OTTIMIZZAZIONE DELLE PROPRIETÀ ASSORBENTI DI UNA BARRIERA STRADALE ANTIRUMORE SOSTENIBILE IN LEGNO E LANA

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1 Associazione Italiana di Acustica 43 Convegno Nazionale Alghero, maggio 2016 OTTIMIZZAZIONE DELLE PROPRIETÀ ASSORBENTI DI UNA BARRIERA STRADALE ANTIRUMORE SOSTENIBILE IN LEGNO E LANA Andrea Prato, Andrea Pavoni Belli INRIM, Torino 1. Introduzione All interno del Progetto Regionale di Sviluppo Rurale B.A.L.LA. 2 (Barriere Antirumore in Legno e LAna), è stato effettuato uno studio approfondito coordinato da INRIM, dalla Soc. Coop. Valli Unite del Canavese e Comunità Montana Valli Orco e Soana, circa l ottimizzazione di una barriera stradale antirumore sostenibile. In particolare si sono valutate diverse soluzioni progettuali finalizzate al miglioramento delle prestazioni acustiche della barriera. Sono state effettuate numerose prove sia di assorbimento acustico con diversi soluzioni costruttive che di isolamento acustico per via aerea, secondo le normative UNI EN :2013 [1], UNI EN :2013 [2], ISO 354:2003 [3], ISO :2010 [4]. Poichè nel progetto precedente, grazie al quale si ideò la barriera stradale, si ottennero valori di assorbimento acustico molto bassi per diverse configurazioni (DL α =3 4 db, categoria A1), è stato necessario ottimizzare e modificare la composizione della barriera al fine di migliorarne le proprietà assorbenti. 2. Composizione della barriera La barriera, in moduli 1 m x 3 m, è composta da (stratigrafia): tavolato maschiato in castagno (spessore 2.2 cm), intercapedine con lana di pecora sucida (con spessore variato tra 5.4 cm e 10 cm), listellato in castagno discontinuo (spessore 2 cm). In figura 1 è mostrata la barriera stradale posizionata in camera riverberante durante le prove di assorbimento acustico mentre in figura 2 sono riportate la pianta e la sezione della barriera nella configurazione iniziale. 1

2 Figura 1 La barriera stradale antirumore in legno e lana in camera riverberante. Figura 2 Pianta e sezione della barriera antirumore in legno e lana. 2

3 3. Ottimizzazione dell assorbimento acustico Per ottimizzare le prestazioni acustiche di assorbimento, si è agito su due parametri principali: la percentuale di copertura del listellato discontinuo frontale per aumentare l assorbimento per risonanza di cavità alle frequenze medio-basse e la densità di lana nell intercapedine. Dapprima, sono state effettuate misure di assorbimento acustico in camera riverberante per valutare sia la percentuale ottimale di copertura del listellato discontinuo, posto di fronte alla barriera come copertura della lana, sia la quantità di lana all interno dell intercapedine da 5.4 cm, spessore della barriera progettata inizialmente. Da tali misure, figura 3, si nota, come previsto, che all aumentare della densità di lana e al diminuire della percentuale di copertura, l assorbimento acustico alle medio-alte frequenze migliora notevolmente. I risultati migliori sono ottenuti con copertura assente e quantità di lana di circa 30 kg per 12 m 2 di superficie (densità di 46.3 kg m -3 ). Figura 3 Coefficiente di assorbimento acustico, α, con diverse configurazioni di copertura e quantità di lana. Tuttavia, la necessità strutturale di avere la copertura con un listellato discontinuo ha comunque reso accettabili i risultati ottenuti con una copertura del 30% e una quantità di lana pari a 30 kg in 12 m 2 (curva azzurra in figura 3). Per aumentare la stabilità della lana presente all interno della barriera è stato necessario successivamente inserire, tra la lana e la serie di listelli discontinui frontali, una rete metallica con foratura di 2 cm con funzione contenitrice. A causa della diminuzione dell assorbimento acustico dovuto all introduzione della rete metallica, altamente riflettente, si è reso necessario aumentare lo spessore dell intercapedine compreso tra il listellato frontale discontinuo e il listellato posteriore continuo in modo da incrementare la densità della lana per compensare l effetto riflettente della rete metallica. In particolare si è passati da uno spesso di intercapedine di 5.4 cm a uno di 10 cm. Nonostante i buoni risultati di assorbimento ottenuti (α w =0.85), l aumento di spessore dell intercapedine non è stato sufficiente per ottenere i valori di assorbimento acustico desiderati secondo la normativa (DL α =7 db, categoria A2), a fronte di un risultato aspettato almeno di categoria A3. A seguito di ciò, si è deciso di agire sulla percentuale di copertura del listellato frontale. Sono state effettuate così altre misure nella quale sono state testate diverse percentuali di copertura fino al raggiungimento dei valori di assorbimento acustici desiderati. 3

