FORMULARIO DI ACUSTICA AMBIENTALE

1 FORMULARIO DI ACUSTICA AMBIENTALE ANNO 01-013 PROF. ING. RICCARDO FANTON

VERSIONE 03-014

3 FORMULARIO Equazione di un onda armonica piana : y Asen[ k( x Vt)] Equazione di un onda armonica sferica: y sen kr t A r Lunghezza d onda: V VT Numero d onde: k Densità di energia: E D Vol ba Intensità di un onda: I E St W I I ba V b A c S potenza : W E t velocità di un onda sonora nell aria: c p c RT M formule sperimentali per la velocità del suono: Per la temperatura T in Kelvin: Per la temperatura t in Celsius: [m/s] [m/s] Per i solidi: [m/s] pressione efficace di un suono: costante b delle onde sonore ( densità dell aria): intensità di un onda sonora: densità di energia media di un onda piana: densità di energia di un onda sferica:

frange d interferenza costruttiva di due sorgenti di onde sferiche in fase: 4 r n con n = 0,1,,3 Frange d interferenza distruttiva di due onde sferiche in fase: r con n = 0,1,,3 n 1 Onde stazionarie: L n con n = 1,,3,. sen iˆ sen rˆ 1 Rifrazione, formula di Snell: n1 Il decibel, livello di pressione sonora: L 10 lg P db P0 Vari tipi di livelli sonori: V V Dove W L W 10log W L I 10log W I 0 0 10 10 1 1 I I 0 W 0 W m L D 10log D D P L P 10log P 0 0 1 10log 11 4 10log r 0log r Collegamento L I con L W per onde sferiche: L I L W 0log r 11 Pressione minima percepibile: Intensità minima percepibile: I P0 10 P 5 Pa 5 10 1 3 0 0 10 W / 0c 400 m Impedenza acustica: p z 0c v =400 in condizioni normali 1 I0 10 15 j Densità di energia minima percepibile: I Dc D0.9410 3 c 340 m

5 31.5 40 50 63 80 100 15 160 00 50 315 400 500 630 800 1000 150 1600 000 500 3150 4000 5000 6300 8000 10000 1500 16000 0000 5 Con queste costanti si ha: L I L D L P Curva di ponderazione A 10 db 0-10 -0-30 -40-50 Frequenza (Hz) Tabella 1: Ponderazione A

6 Fattore di direttività: Indice di direttività: Q = I / I o D = 10 log Q (db) (non confondere con la densità di energia) Per la propagazione in campo libero di una sorgente puntiforme si ha: L I = L p = L W - 0 log r - 11 + 10 log Q (db) ONDE CILINDRICHE Dati: L wi = livello di potenza prodotto da un veicolo n = numero di veicoli transitati nell intervallo di tempo t t = intervallo di tempo di transito degli n veicoli v = velocità media di transito della colonna di n veicoli l = vt lunghezza della colonna di n veicoli r = distanza dalla colonna di veicoli del punto in cui si vuol conoscere il livello di pressione. ONDE SEMICILINDRICHE Dati: stessi significati dei simboli di quelle cilindriche

7 Coefficienti di assorbimento acustico dell'aria in db/km (dalla Norma ISO 9613-1) per alcune combinazioni di temperatura e umidità relativa dell'aria, Frequenze centrali di banda di ottava T( C) U,R,(%) 63 15 50 500 1000 000 4000 8000 10 70 0,1 0,41 1,04 1,93 3,66 9,66 3,8 117,0 15 0 0,7 0,65 1,,70 8,17 8, 88,8 0,0 15 50 0,14 0,48 1,,4 4,16 10,8 36, 19,0 15 80 0,09 0,34 1,07,40 4,15 8,31 3,7 8,8 0 70 0,09 0,34 1,13,80 4,98 9,0,9 76,6 30 70 0,07 0,6 0,96 3,14 7,41 1,7 3,1 59,3 BARRIERE ACUSTICHE = A + B - C N f c a) In caso di sorgenti puntiformi: L = 10log( 3 0N ) b) In caso di sorgenti lineari: L 10log( 55. N ) Numeri di Fresnel

