Fondamenti di acustica

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Capitolo 1Fondamenti di acustica il controllo del rumore nei sistemi edilizi

Capitolo 1

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11 Fondamenti di acustica

Natura del suono e principali grandezze acustiche

Il suono egrave definito come una perturbazione meccanica che si propaga in un mezzo elastico sotto forma di ondeIl mezzo in questione puograve avere natura gassosa liquida o solida ed esistono importanti differenze checontraddistinguono il comportamento dei fluidi rispetto a quello dei solidi Nei solidi si possono propagare duecategorie di onde quelle di compressione dette anche longitudinali in cui lrsquooscillazione vibratoria delleparticelle avviene nella stessa direzione di propagazione dellrsquoonda e quelle di taglio dette anche trasversali incui il movimento vibratorio egrave in direzione perpendicolare a quella di propagazione Nei fluidi invece possonomanifestarsi solamente onde sonore longitudinali Tra tutti i mezzi di propagazione particolare importanza riveste lrsquoaria a cui drsquoora in poi ci riferiremo essa cicirconda e permette alla perturbazione sonora di agire sullrsquoapparato uditivo umano La vibrazione delle particellegenera un alternarsi di compressioni e depressioni con una conseguente variazione della pressione p(t) in undato punto e allrsquoistante t rispetto alla pressione atmosferica pa

p)t(p)t(p aminus=∆ (111)

La differenza ∆p(t) viene chiamata pressione acustica o pressione sonora essa egrave sempre una piccolissimafrazione della pressione statica e per i suoni di media intensitagrave egrave dellrsquoordine di un milionesimo della pressioneatmosferica Le grandezze fisiche che caratterizzano unrsquoonda tipo sono le seguenti

f la frequenza egrave il numero di cicli completi nellrsquounitagrave di tempo in HzT il periodo egrave lrsquointervallo di tempo che impiega un punto dellrsquoonda per ripassare nella stessa posizione

in s la relazione che intercorre tra periodo e frequenza egrave la seguente

f1T =

c velocitagrave di propagazione dellrsquoonda nel mezzo elastico in msλ lunghezza drsquoonda egrave lo spazio percorso dallrsquoonda in un periodo in m

fccT ==λ

AM ampiezza massima egrave il valore massimo dellrsquoonda sinusoidale nella pratica egrave utilizzato il valore efficaceA che per unrsquoonda sinusoidale vale

2

AA M=

Nei suoni puri le variazioni di pressione si possono rappresentare con unrsquoonda sinusoidale ma generalmente i suoniemessi in natura o quelli generati artificialmente non sono suoni puri e hanno invece carattere complesso nel primocaso il fenomeno egrave caratterizzato da una singola frequenza nel secondo sono invece presenti frequenze diverse Con lrsquoanalisi di Fourier qualsiasi suono puograve essere scomposto in un numero finito o infinito di onde sinusoidaliottenendo la rappresentazione spettrale di un evento sonoro egrave consuetudine presentare il risultato di tale analisisotto forma di grafico definito anche spettro di frequenza del suono in cui sullrsquoasse delle ascisse egrave indicata lafrequenza e su quello delle ordinate il quadrato dellrsquoampiezza proporzionale allrsquointensitagrave di ogni componente Lrsquoorecchio umano egrave sensibile a suoni compresi tra circa 20 Hz e 16000 Hz i suoni con frequenze inferiori esuperiori detti rispettivamente infrasuoni e ultrasuoni pur non essendo rilevabili dallrsquoorecchio umano possonoprovocare sensazioni fisiologiche attraverso altri organi

Fondamenti di acustica

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Fig 111 - Oscillogramma e spettro rispettivamente di un suono puro e di un suono complesso

Il rumore aereo in un certo punto dello spazio puograve quindi essere valutato attraverso la misurazione del valoreefficace della pressione sonora

[ ] dt)t(p∆T1p

T

0

2eff int= (112)

generalmente la pressione efficace viene per brevitagrave indicata semplicemente come p Lrsquointervallo di percezione dellrsquoudito umano egrave molto ampio se consideriamo uguale a 1 la pressione sonoracorrispondente alla minima sensazione uditiva percepibile la pressione sonora che provoca nel nostro orecchiouna sensazione di dolore egrave di 106 volte maggiore Per questo motivo la pressione viene valutata attraverso unascala logaritmica fissato un valore di riferimento p0 = 2middot10-5 Pa equivalente alla soglia di udibilitagrave viene fattocorrispondere alla pressione p un livello di pressione sonora Lp dove

pplog10L

2

0p

= dB (113)