4 Tra quelle testate (30% 22%, 20%, 18%, 15%) quella corrispondente al 18% ha fornito i risultati migliori sia dal punto di vista di assorbimento acustico che dal punto di vista di stabilità strutturale necessaria alla barriera per contenere la lana interna. In figura 4, sono riportati i valori di assorbimento acustico in terzi d ottava per una copertura del 18% e una quantità di lana pari a circa 60 kg su 12 m 2 di superficie in un intercapedine di 10 cm (ovvero una densità di 50.0 kg m -3 ). Come si vede per frequenze maggiori di 200 Hz, i valori di α sono compresi tra 0.8 e 1. Rispetto alle misure precedenti di figura 3, si evince un aumento considerevole dell assorbimento acustico tra 200 Hz e 400 Hz. Con tale configurazione si è ottenuto un DL α pari a 8 db e quindi una classificazione soddisfacente della barriera in categoria A3. Figura 4 Coefficiente di assorbimento acustico, α, con un intercapedine di 10 cm, una copertura del 18% e una densità di lana pari a 50.0 kg m -3. Infine sono state effettuate misure di potere fonoisolante in laboratorio (superficie di 10 m 2 ) con un intercapedine di 5,4 cm e di 10 cm. I risultati della misura, relativi alla barriera definitiva (intercapedine da 10 cm), sono mostrati in figura 5. Come si nota dal grafico l isolamento acustico aumenta in frequenza ed è stato ottenuto un R W di 30.6 db (categoria B3). 4

5 Figura 5 Misura del potere fonoisolante con un intercapedine di 10 cm, una copertura del 18% e una quantità di lana pari 60 kg in 12 m Conclusioni Diverse soluzioni costruttive sono state valutate al fine di migliorare le prestazioni acustiche di una barriera stradale antirumore in legno e lana. Quella composta da un listellato frontale discontinuo con una percentuale di copertura del 18% e l inserimento di una rete metallica contenitrice e una densità di lana di pecora sucida pari a 50 kg m -3 inserita nell intercapedine di 10 cm ha fornito i risultati migliori. In accordo con le normative UNI EN :2013 e UNI EN :2013, sono stati ottenuti per l indice di valutazione della prestazione di assorbimento acustico DL α un valore di 8 db (categoria A3) e per l indice di valutazione della prestazione di isolamento acustico per via aerea DL R un valore di 27 db (categoria B3). Rispetto al progetto precedente (B.A.L.LA.) si è passati da una categoria A1 a una categoria A3 per quanto riguarda all assorbimento acustico. Anche il potere fonoisolante, nonostante i buoni valori raggiunti già nel progetto precedente (categoria A3), è stato incrementato di circa 2 db (R W da 28 db a 30.6 db). 5. Ringraziamenti Si ringraziano Alessandro Mossano (Segheria Valle Sacra) per la realizzazione della barriera stradale, l Ing. Paolo Piatti (studio associato GES.TER) per il continuo confronto tecnico-scientifico, la Regione Piemonte per il contributo economico, la Coop. Valli Unite del Canavese e la Comunità Montana Valli Orco e Soana come partner del progetto. 6. Bibliografia [1] UNI EN :2013, Dispositivi per la riduzione del rumore da traffico stradale - Metodo di prova per la determinazione della prestazione acustica - Parte 1: Caratteristiche intrinseche di assorbimento acustico. [2] UNI EN :2013, Dispositivi per la riduzione del rumore da traffico stradale - Metodo di prova per la determinazione della prestazione acustica - Parte 2: Caratteristiche intrinseche di isolamento acustico per via aerea in condizioni di 5

6 campo sonoro diffuso. [3] UNI EN ISO 354:2003, Acustica - Misura dell'assorbimento acustico in camera riverberante. [4] UNI EN ISO :2010, Acustica - Misurazione in laboratorio dell'isolamento acustico di edifici e di elementi di edificio - Part 2: Misurazione dell'isolamento acustico per via aerea. 6