-Legislazione e normative di riferimento
-Isolamento acustico :
-
Per via aerea
-
Del calpestio
-
Di facciata
-Esercizi commentati sugli argomenti trattati
-Link a siti che trattano gli argomenti visti
Introduzione
In queste pagine verrà
trattato il problema dell’isolamento acustico.Sebbene l’isolamento e l’acustica
in generale siano stati oggetto di studio anche nell’antichità(i greci hanno
raggiunto mirabili risultati),solo negli ultimi anni questa scienza ha subito
una vera e propria impennata dovuta al bisogno di isolare gli edifici dai
rumori sempre più vari e molesti.Parallelamente a questa necessità scatenante
si è avuto (e si sta avendo) un deciso miglioramento della tecnologia e si è
anche venuta a creare una classe di tecnici e di professionisti che fino a
trent’anni fa non esisteva.Ciò fa si che l’acustica e le strategie per
risolvere i problemi ad essa connessi(come l’isolamento) siano in continua
evoluzione.
Parallelamente si è
venuta a creare anche una serie di leggi che ne regolamentano le
applicazioni.Purtroppo però,accade spesso che, in virtù della relativa
giovinezza di questa scienza e della grande competenza tecnica richiesta per
comprenderne anche gli sviluppi che paiono più elementari,il legislatore non
sia in grado di trovare risposte soddisfacenti.Si possono perciò a volte
trovare alcune differenze tra i vari stati o addirittura contraddizioni interne
tra le normative vigenti di uno stesso stato.
Le principali norme
vigenti nel nostro paese sono riportate di seguito
-
Legge 447 : Legge quadro sull’acustica
-
EN 20140 :Misure in opera e in laboratorio
-
EN 3022 :Prove di laboratorio
-
EN 12354 :Prestazioni acustiche dei componenti
-
EN
20717 :Isolamento acustico degli
edifici
-
DPCM 14.11.97 :Limiti per
le sorgenti sonore
-
DPCM 5.12.97 :Requisiti
acustici passivi degli edifici
-
Circolare
3150 del Ministero dei LLPP del 1967: Requisiti acustici per le scuole
La legge 447 affida la
stesura delle normative tecniche all’UNI ,che a sua volta alle indicazioni
dell’ISO. Siccome altri paesi europei si basano sull’ISO si ha una certa
uniformità tra molti paesi europei ;uniformità che prima non era presente(basti
vedere le date dei DPCM).
La nostra legislazione in
materia classifica i vari ambienti abitativi e per ogni categoria riporta i
valori massimi dei parametri consentiti dalla legge.
Categoria
A
|
edifici adibiti a residenza o assimilabili; |
Categoria B |
edifici adibiti ad uffici ed 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 |
TABELLA 1:
Classificazione degli edifici
Categorie di cui alla Tab. A |
Parametri |
||||
Rw (*) |
D2m,nT,w |
Ln,w |
LASmax |
LAeq |
|
1. D |
55 |
45 |
58 |
35 |
25 |
2. A, C |
50 |
40 |
63 |
35 |
35 |
3. E |
50 |
48 |
58 |
35 |
25 |
4. B, F, G |
50 |
42 |
55 |
35 |
35 |
(*) Valori di Rw riferiti a elementi di separazione tra due
distinte unità immobiliari
TABELLA 2:parametri
relativi ad ogni categoria
UNI 10708-1 |
31/12/1997 |
Acustica. Misurazione dell’isolamento
acustico in edifici e di elementi di edificio. Misurazioni in opera
dell’isolamento acustico per via aerea tra ambienti. (Codice ICS:
91.120.20) |
UNI 10708-3 |
31/12/1997 |
Acustica. Misurazione dell’isolamento
acustico in edifici e in elementi di
edificio. Misurazioni in opera dell’isolamento dal rumore di calpestio
di solai. (Codice ICS: 91.060.30 91.120.20) |
UNI 10844 |
30/11/1999 |
Acustica -
Determinazione della capacità di fonoassorbimento degli ambienti chiusi (Codice
ICS: 17.140.01 91.120.20) |
UNI 8270-6 ISO 140 |
31/01/1988 |
Acustica.