Il livello di pressione sonora si esprime in decibel (dB) ed egrave bene precisare che esso non egrave unrsquounitagrave di misuraessendo il livello di pressione sonora adimensionale ma un modo di esprimere una determinta grandezzafacendo appunto ricorso ad una scala logaritmica La sorgente della perturbazione del campo di pressione prende il nome di sorgente sonora essa egrave caratterizzatadalla potenza W che definisce lrsquoenergia acustica irradiata dalla sorgente nellrsquounitagrave di tempo Per il principio diconservazione dellrsquoenergia in un mezzo perfettamente elastico tutta lrsquoenergia emessa si trova infine distribuitasullrsquointera superficie dellrsquoonda Questa supeficie saragrave piana e perpendicolare alla direzione di propagazione se lasorgente egrave piana mentre in caso di sorgente sferica saragrave essa stessa sferica Lrsquointensitagrave sonora I egrave definita comesegue

SWI = (114)

Capitolo 1

14

doveI egrave lrsquointensitagrave sonora riferita a S in Wm2W egrave la potenza sonora in WS egrave la superficie del fronte sonoro in m2

Nel caso di onde sferiche si ha quindi

d4

WI2π

= (115)

d egrave la distanza tra la sorgente e la superficie stessa in m In ogni istante lrsquointensitagrave acustica egrave correlata allrsquoonda dipressione dalla relazione

puI ∆sdot= che considerando i valori medi diventa puI sdot= (116)

u egrave la velocitagrave istantanea delle particelle drsquoaria nel mezzo Nel caso di un mezzo infinitamente esteso e senzaostacoli

( ) ucp o sdotρ= (117)

( ) I004 Icp o2 sdotcongsdotρ= da cui segue che I 20 p cong

(ρoc) egrave la resistenza acustica del mezzo prodotto della sua densitagrave per la velocitagrave di propagazioneAnalogamente alla pressione anche per potenza e intensitagrave sonora si ricorre a una scala logaritmicaIl livello di potenza egrave

WWlog10L

0W

= dB (118)

Il livello di intensitagrave egrave

IIlog10L0

I

= dB (119)

I valori di riferimento sono rispettivamente W0=10-12 W e I0=10-12 Wm2Ersquo da notare inoltre la relazione che lega Lp a LI

L I400I400log01

pplog10L I

0

2

0p =

=

= dB (1110)

I campi sonori e la riverberazione

La descrizione dei fenomeni sonori richiede la conoscenza dei valori che in ogni istante assumono legrandezze acustiche ossia la conoscenza particolareggiata del campo sonoro Quando esistono esclusivamenteonde sonore irradiate dalla sorgente il campo sonoro prende il nome di campo libero Si tratta di una condizionelimite mai perfettamente realizzata dal momento che esistono sempre delle superfici parzialmente riflettentidalle quali viene rinviata parte dellrsquoenergia sonora incidente dando vita ad onde riflesse che si sovrappongono aquelle dirette e interferiscono con esse In un ambiente chiuso le onde riflesse possono essere presenti in grandequantitagrave provocando il fenomeno della riverberazione in questo caso il campo sonoro risulta dallasovrapposizione del campo sonoro diretto e dal campo di riverberazione costituito dallrsquoinsieme delle onderiflesse Le caratteristiche del campo diretto in particolare i valori assunti dalla pressione acustica nei suoi varipunti dipendono dalle sole proprietagrave della sorgente (o delle sorgenti) oltre che dalle costanti fisiche del mezzomentre non sono influenzate dalle caratteristiche dellrsquoambiente che hanno invece grande importanza nel camporiverberato

Fondamenti di acustica

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Quando unrsquoonda acustica di intensitagrave I investe la superficie di una parete o di un altro oggetto una parte di essaviene riflessa una parte assorbita e unrsquoultima quota viene invece trasmessa

I=Ia+It+Ir (1111)

Viene indicato come fattore di riflessione r il rapporto

I

r rI= (1112)

mentre il fattore di assorbimento apparente a egrave il rapporto

I

IIa ta += (1113)

Inoltre si ha che a + r = 1Allrsquointerno di un locale delimitato da superfici almeno parzialmente riflettenti il livello di pressione sonora egraveespresso dalla relazione

R4

d4Qlog10LL

2wp

+

π+= dB (1114)

doveQ egrave il fattore di direzionalitagrave della sorgente sonora ovvero il rapporto tra lrsquointensitagrave sonora misurata ad

una certa distanza e in una certa direzione e il valore che essa avrebbe a paritagrave di distanza e potenzadella sorgente se questa si comportasse come una perfetta sorgente sferica quindi omnidirezionale

R egrave la costante dellrsquoambiente in m2 definita dalla relazione

m

mia1aS

Rminus

=sum

in cuiam egrave il fattore di assorbimento medio delle supefici che delimitano lrsquoambienteSi egrave la superficie i-esima