8 FORMULA DI KURZE PER LE BARRIERE L 5 0log N tanh N Limiti di rumore La legge italiana stabilisce dei limiti di rumore per tutelare la salute dei cittadini. Sia sul posto di lavoro che nell ambiente esterno esistono dei limiti che è obbligatorio rispettare se non si vuole incorrere in pesanti sanzioni. Sul posto di lavoro, come detto, il livello viene misurato come livello di esposizione personale e la legge stabilisce 4 fasce di rumorosità: Sotto 80 dba Tra 80 dba e 85 dba Tra 85 dba e 90dBA Oltre 90 dba il rumore è considerato tollerabile senza che il lavoratore subisca danni permanenti; sono obbligatorie visite periodiche per i lavoratori e controlli costanti sul rumore per tentare di ridurlo; obbligo di intervento sui macchinari in quanto la legge proibisce l utilizzo di macchine che producono un livello di rumore superiore a 85 dba. Inoltre sono obbligatorie visite ogni anno per i dipendenti; in questo caso è necessaria una denuncia entro 60 giorni alle autorità competenti. In mancanza di una denuncia, la fabbrica può incorrere nella chiusura e in una multa (intorno ai 30000) per ogni giorno successivo al 60. Tabella Errore. L'argomento parametro è sconosciuto.: Limiti di rumore nell'ambiente di lavoro In ambiente esterno invece esistono limiti diversi. La legge stabilisce 6 zone con limiti di rumore diversi per il periodo diurno e per quello notturno.

9 Le zone sono riassunte nella tabella seguente: Zona Limite diurno (dba) Limite notturno (dba) Nome zona 1 50 40 Alta cautela (ospedali, scuole,...) 55 45 Residenziale 3 60 50 Campagna 4 65 55 Centri storici 5 70 60 Industriale normale 6 80 70 Esclusivamente industriale Tabella A Limiti di rumore in ambiente esterno Campo riverberante Densità di energia diffusa nel campo riverberante Tempo di riverberazione Tc=0.161V/A* A*=Sa i S i +SA i VALORI DI PROGETTO PER IL TEMPO DI RIVERBERAZIONE DI UN AMBIENTE: Dove le costanti K ed n valgono nei vari casi: - Parola K=0.3-0.4 n=6-9 - Musica leggera K=0.5-0.6 n=6-9 - Musica classica K=0.7-0.8 n=6-9 LIVELLO SONORO IN CAMPO RIVERBERANTE Dove costante di sala

10 LIVELLO SONORO IN CAMPO SEMIRIVERBERANTE Ambienti chiusi Coefficienti di assorbimento, riflessione e trasmissione W = W r + W a + W t. Dividendo per W si ottiene: 1 = r + a S + t Coefficiente di assorbimento apparente: a= 1 - r; potere fono isolante: R = 10 lg 1/ t Curva ISO717-1 f 100 15 160 00 50 35 400 500 630 800 1000 150 160 00 500 3150 R w 33 36 39 4 45 48 51 5 53 54 55 56 56 56 56 56 Per determinare il valore di R w si deve traslare la curva ISO 717-1 rispetto a quella die valori sperimentali per bande diterzi di ottava fino a che è soddisfatta la condizione: Dove i termini tra parentesi sono gli scarti solo positivi, n il numero di scarti positivi N=16 cioè le frequenze considerate per le bande di terzi di ottava. Legge di massa

11 - PARETI SEMPLICI Formula del CEN (Centro Europeo Normative) valida per m > 150 kg/m che da valori molto attendibili. - PARETI DOPPIE R w = 37.5log m 4 Per pareti in laterizio con intercapedine >5 cm riempita di materiale fibroso e densità superficiale 80<m <400 kg/m : - PARETI IN LASTRE DI GESSO RIVESTITE Per pareti con almeno 5 cm di intercapedine riempita di lana minerale sperimentalmente si ottiene: - SOLAI IN LATERO-CEMENTO Per solai in latero-c.to con 50<m <500 kg/m si può utilizzare con buona approssimazione: - VETRI MONOLITICI E VETRO-CAMERA Rw=1 log m + 17 - VETRI STRATIFICATI Rw= 1 log m +19 - VETRO CAMERA CON LASTRA STRATIFICATA Rw=1 log m + - POTERE FONOISOLANTE COMPOSTO La relazione che segue consente di calcolare tale valore in funzione del potere fonoisolante (R i ) e delle superfici (S i ) delle singoli parti che costituiscono la parete:

1 - CALCOLO DELL INDICE DI VALUTAZIONE DEL POTERE FONOISOLANTE APPARENTE DI UNA PARETE. Norme UNI EN 1354. Per ogni percorso si deve calcolare : Dove è l indice di valutazione di potere fonoisolante della struttura i priva di elementi di rivestimento (pavimenti galleggianti, contropareti, controsoffitti) è l indice di valutazione del potere fonoisolante della parete j con gli stessi criteri. è l incremento dell indice di valutazione di potere fonoisolante dovuto ad eventuali rivestimenti lungo il percorso ij (pavimenti galleggianti, contropareti, controsoffitti) K ij è l indice di riduzione delle vibrazioni del percorso ij S è l area della partizione è la lunghezza del giunto tra le strutture ij considerate. Per determinare K ij si procede nel seguente modo: Dove : è la densità superficiale dell elemento ortogonale all elemento i con esso connesso nel giunto considerato è la densità superficiale dell elemento i nel percorso ij considerato. Il potere fonoisolante apparente della parete risulta dalla: Nelle tabelle seguenti sono riportati, in funzione di M, i valori di K ij in base al tipo di giunto ed al tipo di percorso considerati.

