Valente Sonia Matricola 139047 Lezione del 16/01/003 10:30-1:30 ntroduciamo l argomento dell ACUSTCA EDLZA riprendendo il discorso della lezione precedente riguardante l acustica architettonica che ha avuto negli ultimi tempi uno sviluppo notevole. Può essere distinta in due parti: quella che si occupa della costruzione di abitazioni che abbiano a risentire il meno possibile dei rumori prodotti all esterno e quella che si interessa della costruzione di ambienti (sale, teatri, cinematografi) le cui proprietà acustiche offrano agli spettatori una udibilità buona ed uniforme. Nel decreto del Presidente del Consiglio dei Ministri del 5 dicembre 1997, definito con la sigla DPCM, sono determinati i requisiti acustici delle sorgenti sonore interne agli edifici ed i requisiti acustici passivi degli edifici e dei loro componenti in opera, al fine di ridurre l esposizione umana al rumore. Ai fini dell applicazione del presente decreto, gli ambienti abitativi sono distinti nelle categorie indicate nella tabella: 1) Categorie ) Parametri R D m,nt, L n, 1) D 55 45 58 ) A, C 50 40 63 3) E 50 48 58 4) B, F, G 50 4 55 noltre l articolo definisce come componenti degli edifici le partizioni orizzontali e verticali. Al seguente decreto sono allegate le definizioni, i metodi di calcolo e le misure delle grandezze di riferimento. Tali grandezze che caratterizzano i requisiti passivi degli edifici sono. 1) il tempo di riverberazione (T), definito dalla norma SO 338 del 1975; ) il potere fonoisolante apparente di elementi di separazione fra ambienti (R), definito dalla norma EN SO 140-5 del 1996; 3) l isolamento acustico standardizzato di facciata; 4) il livello di rumore di calpestio di solai normalizzato (L n ) definito dalla norma EN SO 140-6 del 1996. Per quanto riguarda, invece, gli indici di valutazione che caratterizzano i requisiti acustici passivi degli edifici sono: 1) indice del potere fonoisolante apparente di partuzione fra ambienti (R ) da calcolare secondo la norma UN 870 del 1987; ) indice dell isolamento acustico standardizzato di facciata (D ) da calcolare m, nt, -1-
Lezione del 16/01/003 10:30-1:30 secondo la stessa procedura;indice del livello del rumore di calpestio di solai, 3) normalizzato ( ) da calcolare secondo la procedura descritta dalla norma UN 870 del 1987. L n, Ma approfondiamo in dettaglio i 3 requisiti sopra citati. Poniamoci come ipotesi nel caso di figura 1: i t L NC =90 db r a L TRASF =60 db le due stanze sono separate da una parete di cui ci interessa determinare le proprietà di isolamento; nella stanza 1 è posta la sorgente del suono (ad esempio un altoparlante), mentre in prossimità della parete sono posti due microfoni che misurano l intensità del suono sulle due diverse facce della parete: le proprietà del divisorio si descrivono mediante il COEFFCENTE D TRASMSSONE (t), definito come rapporto tra l intensità del suono trasmesso nella stanza e l intensità del suono incidente sulla faccia rivolta nella stanza 1: t t = (1) Una parte dell intensità del suono incidente viene riflessa ( r ) e l altra viene assorbita ( ); quindi: a r = i r i dove α = 1 r (3) in quanto il riferimento acustico α è il più usato. () a = a i (4) --
Quindi supponendo: L NC = 90 db (5) L TRASF = 60 db (6) R = 30 db (7) n particolare si utilizza la grandezza detta POTERE FONOSOLANTE teorico (R): R = 10 log t 1 = -10 log t (8) l potere fonoisolante è pertanto l espressione logaritmica, in db, dell inverso del coefficiente di trasmissione. Supponiamo il caso di una struttura edilizia a più piani e con più stanze: L 1 = 90 db (9) R = db (10) se non esistessero cammini di fiancheggiamento L sarebbe di 60, ma in realtà L = 64 db (11) Quindi utilizzando la grandezza chiamata potere fonoisolante apparente R 1 = 6 db (1) -3-