Come si vede lrsquoargomento del logaritmo egrave costituito da due termini il primo egrave responsabile del contributofornito dalla radiazione diretta (campo libero) mentre il secondo si riferisce al contributo delle onde riflesse(campo riverberato) In prossimitagrave della sorgente prevale il primo termine che diventa sempre piugrave trascurbileman mano che ci si allontana Se la sorgente sonora cessa lrsquoemissione viene a mancare dapprima il contributo diretto e poi progressivamentela quota riflessa generando una caratteritica coda sonora che viene valutata tramite una grandezza chiamatatempo convenzionale di riverberazione e indicata come T60 Si tratta dellrsquointervallo di tempo in secondinecessario affinchegrave lrsquointensitagrave sonora allrsquointerno dellrsquoambiente si riduca di un milione di volte rispettoallrsquointenitagrave iniziale il che corrisponde ad una riduzione del livello di intensitagrave (o di pressione sonora) di 60 dB La nota formula di Sabine fornisce una relazione tra il tempo di riverberazione il volume dellrsquoambiente elrsquoassorbimento interno di questo

sum sum+=

iii60 ASa

V160T s (1115)

dove Ai egrave lrsquoassorbimento di altre superfici eventualmente presenti nellrsquoambiente (persone arredi ecc) in m2

Capitolo 1

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La percezione umana

Lo studio dellrsquoacustica non si rivogle solamente agli aspetti fisici del problema ma si occupa anche di come ifenomeni sonori vengono percepiti dallrsquouomo e degli effetti psicofisiologici che producono su di essoTralasceremo nella presente trattazione di addentrarci nellrsquoannosa questione della distinzione tra suono e rumoree utilizzeremo indifferentmente lrsquouno o lrsquoaltro termine per indicare un generico segnale acustico qualunquesiano gli effetti che esso produce sullrsquoascoltatore Il comportamento dellrsquoorecchio umano in presenza di un suono puro egrave tale che la sensazione sonora non egravesolamente conseguenza dei valori di intensitagrave e di pressione sonora ma egrave contemporaneamente legata allafrequenza del suono per cui due suoni che producano la stessa variazione di pressione possono provocare unadiversa sensazione uditiva se caratterizzati da frequenze diverse Il comportamento differenziato dellrsquoorecchioumano egrave descritto dallrsquoaudiogramma che traccia in funzione delle frequenze udibili una serie di curve di ugualesensazione dette appunto isofoniche relative alla percezione di suoni puri La massima sensazione uditiva si haper suoni con una frequenza di circa 4000 Hz che risultano quindi piugrave fastidiosi Ersquo stata introdotta una scalache permette di stabilire lrsquouguale sensazione uditiva alle diverse frequenze si tratta della scala di sensazioneuditiva ed egrave misurata in P phon Il livello di sensazione uditiva di un suono (in phon) egrave numericamente uguale allivello di pressione sonora (in dB) di un suono puro alla frequenza di 1000 Hz La scala dei phon non egrave tuttavia rappresentativa del modo in cui viene percepito un rumore cioegrave un segnaleavente un livello di 100 phon non viene percepito come doppio rispetto a uno con un livello di 50 phon Persopperire a questo limite si egrave ricorso ad un nuovo parametro detto S sensazione sonora la cui intensitagrave espressain son egrave data dalla seguente espressione

1040P

2Sminus

= son (1116)

Per definizione 1 son egrave la sensazione prodotta da un suono puro di frequenza 1000 Hz e Lp = 40 dB

Fig 112Coda sonora in un ambiente riverberante

Fondamenti di acustica

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Lo studio delle curve isofoniche ha suggerito di inserire negli strumenti di misura del rumore dei filtri chepermettono di simulare il comportamento dellrsquoorecchio umano attenuando il segnale di pressione di una sondamicrofonica nella stessa proporzione con cui attenua lrsquoorecchio Le curve che rappresentano le correzioniapportate dai filtri in funzione della frequenza sono dette curve di ponderazione quelle solitamente utilizzatesono quattro

- curva A traduce il comportamento dellrsquoorecchio a bassi livelli sonori (0-55 dB)- curva B per livelli sonori medi (55-85 dB)- curva C per livelli sonori oltre gli 85 dB- curva D per la valutazione del disturbo con livelli molto elevati come quelli prodotti dai reattori degli aerei

I risultati vengono espressi rispettivamente in dB(A) dB(B) dB(C) dB(D) nella pratica viene quasi semprefatto riferiemnto ai dB(A)

Fig 113Audiogramma normale curveisofoniche a norma ISO 226

Fig 114Curve di ponderazione in frequenzanormalizzate

Capitolo 1

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Sia nel caso di misure ponderate o meno si tratta sempre di livelli globali e non si puograve quindi valutare lanatura del rumore a partire da questi soli risultati Unrsquoanalisi piugrave accurata puograve essere svolta suddividendo ilcampo delle frequenze in bande piugrave o meno larghe ed esaminando i livelli di pressione sonora in ognuna diqueste si compie in questo modo unrsquoanalisi in frequenza Le suddivisioni piugrave utilizzate sono quelle in bande diottava e di un terzo di ottava