Misura dell' isolamento acustico in edifici ed elementi di edificio. Misura
in laboratorio dell' isolamento dai rumori di calpestio di solai. (Codice
ICS: 91.120.20) |
UNI EN 20140-10 |
31/07/1993 |
Acustica.
Misura dell'isolamento acustico in edifici e di elementi di edificio. Misura
in laboratorio dell'isolamento acustico per via aerea di piccoli elementi di
edificio. (Codice ICS: 91.120.20) |
UNI EN 20140-2 |
31/03/1994 |
Acustica.
Misura dell'isolamento acustico di edifici e di elementi di edificio. Determinazione, verifica e
applicazione della precisione dei
dati. (Codice ICS: 17.140.01 91.120.20) |
UNI EN 20140-9 |
31/01/1998 |
Acustica. Misurazione dell'isolamento
acustico in edifici e in elementi di edificio. Misurazione in laboratorio
dell'isolamento acustico per via aerea da ambiente a ambiente coperti dallo
stesso controsoffitto. (Codice ICS:
91.120.20) |
TABELLA 3- principali norme riguardanti
gli edifici
Il suono si può
propagare in svariati modi e le
classificazioni possono essere molteplici a seconda delle esigenze e dei
parametri che si considerano.Siccome noi ci occupiamo prevalentemente di
edifici diremo che il suono si può propagare per via diretta ,via
aerea ,via strutturale.
Si dice propagazione
diretta quando il suono non incontra nessun ostacolo davanti a sé,cioè quando
l’onda sonora si può propagare liberamente(per esempio due persone che parlano
nella stessa stanza).Si parla di propagazione per via aerea quando il mezzo di
propagazione del suono è l’aria,ma vi sono ostacoli tra la sorgente e la
destinazione.Nella fattispecie se l’ostacolo è per esempio una parete dell’
edificio si usa la parola aerea poiché la parete è sollecitata da onde
sonore(per esempio quando si ode la voce di una persona provenire da un’altra
stanza).
Si parla invece di
propagazione strutturale quando il suono è prodotto direttamente applicando
forze meccaniche alla struttura dell’ edificio.
Figura 1: vie di propagazione
del suono
Quando siamo in una
stanza ci accorgiamo che anche se la porta è chiusa una parte dei rumori
provenienti dall’esterno può essere comunque udita.Questo avviene poiché le
onde sonore che provengono dall’ esterno mettono in vibrazione la parete,che
quindi trasmette a sua volta il suono(sebbene attutito).Per fare in modo che i
suoni provenienti da altre stanze non siano troppo forti e non rechino quindi
disturbo si cercano di impiegare materiali con determinate caratteristiche
elastiche e dissipative in modo da ridurre l’ampiezza delle vibrazioni
sonore.Bisogna quindi testare i vari materiali per misurare le proprietà sopra
accennate e per poterle sfruttare al meglio.
I test sui materiali vengono
svolti in laboratorio nelle cosiddette camere di prova.
Figura 2: La camera di prova
Come si può vedere dalla
figura qui sopra una camera di prova ha una struttura molto semplice:due stanze
divise da una parete costruita con il materiale che si vuole testare.In una
stanza si trova la sorgente del suono(camera di emissione),mentre
nell’altra(camera ricevente) c’è un’apparecchiatura preposta alla
ricezione del suono.Naturalmente queste camere sono progettate e costruite in
modo tale da avere delle pareti che abbiano caratteristiche fortemente
isolanti,cosicché le sorgenti esterne di rumore non contaminino il suono emesso
dalla camera di emissione e non disturbino l’apparecchiatura ricevente posta
nell’altra stanza.Il procedimento consiste nel misurare la pressione sonora(o
un qualsiasi altro parametro che si vuole analizzare) in ognuna delle due
stanze.Confrontando i risultati ottenuti impiegando diversi materiali per la
parete in comune si possono trarre delle utili conclusioni da adoperare in fase
sperimentale o addirittura di progetto.
