Calcolo delle prestazioni acustiche

ALTRI PARAMETRI DI VALUTAZIONE DELL’AMBIENTE

Dal punto di vista acustico, ci sono molti altri parametri che ne identificano le “qualità”: T60 va bene solo

per una valutazione molto grossolana (non va bene per ascolti raffinati).

Per questi si usano altri parametri affini (oltre ad analizzare nel dettaglio la risposta in frequenza)

quali:

T indica quello che succede nei primi istanti del decadimento

10

T è spesso usato al posto del T60

30

C : clarity (musica): Rapporto tra energia sonora che arriva nei primi 80 ms e l’energia che arriva

80

successivamente,

espresso in dB: maggiore è il valore, maggiore è il contributo delle riflessioni utili al rafforzamento

del segnale. È usato nell’ambito dell’ascolto musicale.

D : definizione: Rapporto, espresso in percentuale, tra l’energia che arriva al ricevitore nei primi

50

50 ms e l’energia totale immessa nell’ambiente dal segnale impulsivo. Viene usato per definire il

grado di intelligibilità del parlato.

TEMPI DI RIVERBERAZIONE IDEALI PER ASCOLTO

La formula empirica più semplice (ascolto della parola) fornisce il tempo di

riverberazione ottimale alla freq. di 500 Hz:

T =0,5+V/104

500Hz

per progettare bisogna definire l'obbiettivo .

500hz: voce normale

Formule analitiche del tempo di riverberazione ideale

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ASSORBIMENTO:

DISTRIBUZIONE SPETTRALE MEDIA DELLA VOCE

LE ECO e q

Si hanno quando un suono riflesso viene percepito come evento separato dal suono diretto uando si è

in presenza di eco (o echi):

•articolazione e intelligibilità del parlato decresce

•esecuzione e ascolto della musica: difficili

In generale quando il ritardo tra suono diretto e riflesso (o tra due eventi sonori) è > 30-50 ms

Onde in aria che riflettono su tutte le pareti. Se le onde avessero la velocità della luce non ci

sarebbe l'eco.

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LA FORMA

Pianta circolare: difficile ci sono molti fuochi

RUMORI INTERNI

Ogni oggetto colpito da un'onda si comporta a sua volta da sorgente sonora. La parete vibra e di

conseguenza il suono si sente al di là. Un fenomeno da controllare è il calpestio.

Vogliamo valutare “quanto passa” (quanto non viene assorbito o riflesso o

trasmesso ad altri ambienti) per poter valutare “quanto isola” l’elemento di

involucro.

Come fare?

Ho una quantità “energetica” che è τ (tau o t) ma non è di comprensione

immediata in termini “uditivi”

Allora ne calcolo un logaritmo e lo chiamo: POTERE

FONOISOLANTE Ovviamente nella realtà la cosa è più complessa: il rumore

prodotto nella stanza 1 e rappresentato dal livello acustico L1

passa attraverso più elementi (fiancheggiamenti):

- la parete confinante

-le pareti e i solai in contatto con l’ambiente 1 o altri elementi

di 1

-dall’esterno o attraversando altri ambienti, cavedi, intercapedini…

Per semplicità si considera il primo punto e degli altri si tiene conto attraverso “correzioni”.

Tralasciamo i fiancheggiamenti:

• l’energia acustica incidente su 1 viene assorbita o riflessa dalla parete p, e per la restante parte (t)

trasmessa, proporzionalmente all’intensità acustica ivi presente (campo diffuso quindi costante).

• la parte trasmessa verrà, quindi, assorbita (o trasmessa al di fuori) dall’involucro di 2,

proporzionalmente all’intensità acustica (campo diffuso, costante in 2) che vi si realizza

9 Queste due pareti hanno lo stesso x segnato: indice

fonoisolante. Se voglio lavorare con frequenze più

basse mi conviene usare il laterizio. Se voglio lavorare con

frequenze più alte uso il cartongesso.

LEGAME ISOLAMETNO – POTERE FONOISOLANTE

MISURA DEL POTERE FONOISOLANTE

DATI DI PROVA

•L1: livello medio di pressione sonora nella camera sorgente [dB];

•L2: livello medio della pressione sonora nella camera ricevente [dB];

•Sp: superficie del pannello in prova [m2];

•SE= ΣSiαi: superficie equivalente di assorbimento rilevato nella camera di ricezione [m2]

PREVISIONE DEL POTERE FONOISOLANTE:

Studiando relazioni tra onda incidente, riflessa e trasmessa attraverso un sistema piano, è possibile, sulla

base di relazioni fisiche relativamente semplici (legge del moto-equilibrio delle forze, legge di Snell per le

riflessioni, continuità delle deformazioni e spostamenti …) prevedere l’andamento delle pressioni acustiche

dell’onda trasmessa in funzione della pressione acustica dell’onda incidente, dell’angolo di incidenza e

delle caratteristiche della parete.

Da qui si può definire un valore “teorico” del potere fonoisolante, pari a dieci volte il logaritmo del rapporto

del quadrato di tali pressioni.

L’espressione che ne esce è, invero, piuttosto complessa:

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MASSA, RIGIDEZZA E SMORZAMENTO

All’interno della complessa relazione precedente c’è una componente molto importante, che afferma che il

potere fonoisolante di una partizione è in qualche maniera strettamente crescente al crescere della sua

massa superficiale.

Si tratta dell’effetto INERZIALE: più pesante è la parete, maggiore è la sua impedenza acustica.

Quando le frequenze non sono troppo basse (se no entra in gioco la componente legata alla

rigidità K della parete) e quando sono lontane dalla frequenza di risonanza (qui entra in gioco la

componente di smorzamento C).