Tab 111 ndash Caratteristiche delle bande di frequenza

Bande di ottava Bande di terzo di ottava

fff 21c sdot=

111

2 f2f 2f sdot==

fff 21c sdot=

13

2 f 2f =

Dovefc egrave la frequenza centrale di banda f1 e f2 sono le due frequenze che la delimitano

Analisi di rumori variabili nel tempo

Un rumore puograve essere caratterizzato da una diversa variabilitagrave nel tempo per questo motivo egrave stata introdottauna classificazione convenzionale che prende in esame i casi piugrave tipici

- rumore stazionario rumore che presenta piccole fluttuazioni di livello durante il periodo di osservazione- rumore fluttuante rumore il cui livello cambia continuamente con fluttuazioni apprezzabili durante il

periodo di osservazione- rumore intermittente rumore il cui livello cade bruscamente al valore di fondo durante il periodo di

osservazione e avente un tempo durante il quale il livello rimane ad un valore costante diverso da quellodellrsquoambiente superiore a circa 1 secondo

- rumore impulsivo rumore caratterizzato da una o piugrave variazioni rapide di energia sonora ognuna di duratainferiore a 1 secondo quando lrsquointervallo fra impulsi di ampiezza comparabile egrave inferiore a 02 secondi ilrumore egrave detto impulsivo quasi stazionario

Il livello sonoro equivalente egrave la grandezza che permette di descrivere un rumore variabile nel tempo esso egravedefinito come il valore del livello di pressione sonora di un rumore continuo che in un certo periodo di tempoha lo stesso valore efficace di pressione del rumore avente livello variabile nel tempo Il livello sonoroequivalente fa riferimento alla scala di ponderazione A in caso contrario si parla semplicemente di livelloequivalente

dB(A) dt p

(t)pT1 log10L

T

0 02A

2

Aeq

= int (1117)

che nel caso discreto come accade utilizzando uno strumento digitale diviene

dB(A) pp

N1 log10L

N

1 02

iA2

Aeq

= sum (1118)

La misurazione di una tale grandezza avviene generalmente utilizzando un fonometro integratore e non presentaparticolari difficoltagrave occorre tuttavia prestare attenzione alla scelta della variabile T ovvero il tempo diintegrazione una scelta errata del tempo T puograve portare ad errori di valutzione anche notevoli

Fondamenti di acustica

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Se il rumore anzicheacute essere descritto attraverso un livello sonoro variabile con continuitagrave egrave rappresentato dauna serie di livelli sonori associati ad intervalli di tempo in cui egrave suddiviso lrsquointero periodo di osservazione T illivello sonoro equivalente totale puograve essere calcolato come segue

dB(A) 10 Tt log10L

n

1

10AeqiL

iAeqTot

= sum (1119)

Se di un rumore fluttuante egrave dato solo il livello sonoro equivalente si perdono le informazioni relative allrsquoentitagravedelle fluttuazioni Si puograve ovviare a questo limite ricorrendo allrsquoanalisi statistica del rumore che permette dideterminare quale livello sonoro LN egrave stato superato per una certa percentuale (N) del tempo di misura adesempio il valore L90 indica che il livello sonoro egrave stato superiore a tale valore per il 90 del tempo di misuraNello studio dei rumori si ricorre inoltre alle seguenti definizioni

- rumore ambientale egrave il livello sonoro equivalente generato da tutte le sorgenti presenti in un luogo per undeterminato periodo

- rumore specifico egrave il livello sonoro equivalente attribuibile ad una determinata sorgente- rumore residuo egrave il livello sonoro equivalente in assenza di specifiche sorgenti di rumore- rumore di fondo egrave il livello sonoro superato per il 95 del tempo (L95)

Lo strumento dedicato alla rivelazione della pressione sonora egrave il fonometro o misurtore di livello sonoroEsso consiste in un microfono circuiti amplificatori e attenuatori filtri di ponderazione e di analisi spettraleoltre che di un dispositivo di visualizzazione I fonometri possono essere di classe 0 1 2 3 a seconda della loroprecisione e i loro requisiti sono definti da apposite norme internazionali Il funzionamento di un fonometro egrave il seguente il microfono rappresenta il trasduttore pressione-tensioneelettrica ed egrave generalmente del tipo a condensatore con polarizzazione esterna o con prepolarizzazione latensione del microfono viene amplificata attenuata e quindi il segnale viene filtrato per permettere laponderazione in frequenza secondo una delle curve convenzionali precedentemente descritte (la ponderazione Aegrave obbligatoria su tutti i fonometri le altre sono opzionali) Segue lrsquoestrazione del valore efficace (RMS)dapprima il segnale viene rettificato poi se ne estrae la radice quadrata quindi viene ricavato il valore mediomediante un circuito integratore da non confondersi con i circuiti integratori che compiono lrsquointegrazione e lamedia nei fonometri integratori il tutto secondo la seguente definizione matematica