Tale grandezza viene presa come riferimento dalla DPCM per fissare i valori. Per esempio in presenza di una parete divisoria verticale (tra una camera da letto e il vicino di casa) od orizzontale (tra un piano e l altro): R 1 50 db (13) Per ottenere gli indici di valutazione per i requisiti acustici passivi degli edifici è necessario eseguire le seguenti misure: il tempo di riverbero del rumore nella stanza ricevente (anche con il semplice utilizzo di un palloncino); lo spettro del rumore (sorgente) nella stanza/ambiente trasmittente; lo spettro del rumore nella stanza ricevente; lo spettro del rumore di fondo nella stanza ricevente. Occorre inoltre immettere dati dimensionali come il volume (V) della stanza ricevente e l area della parete che separa la stanza ricevente dalla stanza/ambiente trasmittente (A), poiché verranno utilizzate dal softare per il calcolo degli edifici acustici R = L 1 - L + 10 log S t (14) A (ricordando che A = 0.16 V ) T 60 Supponendo, per esempio, S t > A il potere fonoisolante sarà maggiore. Quindi al crescere delle unità assorbenti l energia si abbassa, mentre accade il contrario per quanto riguarda la superficie che ha un influenza positiva, crescente, infatti più grosso sarà l edificio, più alta sarà l energia. -4-
Per conoscere l indice di valutazione del potere fonoisolante (R ) si utilizza, dunque, la curva tipica normalizzata SO 717_1 la quale presenta intervalli di frequenza in terzi d ottava compresi tra 100 e 3150 Hz. A frequenza bassa ha una pendenza di 3 db/ottava, che scende a 1 db/ottava alle medie frequenze e si assesta a un valore costante per le alte. Per ottenere l indice di valutazione R si raffrontano la curva normalizzata con il grafico sperimentale al quale si sovrappone e successivamente lo si fa calare finchè la somma degli scostamenti positivi risulta minore di 3. Gli scostamenti positivi sono quelli per i quali il valore della curva normale è maggiore del dato sperimentale: un eccessivo scostamento significa infatti che l isolamento è inferiore rispetto al livello normalizzato. Quando si raggiunge il punto per il quale lo scostamento è inferiore a 3 si considera il valore della curva normale corrispondente alla frequenza di 500 Hz: questo valore è R. n questori ricava l indice di valutazione del potere fonoisolante nel caso di un divisorio verticale. Secondo la normativa l indice di valutazione R non è utilizzabile nel caso di due locali, dove perciò si utilizza R. -5-
Per quanto riguarda,invece, l SOLAMENTO ACUSTCO D FACCATA introduciamo il simbolo D dove D = L 1 - L (15) Per l isolamento acustico viene menzionato l indice di valutazione per l isolamento acustico standardizzato di facciata (D ), che esprime l isolamento delle pareti m, nt, esterne di un edificio e per questo si utilizza il rumore del traffico. L 1 m L Per il suo calcolo va considerata la differenza tra il livello di pressione sonora esterna, a metri dalla facciata (L 1 ) e il livello medio dell ambiente ricevente (L ) sommato a 10 log per il rapporto del tempo di riverbero e il tempo di riferimento (0.55). D = L 1 - L + 10 log m, nt, T 60 (16) T RF -6-
Per il calcolo dell indice di valutazione si procede come nel caso del potere fonoisolante. l grafico rappresenta la frequenza di coincidenza che si viene a creare in un vetro di un certo spessore quando va in risonanza per un valore di D 4 db. Ci proponiamo ora di determinare le proprietà fonoisolanti di un divisorio orizzontale, il solaio. Quello che interessa non è tanto il rumore prodotto in aria nell ambiente superiore, quanto il rumore generato dal calpestio sulla superficie divisoria; nella stanza superiore non verrà posto dunque un altoparlante ma una macchina apposita, detta macchina normalizzata di calpestio. Si tratta di un attrezzo con 5 martelli cilindrici in linea in acciaio, posti ad un interasse di 100 millimetri, che battono sul solaio per un peso di 500 grammi l uno (per questo motivo questa operazione viene compiuta dopo la verniciatura). Al piano inferiore un microfono registra i dati che mi permettono di trovare il piano di calpestio. -7-