ANDAMENTO DEL POTERE FONOISOLANTE: Succede, dunque, questo (scala ascisse

logaritmo della frequenza):(e la pendenza delle due curve è la stessa)

ISOLAMENTO AL VARIARE DEI MATERIALI DI CHIUSURA ( PARETE EDILE)

11 R: ricavata x via sperimentale, posso trovare delle formule

simili. sono valide sotto determinate restrizioni. ad es. non

vale x il cartongesso. vale per pareti con determinate

caratteristiche di massa.

Più suddivido la massa più aumento il potere fonoisolante.

la lana di roccia viene messa per evitare il fenomeno ...non è

un materiale FONOASSORBENTE non riflette ma trasmette

NON E' FONOISOLANTE.

LE FREQUENZE DI RISONANZA DI UNA PARETE

Sono tante, perché tanti sono i modi di vibrare di questa.

• Longitudinali (per le componenti di onda normali alla parete)

• Trasversali (per le componenti trasversali dell’onda incidente, quando l’onda

coincide con i modi propri flessionali della parete)

• Angolari e di spigolo (effetti di bordo)

Per cui la forma reale del potere fonoisolante si complica ancora.

SISTEMI REALI – MURATURE PIENE

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1.Muro in cls normale da 160 mm, 390 kg/m2

2.Muro in cls alleggerito da 200 mm + 5 mm di riv in gesso, 330 kg/m2

3.Muro in mattoni pieni da 220 mm + 15 mm di intonaco in gesso da entrambi i lati, Muro in cls da

160 mm, 480 kg/m2

Se ho un muro di laterizio spesso e non funziona se aggiungo un cm di intonaco non cambia

praticamente nulla perché la massa non è aumentata.

MURATURE PIENE E DI FORATI 1.Muro in blocchi di cls pieni da 125 mm + 5 mm

di gesso, 290 kg/m2

2.Muro in blocchi di cls forati da 160 mm

intonacati in gesso da entrambi i lati, 230 kg/m2

3.Muro in blocchi di AAC da 260 mm intonacati in

gesso da entrambi i lati, 200 kg/m2

I montanti del cartongesso non devono essere attaccati al muro in c.a perché creano continuità.

IL VALORE FONOISOLANTE PESATO

Ancora una volta vogliamo un numero sintetico per valutare la

prestazione acustica in maniera ragionevolmente sintetica (per rumori

standard … se devo isolare rumori particolari, non sono utili)

La spezzata che è sempre uguale.

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LA CURVA DI PESATURA SPETTRI IN BANDA D’OTTAVA

Per i livelli acustici corretti (A) in bande di ottava:

1. Hz=125 -36 dB 2. Hz =250 -45 dB

3. Hz =500 -52 dB

4. Hz =1000 -55 dB

5. Hz =2000 -56 dB

I valori sperimentali sono posti a confronto con quelli di

pesatura da 125 a 2.000 Hz. Si sposta la curva di pesatura

per minimizzare gli scarti e si legge il valore a 500 Hz che

rappresenta la parete.

UNI EN ISO 717:1997

Si muove la curva –normalmente –verso l’alto, ma a passi non troppo fini, di 1 dB ciascuno.

Ogni volta si verifica se, per ciascuna frequenza di banda di ottava, il valore della curva sperimentale è

superiore a quello della curva di pesatura.

1. Se si, si sommano tutti gli scarti

2. Se la somma degli scarti è superiore a 32 dB, si muove la curva di pesatura verso l’alto.

3. Se la somma è inferiore la si somma verso il basso

4. Se è pari a 32 dB o molto vicino, si prende il valore, in decibel, della curva di pesatura a 500 Hz, e

si considera tale valore il potere fonoisolante PESATO Rw

CONTI: CALCOLO DELL’ Rw

POTERE FONOISOLANTE COMPOSTO

Suppongo che la parete sia composta da tante parti diverse, di area Si. Suppongo anche che la

trasmissione vada in parallelo senza che gli elementi caratterizzati da R diversi si influenzino tra loro.

Supponiamo che l’intensità acustica lato ambiente disturbante sia I1.

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Posso definire il coefficiente di trasmissione medio come media pesata sulla base di questa

considerazione:

DAL POTERE FONOISOLANTE ALL’ISOLAMENTO ACUSTICO

Interessa–solitamente conoscere l’isolamento acustico dell’ambiente nei confronti dei rispettivi ambienti

(anche esterno) da cui potrebbe partire un disturbo(rumori aerei) e valutare così la “bontà” della

realizzazione:

Sperimentalmente si tratta semplicemente di realizzare un livello acustico ragionevolmente elevato e

diffuso nei singoli ambienti e misurare cosa ottengo nell’ambiente disturbato.

Analiticamente, se conosco il potere fonoisolante di tutti gli elementi di involucro interessati al disturbo,

posso calcolare l’isolamento acustico, tenendo in considerazione si ha la loro estensione, si a le

caratteristiche dell’ambiente considerato.

Se voglio che la mia valutazione (analitica o sperimentale) sia rappresentativa della prestazione edilizia e

non anche degli arredi, misuro (o calcolo) il tempo di riverberazione o l’assorbimento acustico dell’ambiente

disturbato e “regolarizzo” in funzione di questo.

LIVELLO DI RUMORE DA CALPESTIO

Si produce un rumore standardizzato (impatto di10 colpi al secondo con “martelletti” da 0,5 kg)

all’estradosso del solaio e si misura il livello acustico nell’ambiente inferiore ad esso.

LIVELLO DI CALPESTIO “NORMALIZZATO”

Perché la valutazione sia rappresentativa della prestazione edilizia e non anche degli arredi, correggo i

valori stimati o in funzione del tempo di riverberazione o dell’assorbimento