τd)τ(pT1 (t)p

t

Tt

2eff int

minus= (1120)

Piugrave lungo egrave il periodo di integrazione T piugrave piccole saranno le fluttuazioni del valore efficace istantaneo inmodo da ottenere unrsquoindicazione di livello piugrave facilmente valutabile Le costanti di tempo sono normalizzate

- costante di tempo slow (lenta) egrave pari a 1 s- costante di tempo fast (veloce) egrave pari a 125 ms- costante di tempo impulse (impulsiva) caratterizzata da una rapida risposta in salita pari a 35 ms e da una

lenta discesa (29 dBs) per permettere una piugrave agevole lettura sui vecchi strumenti con indicatore ad ago

Nei fonometri integratori egrave infine possibile ricavare il livello sonoro equivalente Leq tramite unrsquointegrazioneanalogica o con una sommatoria il tempo su cui si vuole effettuare la misura puograve essere preimpostato

Capitolo 1

110

12 Acustica dei sistemi edilizi

Il rumore egrave una potenziale causa di disturbo e di danno in molteplici situazioni ma egrave forse allrsquointerno degliedifici che questo problema si manifesta nel modo piugrave evidente suscitando vivaci reazioni Un disagio acusticoaffligge la maggior parte dei manufatti edili sia quelli adibiti ad abitazione che quelli destinati alle piugrave svariateattivitagrave pensiamo ad esempio alle scuole o agli ospedali Le cause sono molteplici da quelle esterne come iltraffico veicolare le attivitagrave industriali e commerciali a quelle interne allrsquoedificio stesso come i comportamentidei vicini o il funzionamento degli impianti tecnici Non sempre egrave possibile intervenire sulla fonte del disturboper ridurlo allrsquoorigine come sarebbe auspicabile unrsquoefficace alternativa egrave la realizzazione di fabbricati in gradodi proteggere gli occupanti da qualsiasi genere di rumore indesiderato indipendentemente dalla sua provenienza

Per ottenere i migliori riultati egrave necessario che il problema venga affrontato fin dalla fase di progettazionevalutando le soluzioni costruttive piugrave efficaci e il comportamento sotto il profilo acustico di ogni singolocomponente purtroppo questa pratica egrave oggi ampiamente disattesa se non totalmente ignorata La conoscenzadei meccanismi di trasmissione del rumore e dei principi del fonoisolamento permette non solo di realizzareambienti piugrave confortevoli ma anche di prevedere con un certo grado di approssimazione quale saragrave ilcomportamento acustico dellrsquoedificio e quindi di perseguire gli standard prestazionali richiesti dallrsquoutenza oimposti dalle norme legislative ottimizzando le scelte progettuali

Trasmissione del rumore

Il rumore proveniente dallrsquoesterno o dallrsquointerno stesso dellrsquoedificio si propaga attraverso i suoi localiseguendo differenti percorsi egrave pertanto utile classificare i piugrave comuni metodi di trasmissione sonora

- Trasmissione per via aerea in questo tipo di trasmissione il rumore egrave generato direttamente sotto forma dionde sonore che si propagano nellrsquoaria e possono giungere allrsquoascoltatore attraverso qualsiasi percorso aereodiretto come una finestra aperta un corridoio o un condotto di ventilazione che mette in comunicazione dueambienti in alternativa le onde sonore possono investire una parete o un altro elemento di separazione tradue ambienti tale elemento messo in vibrazione dalla sollecitazione sonora si comporta a sua volta comeuna nuova sorgente capace di irradiare verso lrsquoaltro lato della partizione Entrambi i meccanismi sonoillustrati in Fig 12

- Trasmissione per via strutturale si verifica quando una quota di energia meccanica viene impartitadirettamente ad una struttura dellrsquoedificio dove per struttura si intende indifferentemente un elemento

Fig 121 Il rumore puograve provenire da molti tipidi sorgenti e propagarsi attraversovari percorsi di trasmissione

Fondamenti di acustica

portante un tamponamento o qualsiasi altro corpo solidamente connesso con lrsquoedificio La sollecitazionepuograve avvenire in diversi modi si tratta generalmente di un urto di vibrazioni o piugrave frequentemente delcalpestio su un pavimento La sollecitazione meccanica che investe la struttura si propaga allrsquointernodellrsquoedificio fino a raggiungere una partizione o una superficie di altro genere che messa cosigrave in vibrazionefinisce per irradiare rumore aereo

