Lezione Acustica 3

La frequenza f rappresenta il punto in cui la curva del potere fonoisolante comincia a scendere; il

c

valore minimo è quello relativo all’incidenza di 45°. Di conseguenza f è volte la frequenza critica. I

2

max

vetri in particolare manifestano una forte caduta del potere fonoisolante quando si arriva a f . Un

max

espediente a questo problema può essere l’utilizzo dei doppi vetri: poiché le due lastre hanno un diverso

spessore, le due f sono differenti. Pertanto una perdita di potere fonoisolante provocata da una singola

max

superficie viene compensata dall’altra. - 8 -

Come si è visto, gli scostamenti dalla legge di massa sono principalmente scostamenti negativi, cioè

tendono a rendere il potere fonoisolante inferiore al valore teorico possibile. La legge di massa

rappresenta dunque un valido riferimento dal punto di vista della progettazione di strutture a maggior

isolamento acustico. Tuttavia non è sempre possibile, per esigenze costruttive, realizzare divisori ad alto

peso specifico; è dunque utile individuare strutture più complesse che abbiano migliori capacità isolanti a

parità di massa. Sul modello dei doppi vetri sono costruite le cosiddette pareti doppie: anche in questo

caso gli spessori o ancor meglio i materiali delle due pareti non devono essere gli stessi, per evitare la

coincidenza delle frequenze di vibrazione, e non devono essere rigidamente connessi (figura 6):

L’intercapedine tra i due divisori è solitamente costituita da un isolante termico (come il polistirolo o la

lana di roccia). E’ un errore ritenere che questi materiali siano anche ottimi isolanti acustici: il polistirolo e

rigido oltre che essere leggero come la lana di roccia.

In generale le proprietà di isolamento acustico e termico sono abbastanza discordanti: i migliori isolanti

termici sono materiali porosi e areati, in modo da garantire le proprietà isolanti dell’aria ferma; ma

- 9 -

materiali di questo tipo sono inevitabilmente leggeri e faticano a smorzare le onde sonore. Un ottimo

divisorio è quindi ottenuto dal giusto compromesso tra le due capacità isolanti.

Spesso è necessario riassumere le capacità di isolamento di un divisorio, che abbiamo visto dipendere

dalla frequenza, con un unico valore. Il potere fonoisolante viene così sostituito da un numero, detto indice

di valutazione del potere fonoisolante (R ). Le regole che definiscono il calcolo dell’indice di

w

valutazione sono contenute, secondo il decreto del 5-12-97, nella norma UNI 8270. Si utilizza la curva

tipica normalizzata ISO 717-1.

70

65

60

55

50

45

R 40

35

30

25

20 0 5 0 0 5 0 0 0

0 0 00 50 00 00 00 50

10 16 20 63

12 25 31 40 50 80 12 16 20

10 25 31

Frequenze

Dopo la frequenza critica il comportamento di R tende asintoticamente a quello datoci dalla legge delle

masse. - 10 -

Abbiamo detto che raddoppiando la massa di una parete, R aumenta di 6 dB. Pertanto l’aumento della

massa non produce un buon miglioramento dal punto di vista acustico ed è quindi indispensabile, per

ottenere un buon isolamento acustico, utilizzare altri procedimenti.

Vediamone alcuni:

Parete con intercapedine.

Immaginiamo di considerare una parete costituita da due pareti più sottili separate da un’intercapedine

d’aria. Dal punto di vista teorico questo studio è molto complesso. È però assimilabile dal punto di vista

meccanico a 2 masse collegate mediante una molla.

m m

1 2

K

R R

ARIA

1 2



10 cm

Lo spessore dell’intercapedine utilizzato, in genere, è dell’ordine di 10 cm. Tale spessore viene ad

esempio utilizzato nelle doppie finestre. Il potere fonoisolante di questa parete, da un punto di vista

teorico ideale, potrebbe essere studiato considerando le pareti componenti come isolate. Occorrerebbe

quindi calcolare il potere fonoisolante di ciascuna parete e trovare poi quello della parete complessa.

 

R R R

1 2 - 11 -

La vicinanza tra le pareti fa in modo però che non ci si possa ricondurre ad un caso di questo tipo in

quanto le vibrazioni di una parete si trasmettono all’altra anche se con difficoltà. Non è neanche vero

che si può applicare la legge delle masse in modo da ottenere:

 



R f m , m

1

, 2 1 2

Il comportamento reale ha una via di mezzo rispetto a quelli visti, ossia si ha:

  

R R R R

1

, 2 1 2

Rappresentando l’andamento di R si ha:

R parete

doppia parete

singola f

Il grafico precedente si riferisce a pareti dello stesso materiale; nel caso di due materiali differenti

avremo due frequenze di risonanza. La frequenza alla quale si ha il fenomeno della coincidenza, si

calcola con la formula di Schoch:

1

 

f 1200

0 

m d

dove m è la massa di entrambi i pannelli, e d lo spessore dell’intercapedine d’aria tra i pannelli stessi.

Al di sopra della frequenza f , il potere fonoisolante aumenta rapidamente e si approssima ad una

0 - 12 -

pendenza doppia di quella data dalla legge delle masse per un singolo pannello. Pertanto in tale regione

R aumenta di 12 dB raddoppiando m o f.