Le sue caratteristiche tecniche, definite a norma di legge, fanno in modo che questa produca un rumore standardizzato; il livello sonoro registrato dal microfono della stanza inferiore viene denominato LVELLO NORMALZZATO D CALPESTO (L ). Questo livello sonoro non dipende soltanto dalla natura del divisorio, ma anche, in modo sensibile, dall ambiente ricevente; in particolare il suo riverbero. Si tratta dunque della differenza tra il livello di calpestio e il tempo di riverbero (considerando sempre quello di riferimento di una stanza arredata uguale a 0.5 secondi): c,nt L = L - 10 log (17) c, nt c T 60 T RF Non trattandosi di un isolamento, avere il livello grande non sarebbe buona cosa, ed è per questo che viene effettuata la differenza. Anche per il livello normalizzato di calpestio esiste un indice di valutazione, calcolato sulla falsariga dell indice di valutazione del potere fonoisolante. La curva normalizzata SO 717_ ha in questo caso un andamento speculare al precedente: Ln 60 55 50 45 40 35 30 5 0 15 10 100 15 160 00 50 315 400 500 630 Frequenze 800 1000 150 1600 000 500 3150-8-
Diversamente da prima la curva va ora fatta salire sul grafico e non scendere: gli scostamenti positivi sono quelli per i quali il livello di calpestio sperimentale è maggiore del livello normalizzato. nfatti, mentre il potere fonoisolante era una proprietà positiva, il livello di calpestio deve essere il più basso possibile; cambiato il segno agli scostamenti positivi, si ha anche in questo caso che la loro somma deve essere minore di 3. Analogamente l indice di valutazione del livello di calpestio normalizzato L è il livello della curva normale alla frequenza di 500 Hz quando è soddisfatta la seguente condizione: L c,nt 63 db (18) n, l progettista si avvale del collaudo tecnico, ma in alcune regioni come in Emilia Romagna può esserne esentato purchè utilizzi soluzioni già certificate e quindi conformi. Prendiamo un esempio di pavimentazione: battiscopa staccato pavimento incollato vasca con getto di drenazione in argilla massetto portante ad alta densità da armare (4-5 cm) materassino morbido una soluzione tecnica porterebbe il battiscopa in una posizione forzata, sollevato dal pavimento in modo tale da non creare uno spazio vuoto, e un ribaltamento parziale del materassino morbido: battiscopa staccato materassino morbido ribaltato -9-
Terminiamo parlando dello strumento utilizzato per misurare il rumore: il fonometro. (in inglese: Sound Level Meter). E essenzialmente costituito da un microfono, preamplificatori, rettificatore RMS, compressore logaritmico ed indicatore digitale (o analogico). Secondo le norme EC 651 la lettura delle misure di un fonometro deve avere una precisione che varia da 0.7 a 1 a 1.5. Quelli più semplici danno la misura del livello istantaneo del rumore, altri più complessi elaborano questa misura per dare: livello equivalente (L eq ), ossia l integrale del rumore nel tempo: praticamente un valor medio (si parla di fonometri integratori); analisi del rumore alle varie frequenze (analizzatori in bande di ottava e 1/3 ottava); analisi statistica; analisi di evento; analisi architettoniche: tempo di riverbero RT60 e perdita di trasmissione attraverso parete. l fonometro è uno strumento inventato nel 19 da A. G. Webster per determinare le grandezze acustiche oggettive ed i parametri della sensazione uditiva nei confronti dell intensità dei suoni e dei rumori. Essenzialmente è costituito da un microfono panoramico che trasforma i suoni in impulsi elettrici e da un amplificatore la cui uscita è collegata con un voltmetro a valore efficace tarato in decibel. Opportuni filtri acustici permettono di ottenere dallo strumento una sensibilità uguale a quella dell orecchio umano normale. -10-