Fig 122

ndash Trasmissione del rumore per via strutturale diversi tipi di sorgenti e possibili percorsi di trasmissione [16]

111

Capitolo 1

112

13 Il fonoisolamento dei rumori aerei

Quando lrsquoonda sonora incontra un ostacolo parte dellrsquoenergia viene riflessa dalla sua superficie unrsquoaltra parteviene assorbita dal materiale quindi trasformata in calore o energia meccanica e puograve propagarsi per via lateralementre la quota restante viene trasmessa al di lagrave dellrsquoostacolo Lrsquoisolamento offerto dal materiale dipende dallasua capacitagrave di impedire che lrsquoenergia sonora lo attraversi e si propaghi oltre di esso Bisogna distinguere tra isolamento acustico che egrave la facoltagrave di attenuare la propagazione sonora tra dueambienti indipendentemente dai percorsi che questa puograve seguire e potere fonoisolante che descrive invece lequalitagrave intrinseche di un elemento del sistema edilizio (partizioni serramenti ecc) in rapporto alla suatrasparenza acustica

Fig 131 ndash Percorsi di trasmissione

Detto τ il fattore di trasmissione che esprime il rapporto tra energia sonora trasmessa ed energia sonoraincidente

iWtW

=τ (131)

Il potere fonoisolante R egrave dato da

tWiW

10log1log10R =τ

= dB (132)

Il comportamento di un elemento edilizio nei confronti di questa grandezza egrave complesso e dipendeprincipalmente dallrsquoimpedenza ossia dalla capacitagrave di due mezzi di propagazione contigui (il materialedellrsquoelemento e lrsquoaria) di accoppiarsi Si egrave soliti distinguere tra elementi omogenei monolitici e compositi nelprimo caso egrave possibile attuare un calcolo previsionale abbastanza attendibile mentre nel secondo si devericorrere a delle semplificazioni anche notevoli rientrano in questa categoria anche gli elementi realizzati constrati multipli accoppiati

Fondamenti di acustica

113

Comportamento di elementi omogenei monolitici

In prima approssimazione il potere fonoisolante di questi elementi dipende dalla loro massa dalla frequenza edallrsquoangolo di incidenza dellrsquoonda sonora Il comportamento egrave in linea generale espresso dalla legge di massaanche se come si vedragrave esistono dei precisi limiti al suo campo di applicazione

cosc

fm1log10R2

00

θ

ρπ

+= dB (133)

dovef egrave la frequenza in Hzm egrave la massa in kgm2ρ0 egrave la densitagrave dellrsquoaria in kgm3c0 egrave la velocitagrave di propagazione del suono nellrsquoaria in msθ egrave lrsquoangolo di di incidenza

Un elemento divisorio di dimensioni finite come un pannello o una parete egrave inoltre soggetto ai sequenti fenomeni

- risonanza- effetto di coincidenza- smorzamento o perdita

A seconda della geometria dellrsquoelemento del modo in cui egrave vincolato e delle caretteristiche del materiale egravepossibile definire tramite opportune equazioni le sue frequenze naturali fn la sua piugrave bassa frequenza naturale egravedefinita come frequenza fondamentale f1 ed egrave quella per cui si verifica la maggior ampiezza di oscillazione Latrasmissione acustica attraverso un pannello monostrato omogeneo si divide in due distinte tipologie latrasmissione non risonante che si ha quando lrsquoenergia sonora incidente pone in moto forzato la struttura senzaeccitarne i modi propri (in questo caso il comportamento egrave dominato dalla massa) e la trasmisione risonante incui sono eccitati i modi propri (il comportamento egrave controllato dallo smorzamento e dallrsquoefficienza diradiazione) Lrsquoeffetto di coincidenza si verifica quando su un pannello investito da unrsquoonda sonora la proiezione dellalunghezza drsquoonda del suono λ incidente secondo lrsquoangolo θ egrave uguale alla lunghezza drsquoonda flessionale λtr neltramezzo

θλ

=λsentr (134)

Fig 132Effetto di coincidenza

Capitolo 1

114

In questo caso si ha la ricostruzione dellrsquoonda sollecitante nellrsquoambiente disturbato con una conseguenteperdita di potere fonoisolante rispetto alla legge di massa La piugrave bassa frequenza per cui si verifica il fenomenodella coincidenza si ha per un angolo di incidenza θ=90deg ossia per incidenza radente del suono e si chiamafrequenza critica fc Essa egrave funzione delle caratteristiche del materiale del divisorio e del suo spessore