Per una trattazione più
rigorosa si veda la norma UNI EN 20140-10 le cui coordinate principali sono
riportate nella tabella tre.
Il potere fonoisolante
di una parete è uno dei parametri più importanti riguardanti
l’isolamento aereo.Esso è definito come dieci volte il logaritmo in base dieci
del rapporto tra la potenza sonora W1
incidente sulla parete e la potenza sonora W2
trasmessa dalla parete al locale adiacente:
(1)
oppure:
(2)
con
t che corrisponde al coefficiente di trasmissione sonora della parete.
Si
ha inoltre che il potere fonoisolante dipende dalla frequenza f del
suono e perciò viene misurato di ottava in ottava.R varia anche in
funzione della densità della parete.Se per esempio abbiamo una parete omogenea
possiamo tracciare un grafico(ottenuto sperimentalmente)che ci mostra come
varia il potere fonoisolante in funzione della frequenza.
Figura 3:Dipendenza del potere fonoisolante dalla
frequenza
Esiste
anche un’altra definizione di R contenuta nella norma UNI EN
130-3.L’esperienza si basa sul disegno della camera di prova riportato sopra e
la definizione contenuta all’interno della normativa è
(3)
S= area del di visorio
A2= assorbimento camera ricevente
L1= pressione sonora camera di emissione
L2= pressione sonora camera ricevente
Il
termine con il logaritmo è un fattore correttivo che tiene conto
dell’assorbimento A2 della
camera ricevente.La misurazione di A2
non è affatto facile e si può ottenere sperimentalmente dalla formula
(4)
dove
TR2 è il tempo di riverberazione e V2 è il volume della camera
ricevente .
Spesso
accade che si debbano eseguire misure su edifici già esistenti o su costruzioni
inserite in un contesto ambientale che non può in alcun modo essere riprodotto
in laboratorio.Questo tipo di misurazioni sono dette misure in situ e vengono eseguite con apparecchiature più maneggevoli e meno costose di
quelle presenti nei centri specializzati.Tutti i parametri le cui misure sono
state acquisite sul campo sono indicati con un apice. Perciò il potere
fonoisolante diventa R’ ed è uguale a:
(5)
W1= potenza sonora incidente su parete di prova,
W2= potenza sonora trasmessa attraverso la parete di
prova,
W3= potenza sonora trasmessa da elementi laterali o
da altri componenti.
Si noti come in questo caso venga aggiunto il
parametro W3 per tenere conto dell’impossibilità di avere
un buon isolamento da fonti esterne.
Parallelamente alle
misure in laboratorio anche in questo caso esiste esiste una definizione
alternativa:
(6)
Come
abbiamo già visto però il potere fonoisolante dipende strettamente dalla
frequenza.Per questo motivo si definisce come frequenza standard quella di 500
Hz.
Un metodo usato spesso per
trovare un valore di R che dipenda il meno possibile dalla frequenza è
quello suggerito dalla norma UNI 8270,in cui si fa riferimento alla curva
normalizzata ISO 717-1 che contiene le
frequenze in intervalli di terzi d’ottava da 100Hz a 3150Hz. La norma
suggerisce di costruire una tabella in cui ad ogni frequenza(distanziata l’una
dall’altra come detto di un terzo d’ ottava) corrisponde un valore di R.A
questo punto si considerano le frequenze in cui R è minore di quello ISO
e si sommano le differenze(positive) tra il valore teorico e quello in
opera.Ottenuto tale valore bisogna vedere se è soddisfatta la diuguaglianza
(7)
Se questa non è verificata bisogna traslare verso il basso la curva normalizzata ISO 717-1 di un decibel e ripetere il procedimento fino ad avere la disuguaglianza verificata. A questo punto il valore cercato corrisponde a R a 500Hz.