È molto importante evitare il collegamento di tali pareti; è inutile infatti utilizzare una parete multistrato

se poi le diverse componenti vengono collegate rigidamente l’una all’altra. In tal caso essendo le

deformazioni strettamente connesse al collegamento fisico dei diversi componenti, si avrebbe intensa

trasmissione dei rumori.

Illustriamo schematicamente il meccanismo della trasmissione sonora attraverso una parete doppia

fissata al muro. attraverso

attraverso i supporti

attraverso

contatti ai bordi le cavità

Come si può notare la trasmissione avviene anche attraverso elementi di contatto. Vediamo graficamente

come questi fatti influenzino l’andamento. - 13 -

R ideale

reale

f

Mediante linea tratteggiata è stato riportato l’isolamento teorico di un pannello doppio, mentre con

quella continua il comportamento reale del pannello con l’effetto dei contatti attraverso supporti e bordi.

Se gli elementi di contatto hanno stesso coefficiente di resistenza viene trasmessa molta energia e quindi

per aumentare l’isolamento acustico, bisogna inserire tra i materiali di contatto delle guarnizioni o dei

supporti aventi diverso coefficiente di resistenza. Come materiale da interporre è molto utilizzata la

gomma.

Rumori d’impatto o rumori di calpestio.

Finora abbiamo parlato di rumori aerei. Gli altri rumori che ci devono interessare per una buona

progettazione sono i rumori d’impatto ottenuti quando un corpo pesante cade su un pavimento o dai

passi stessi dell’uomo. Infatti vengono provocate delle oscillazioni dall’alto verso il basso favorendo la

trasmissione del suono.

La trasmissione dei rumori da urto o rumori d’impatto può essere schematizzata come segue.

Immaginiamo di considerare una sbarretta metallica e diamo un colpo ad un’estremità. Le particelle del

- 14 -

metallo che costituiscono la faccia limite urtata vengono messe in agitazione, trasmettendo tale

agitazione anche alle particelle adiacenti, fino ad arrivare all’altra estremità dove si ha una discontinuità.

Ogni qualvolta l’onda incontra una discontinuità si ha una rifrazione e una riflessione. Quindi non tutta

l’energia torna indietro, ma una parte mette in vibrazione le molecole d’aria adiacenti alla seconda

faccia. Questo fenomeno continua fino a quando gli effetti smorzanti non fanno esaurire il fenomeno. A

fenomeno esaurito si constata che una grande quantità di energia si è trasmessa nei due ambienti nei

quali erano poste le superfici estreme della sbarra metallica. Le oscillazioni prodotte sono udibili se la

loro frequenza è compresa tra 20 e 20.000 Hz, e se la loro ampiezza non è inferiore a 10-3 mm. Le

caratteristiche di trasmissione sono influenzate da un gran numero di parametri, quali rigidità della

sbarra, ecc.

Come può essere impedita la diffusione di tali rumori? Immaginiamo di spezzare la sbarra; in tal caso

abbiamo due riflessioni e quindi si ha una grande parte dell’energia che torna indietro.

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 (ISO 717-2) ha in questo caso un

andamento speculare al precedente:

60

55

50

45

40

35

Ln 30

25

20

15

10 125 160 200 250 315 500 630 800 1000 3150

100 400 1250 1600 2000 2500

Frequenze - 15 -

L’indice di valutazione del livello di calpestio normalizzato, L , è il livello della curva normale alla

n,w

frequenza di 500 Hz quando è soddisfatta quella condizione.

Tipi di pavimento.

I pavimenti in calcestruzzo, quelli con camera d’aria e quelli in legno, hanno la stessa efficacia nella

riduzione del rumore d’impatto trasmesso. Possiamo caratterizzare questa efficacia con un potere

fonoisolante d’impatto indicato con R (o con TIT). Il potere fonoisolante d’impatto dipende

im

essenzialmente dallo spessore del pavimento e dalla sua densità. Aumentando lo spessore e il peso

aumenta R .

im

Pavimento ricoperto da materiale resiliente.

Una soluzione ai problemi riguardanti i rumori d’urto è quello di ricoprire il pavimento con uno strato

resiliente la cui azione è di smorzare il colpo, riducendo l’energia trasmessa alla struttura. In genere si

utilizzano materiali quali linoleum, gomma, sughero, asfalto, moquette.

Pavimento galleggiante.

Si tratta di una tecnica poco diffusa in Italia, semplice e poco costosa. Con questo tipo di pavimenti si

eliminano totalmente i rumori d’impatto. Prima del getto del massetto si posa sul solaio grezzo una

guaina resiliente e sopra questa si esegue il normale massetto. Le sollecitazioni su questo massetto

portano però a delle fessurazioni e quindi per impedire questo fatto si inserisce al suo interno una rete

elettrosaldata. Inoltre, sempre per impedire la fessurazione, si costruiscono dei massetti più alti (10 cm).

È necessario che in tale tipo di pavimento non ci sia alcun elemento rigido di collegamento tra la massa

galleggiante e la struttura in quanto questo annullerebbe l’effetto smorzante dell’elemento resiliente.

Pertanto si solleva la guaina oltre il livello del pavimento e si utilizzano dei battiscopa cavi.

- 16 -

battiscopa

cavo rete

pavimento elettrosaldata

massetto

pavimento massetto guaina

solaio materiale

resiliente

Nella costruzione dei pavimenti galleggianti vengono spesso utiliz