Hz Eρ

t18c

tc 18cf

20

L

20

c == (135)

dovecL velocitagrave dellrsquoonda longitudinale nel mezzo del divisorio in mst spessore del divisorio in mE Modulo di elasticitagrave longitudinale del divisorio in Nm2ρ massa volumica del divisorio in kgm3

Oltre la frequenza critica diventa determinante il fattore di smorzamento totale η spesso indicato anche comefattore di perdita (loss factor) si tratta di un numero puro che egrave la somma del fattore di perdita interno propriodel materiale e di quello dovuto agli effetti della costruzione (condizioni al perimetro e di vincolo)

n

iJ1jijinttot sum

ne=η+η=η (136)

doveηtot fattore di perdita totale (Total Loss Factor TLF)ηint fattore di perdita interno (Internal Loss Factor ILF)ηij fattore di perdita da accoppiamento (Coupling Loss Factor CLF)

Nel complesso se si esamina lrsquointera gamma delle frequenze si possono individuare varie zone in cui il poterefonoisolante R dipende dai vari fattori sopra descritti

Fig 133 ndash Potere fonoisolante di un divisorio semplice e omogeneo

Fondamenti di acustica

115

Comportamento dei divisori multipli

Molto piugrave complessa egrave la previsione delle prestazioni dei divisori multipli oltre ai problemi connessi ad ognisingolo componente vi sono quelli dovuti alla loro interazione Alcuni casi come i pannelli doppi sono statiampiamente studiati e non solo si conosce il loro comportamento dal punto di vista qualitativo ma sono anchestati sviluppati dei modelli di calcolo previsionale che verranno illutrati piugrave dettagliatamnte nel capitolo 4 Cilimiteremo per il momento a descrivere alcuni tipici fenomeni che sono alla base del loro comportamento

Fig 134 ndash Potere fonoisolante di un divisorio doppio

Come indicato in fig 134 anche per i divisori a doppio starto si possono individuare delle zone in cuiprevalgono la legge di massa o altri fenomeni come la risonanza massa-aria-massa o le risonanze di cavitagrave Larisonanza massa-aria-massa nel caso semplificato di due pannelli uguali di massa m separati da uno strato drsquoariadi larghezza d si verifica per la seguante frequenza

md

cρ2 η2

1f2

00m = Hz (137)

Le risonanze di cavitagrave ad alta frequenza sono dovute ad onde stazionarie nello spazio compreso tra i duepannelli le frequenze fp sono date da

θ 2dcos

cpf 0p = Hz (138)

con la frequanza piugrave bassa per p=1 (primo modo di oscillazione) e θ = 0deg (incidenza normale) quindi

2dcf 0

p1 = Hz (139)

Le risonanze di cavitagrave a bassa frequenza sono invece causate da onde stazionarie bidimensionali legate alledimensioni dei lati (a b) del divisorio Per λ molto maggiore di d si ha

Capitolo 1

116

bq

ap

2cf 2

2

2

20

pq += Hz (1310)

Con la frequenza piugrave bassa per p = q = 1Una delle ipotesi semplificative piugrave comunemente adottate egrave che i due strati siano completamente isolati nei casireali vi sono solitamente degli elementi rigidi di connessione (traverse montanti) che si comportano da pontiacustici riducendo il potere fonoisolante

14 Il fonoisolamento dei rumori impattivi

Con il generico termine i rumori impattivi si egrave soliti intendere un insieme di fenomeni che si possonoverificare allrsquointerno di un edificio per effetto delle seguenti cause

- percussioni dovute a cadute di oggetti urti e calpestio- vibrazioni generate dal funzionamento di macchinari e impianti tecnici piugrave o meno rigidamente collegati con

le strutture dellrsquoedificio- attrito dovuto allo sfregamento di mobili o altri oggetti

Ognuno di questi rumori egrave in grado di propagarsi non solo dalla parte opposta dellrsquoelemento sollecitato maanche in altre parti dellrsquoedificio eventualmente molto lontane dalla sorgente in funzione delle caratteristichestrutturali della costruzione Una delle conseguenze egrave che la trasmissione indiretta attraverso le strutture laterali egravein proporzione maggiore rispetto a quella che si verifica con i rumori aerei Le modalitagrave con cui avviene la trasmissione dei rumori impattivi sono soggette a studi alquanto complessi cheprendono in considerazione il tipo di forza eccitante la forma e la natura del corpo eccitato le sue caratteristicheelastiche e cosigrave via

Fig 141Trasmissione diretta e per vialaterale del rumore di calpestio

Fondamenti di acustica

117

Il calpestio costituisce il rumore drsquourto piugrave verificabile ed avvertito nelle case drsquoabitazione al fine di mettere apunto le tecniche di misura e di studiare il comportamento dei solai agli effetti di questa fonte di disturbo egrave statonormalizzato in sede internazionale un generatore meccanico che assolve alla funzione di eccitare le strutturesecondo modalitagrave ben definite e perfettamente riproducibili Il generatore di calpestio normalizzato egrave costituitoda 5 martelli in linea azionati da un albero a camme collegato con un motore elettrico (vedi par 34) e in linea dimassima si puograve dire riproduca amplificandola la sollecitazione prodotta da una persona che cammininellrsquoambiente disturbante