Oltre
al potere fonoisolante compaiono nelle norme ISO altre definizioni come
l’isolamento acustico l’isolamento
acustico D:
(8)
Come per il potere fonoassorbente anche in questo
caso si può normalizzare la grandezza in questione sia rispetto al tempo di
riverbero T
della camera ricevente:
(9)
sia
rispetto all’isolamento acustico A:
(10)
In
genere si utilizza D per le grandi stanze ed R per le più
piccole.
Vediamo
ora un altro aspetto dell’isolamento che riguarda le tecniche di misurazione
impiegate per saggiare le pareti degli edifici quando il suono viene
dall’esterno.Questo tipo di isolamento prende il nome di isolamento di
facciata.In tali casi il DPCM 5.12.97
indica come riferimento norma UNI 107008-2 e precisa le modalità di misura
dell’isolamento acustico di facciata
standardizzato D2m,nT
definito da :
(11)
in
cui L1,2m è
il livello di pressione sonora esterno misurata a due metri dalla facciata e L2 è definito dalla formula:
(12)
Le misure dei livelli Li devono essere eseguite in numero di n per ogni banda
di terzi d’ottava; n è il numero intero immediatamente superiore ad un decimo
del volume dell’ambiente.Il valore minimo di n deve comunque essere 5.
Figura 4:misura di isolamento di facciata
In
ambito europeo i parametri cambiano anche se in virtù del discorso fatto in
precedenza si può affermare che vi è una certa uniformità.Per approfondire
differenze e analogie con gli altri paesi europei si raccomanda di collegarsi
ai siti indicati nell’ ultima pagina.
Il terzo tipo d’isolamento di cui parleremo è quello riguardante la trasmissione del suono per via strutturale.Sono esempi di una tale propagazione il rumore di passi oppure di un oggetto che cade provenienti da una stanza situata al piano superiore rispetto all’ascoltatore.Ci occuperemo quindi non di trasmissione attraverso pareti verticali ma attraverso pareti orizzontali:i cosiddetti solai.
In tali casi nella camera ricevente non viene più posto un altoparlante ma una apposita apparecchiatura chiamata macchina del calpestio ,le cui caratteristiche sono definite dalle norme sull’acustica e il cui rumore prodotto è quindi standard.La macchina è costituita da cinque martelli cilindrici d’acciaio allineati, pesanti 500g ciascuno. I martelli vengono fatti cadere da un’altezza di 40 mm al ritmo di dieci colpi al secondo. Al piano di sotto il livello di pressione sonora è misurato con dei microfoni, in modo da avere un valore medio. Infine si filtra il segnale in bande di terzi d’ottava e lo si memorizza.La figura sottostante mostra la suddetta macchina.
Figura 5: macchina del calpestio
Per quanto riguarda la misurazione in laboratorio ci si attiene alla norma UNI EN ISO 140-6 che definisce il livello di pressione sonora da impatto normalizzato Ln di un pavimento di 10 m2 senza trasmissioni laterali come
(13)
dove L2 è il livello di pressione
sonora nel locale al piano inferiore e A2
l’assorbimento dello stesso locale, che si può calcolare con la (4) conoscendo
il volume V2 e il tempo
di riverbero TR .
La figura sottostante mostra le principali coordinate dell’esperienza in laboratorio.
Figura 6: Testaggio di un solaio
Per quanto concerne le misure in situ ci si appoggia alla norma UNI EN ISO 140-7.Essa definisce il livello di pressione sonora da impatto normalizzato L’n con trasmissioni laterali come
(14)
e definisce anche il livello di pressione sonora da impatto standardizzato L’nT come
(15)
in cui T2 è
il tempo di riverberazione della camera ricevente.