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15 - CALCOLO SEMPLIFICATO DELL INDICE DI VALUTAZIONE DEL POTERE FONOISOLANTE APPARENTE DI UNA PARETE. - I valori di CL si trovano nelle seguenti tabelle:

16 - CALCOLO DELL ISOLAMENTO ACUSTICO DI FACCIATA Norma UNI EN 1534-3 D m,nt = L 1,m - L + 10 lg (T/ 0.5) dove T é il tempo di riverberazione dell'ambiente ricevente (s) e 0.5 s un valore di riferimento. (i pedici significano: m-> misurato a due metri dalla facciata, nt normalizzato rispetto al tempo di riverberazione T 0 =0.5) che diventa: - CALCOLO DEL LIVELLO DI RUMORE DA CALPESTIO - L indice del livello di rumore da calpestio viene calcolato con la seguente formula: - Dove:

17 - è il livello di rumore da calpestio equivalente riferito al solaio nudo, privo dello strato di pavimento galleggiante (se esiste); - è l indice di valutazione relativo alla riduzione dei rumori di calpestio dovuto alla presenza del pavimento galleggiante ; - K è la correzione da apportare per la presenza di trasmissione laterale di rumore. Il suo valore dipende dalla massa superficiale del solaio nudo e dalla media delle densità di massa superficiale delle strutture laterali. - Valore di L nweq del solaio nudo : - Pavimento galleggiante Con s rigidità dinamica in MN/m 3 del materiale resiliente impiegato nel pavimento ed m la densità di massa superficiale dello stesso. I valori di K si ottengono dalla seguente tabella: Valutazione da dati sperimentali: n.b. Si procede nella stessa maniera vista per la ISO717-1 TRANNE CHE IL SEGNO QUESTA VOLTA è CAPOVOLTO infatti:

18 CURVA ISO 717- f 100 15 160 00 50 35 400 500 630 800 1000 150 160 00 500 3150 R w 6 6 6 6 6 6 61 60 59 58 57 54 51 48 45 4 NORMATIVA -TABELLA A: CLASSIFICAZIONI DEGLI AMBIENTI ABITATIVI (art. ) Categoria A: edifici adibiti a residenza o assimilabili; Categoria B: edifici adibiti ad uffici e assimilabili; Categoria C: edifici adibiti ad alberghi, pensioni ed attività assimilabili Categoria D: edifici adibiti ad ospedali, cliniche, case di cura e assimilabili Categoria E: edifici adibiti ad attività scolastiche a tutti i livelli e assimilabili Categoria F: edifici adibiti ad attività ricreative o di culto o assimilabili Categoria G: edifici adibiti ad attività commerciali o assimilabili TABELLA B: REQUISITI ACUSTICI PASSIVI DEGLI EDIFICI, DEI LORO COMPONENTI E DEGLI IMPIANTI TECNOLOGICI Categorie di cui alla Tab. A Parametri R w (*) D m,nt,w L n,w L ASmax L Aeq 1. D 55 45 58 35 5. A, C 50 40 63 35 35 3. E 50 48 58 35 5 4. B, F, G 50 4 55 35 35 (*) Valori di Rw riferiti a elementi di separazione tra due distinte unità immobiliari. Materiali fonoassorbenti DL (f) = 10 lg (A/ A1) con A = a isi ( m ) dove Si ed a i sono rispettivamente l'area ed il coefficiente di assorbimento acustico apparente della porzione iesima della superficie che delimita l'ambiente.

19 NORMATIVA Livello continuo equivalente di pressione sonora ponderata "A" relativo al tempo a lungo termine TL (L Aeq,TL ): L Aeq, TL Livello sonoro di un singolo evento L AE, (SEL) PROPRIETA DEI LOGARITMI N 1 0.1( L Aeq, TR ) i 10 log 10 db(a) N i1 t 1 LAE 10log t0 t1 p A ( t) dt p0 SEL db(a) I logaritmi godono di una serie di proprietà tra le quali interessano le seguenti: N.B. con log si intende logaritmo in base 10 (cioè log 10 ) 1) il logaritmo di un prodotto di fattori positivi è uguale alla somma dei logaritmi dei singoli fattori: log(b. c. d.) = log b + log c + log d+.. ) il logaritmo di un quoziente di due numeri positivi è uguale alla differenza tra il logaritmo del dividendo ed il logaritmo del divisore: 3) il logaritmo della potenza di un numero positivo, ad esponente reale qualunque, è uguale al prodotto dell esponente per il logaritmo della base della potenza: 4) la funzione inversa del logaritmo in base 10 è:

CARATTERISTICHE DEI MATERIALI 0

1

3

4