisolamento!)

40 ENERGIA RIFLESSA Wi Wr Ci occupiamo di questa componente Wa Wa Wt Wi=Wa+Wr+Wt

41 Lunghezze e quindi tempi di percorrenza diversi per le onde dirette e per le onde rilflesse

42 FONOASSORBIMENTO MECCANISMI FONDAMENTALI 1) porosità 2) risonanza di cavità 3) risonanza di membrana

43 ASSORBIMENTO ACUSTICO DI UN MATERIALE POROSO Pannello liscio Pannello poroso come le onde del mare che si infrangono contro un molo o contro una scogliera

44 MATERIALI POROSI E RESISTENZA AL FLUSSO DELL ONDA DI PRESSIONE

45 Per ottenere un miglioramento dell efficacia, alle basse frequenze è necessario collocare il pannello ad una distanza pari a l/4 dalla parete rigida Esempio: a 2000 Hz corrisponde una lunghezza d onda l=c/f = 334 / 2000= ml 0.17 dovremmo adottare un pannello di cm 17/4 = 4.25 Se applichiamo l esempio precedentea 500 hz dovremo usare un pannello di cm 17 questo sta a testimoniare quanto sia difficile assorbire le basse frequenze

46 RISONANZA DI CAVITA V S La cavità V comunicante con l ambiente perturbato attraverso l apertura a collo s è in grado di dissipare in modo efficace e selettivo energia acustica nell intorno della frequenza di risonanza fn TEATRO GRECO materiale poroso pann. forato intercap.

47 Analogia meccanica del risonatore: se le dimensioni della foratura sono molto piccole rispetto a quelle dell intercapedine, quando le onde sonore penetrano nel risonatore, l aria contenuta all interno delle piccole cavità si comporta come una massa oscillante, l aria dell intercapedine può invece essere paragonata ad una molla che subisce una serie di compressioni ed espansioni

48 RISONANZA DI MEMBRANA Pannello + aria intercapedine L aria chiusa nella cavità funziona da AMMORTIZZATORE

49 Il solito schema massa molla F = 1/2p k/m

50 Rumori da calpestio = rumori impattivi rumori per contatto Questi rumori hanno un elevato contenuto energetico

51 Come si misura il rumore da calpestio?? VIENE GENERATO DA UNA MACCHINA NORMALIZZATA

52 UNA CORRETTA PROTEZIONE DA RUMORI AEREI E RUMORI IMPATTIVI Controllo della propagazione

53 Il comportamento del rumore da calpestio va affrontato con lo stesso criterio massa molla massa

54 CONTROLLO DEL LIVELLO DI RUMORE DA CALPESTIO IN UN SOLAIO pavimento perdite laterali solaio soffitto sospeso pavimento strato di supporto smorzante Il risultato migliore viene sempre ottenuto con un pavimento galleggiante

55 Particolare di un pavimento galleggiante PARETE INTONACO BATTISCOPA PAVIMENTO ELEMENTO ELASTICO MASSETTO STRATO IMPERMEABILE ELEMENTO ELASTICO SOLAIO

56 Criteri di montaggio degli apparecchi sanitari che consentono di limitare la propagazione dei rumori alle strutture di sostegno elementi elastici antivibranti Antivibrante neoprene 5 mm rompigetto neoprene da 5 mm tra mensola e lavabo tubo flessibile antivibrante antivibrante

57 Isolamento delle tubazioni dagli elementi di supporto ottenuto con l interposizione di materiali resilienti Riduzione della trasmissione delle vibrazioni da un rubinetto ad un elemento murario mediante la posa in opera di un anello in gomma e di materiale resiliente materiale resiliente anello in gomma isolante materiale resiliente

58 INFISSO DOTATO DI GUARNIZIONI DI TENUTA Guarnizione fermavetro interna Guarnizione fermavetro esterna Guarnizione di battuta

59 PORTA CON SOGLIA A TENUTA D ARIA FELTRO