Anche in questo caso è
necessario compiere una operazione analoga a quella del potere
fonoassorbente.Per determinare l’indice
di valutazione Ln,w, si utilizza la curva normalizzata ISO
717-2 che va traslata verso il basso
fino a quando la somma delle differenze positive tra la curva sperimentale e la
curva ISO è il più vicino possibile al valore 2*n(dove n è il numero delle
frequenze ,che sono espresse in terzi
di ottava); quando sono verificate le condizioni sopracitate Ln,w è dato dal valore della curva di riferimento
a 500Hz(per maggiore chiarezza si veda l’esercizio Nr 4).
Ln (dB)
|
46 |
46 |
46 |
46 |
46 |
46 |
45 |
44 |
Frequenza (Hz) |
100 |
125 |
160 |
200 |
250 |
315 |
400 |
500 |
Ln (dB)
|
43 |
42 |
41 |
38 |
35 |
32 |
29 |
26 |
Frequenza (Hz) |
630 |
800 |
1000 |
1250 |
1600 |
2000 |
2500 |
3150 |
Tabella della curva ISO 717-2
ESERCIZI
SVOLTI SULL’ISOLAMENTO
ESERCIZIO 1 :POTERE FONOISOLANTE IN LABORATORIO
Trovare il potere
fonoisolante della parete che separa le due stanze in figura, conoscendo la
superficie SP del
provino, il volume V2 e
il tempo di riverbero TR2
della Stanza2. Si sa inoltre che la misura è effettuata a 500 Hz e sono noti i
livelli sonori L1 e L2 rilevati nelle due
stanze.
Figura 7:Situazione descritta nel problema 1
DATI:
L1= 80 dB,
L2= 55 dB, SP=
10m2, V2= 50m3
,TR2=
2.5s,
SOLUZIONE: dalla (3),cioè
si può ottenere il parametro richiesto.Conosciamo già L1 ed L2 poiché ce li fornisce il problema.Bisogna solamente ricavare A2 che si trova impiegando la (4),cioè
Il risultato finale è quindi dato da
ESERCIZIO 2:LIVELLO SONORO DELLA CAMERA RICEVENTE
Nella Stanza1 è presente una sorgente sonora. Siano V1 e V2 i volumi delle due stanze, sia SP la superficie del provino, siano TR1 e TR2 i tempi di riverbero caratteristici dei due ambienti, sia t il coefficiente di trasmissione del divisorio e sia W l’intensità sonora della sorgente
Figura 8:Situazione descritta nel problema 2
DATI:
V1= 50m3, V2=60m3, TR1=1.6s, TR2= 2s, t= 0.01, W=1w , SP=10m2
SOLUZIONE:
In
base ai dati forniti sotto si chiede di determinare Dn,w sapendo che il volume della Stanza2 è uguale a 50m3 .
Frequenza (Hz) |
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
L1 (dB) |
80 |
85 |
87 |
88 |
88 |
L2 (dB) |
50 |
45 |
38 |
30 |
35 |
TR2 (dB) |
1 |
0.8 |
0.6 |
0.4 |
0.3 |
Curva rif (dB) |
36 |
45 |
52 |
55 |
56 |
SOLUZIONE:
Per ottenere Dn posso utilizzare la
seguente formula:
Con il tempo di
riverbero, posso anche trovare A
alle diverse frequenze con la (4).
In questo modo ottengo:
Frequenza (Hz) |
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
Dn (dB) |
31 |
40 |
47.8 |
55 |
48.7 |
Ora devo devo sommare gli scostamenti positivi che si hanno tra la curva ISO e valori sperimentali e dividere per il numero delle prove,cioè 5.Allora si ha
ESERCIZIO
4: Determinazione di L’n,w
Questa volta ho per 5
frequenze diverse la curva sperimentale L’n
e la curva di riferimento ISO. Voglio calcolare il valore di L’n,w.
Frequenza(Hz) |
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
L’n (dB) |
50 |
52 |
53 |
52 |
43 |
CurvaISO (dB) |
67 |
67 |
65 |
62 |
49 |