Il principio della misura consiste nel far funzionare il generatore su un pavimento e nel misurare nellrsquoambientesottostante il livello di pressione sonora prodotto Lrsquoanalisi viene condotta per bande drsquoottava o di terzo di ottavae il livello di rumore viene corretto da una quantitagrave che tiene conto dellrsquoassorbimento o del tempo diriverberazione nellrsquoambiente di ricezione Come nel caso dei rumori aerei biogna distinguere tra le prestazioni dellrsquoedificio ossia lrsquoisolamento acusticoche egrave la facoltagrave di attenuare la propagazione sonora tra due ambienti indipendentemente dai percorsi che questapuograve seguire e le prestazioni dellrsquoelemento divisorio che in questo caso non sono piugrave espresse in termini dipotere fonoisolante R ma di livello di pressione sonora di calpestio normalizzato Ln lrsquoisolamento offerto egraveinversamente proporzionale al suo valore Il modello fisico adottato per lo studio del problema fa riferimento ad una piastra eccitata da forze impulsiveperiodiche si suppone inoltre che la durata di ogni singola forza impulsiva sia breve in rapporto al periodo dellapiugrave alta frequenza considerata Sulla base di questi presupposti si puograve prevedere lrsquoLn irradiato da una piastranellrsquoambiente sottostante per calcoli eseguiti in bande di ottava risulta

dB ηhcρA51p

σcρ410logL 3L

2p0

20

20

20

10n = (141)

Per calcoli eseguiti in bande di un terzo di ottava

dB 5- ηhcρA51p

σcρ410logL 3L

2p0

20

20

20

10n = (142)

doveρ0 massa volumica dellrsquoariac0 velocitagrave del suono nellrsquoaria (=340 ms)σ fattore di radiazione in prima approsimazione egrave assimilabile a 1 qualora sia richiesta una valutazione

piugrave accurata per fgtfc risulta

dB ff1

12 -c

minus=σ

η fattore di perdita totale

Fig 142Macchina generatrice di calpestionormalizzato

Capitolo 1

118

p0 pressione sonora di riferimento pari a 210-5 Nm2A0 area di assorbimento acustico equivalente pari a 10 m2ρp massa volumica del solaio (piastra) in kgm3

cL velocitagrave dellrsquoonda longitudinale nel materiale in msh spessore del solaio

Ne risulta uno spettro quasi costante in funzione della frequenza Una leggera pendenza con valori crescenti alcrescere della frequenza egrave dovuta alla dipendenza di alcuni fattori (σ e η) da f il livello sonoro decresce conlrsquoaumentare di η che egrave legato oltre che alla natura del materiale alle sue condizioni di vincolo il livello egrave tantopiugrave basso quanto piugrave rigido egrave il suo incastro alla struttura portante

15 Linee guida alla progettazione acustica

Al fine di conseguire i migliori risultati in termini di isolamento acustico dellrsquoedificio sia nel caso dei rumoriaerei che per quelli impattivi occorre intervenire su due diversi aspetti del problema

- i percorsi di trasmissione- le prestazioni degli elementi del sistema edilizio

Lrsquoisolamento acustico dei locali di un edificio non dipende esclusivamente dalle prestazioni acustiche offertedallrsquoelemento divisorio poicheacute in realtagrave esistono diversi possibili percorsi di trasmissione del rumore

- Percosi diretti per via aerea come fori o fessure in corrispondenza dellrsquoelemento di separazione ne sono uncaso tipico le fessure lungo il perimetro dei serramenti sia interni che esterni

- Percosi indiretti per via aerea quali condotti di areazione o per il passaggio di impianti corridoiintercapedini di controsoffitti o di pavimenti sopraelevati

- Percorsi diretti per via strutturale egrave il caso di un elemento di separazione tra due ambienti che messo invibrazione da una sollecitazione sonora o meccanica si comporta a sua volta come una nuova sorgentecapace di irradiare verso lrsquoaltro lato della partizione

- Percorsi indiretti per via strutturale in questo caso la struttura sollecitata puograve essere quella divisoria e levibrazioni si trasmettono da questa agli elementi laterali oppure sono sollecitate direttamente le strutturelaterali e le vibrazioni si propagano da queste allrsquoelemento di separzione o ad altri elementi laterali

Fig 151Percorsi di trasmissionevia aerea diretta (τe)via aerea indiretta (τs)via strutturale diretta (τd)via strutturale indiretta (τf)

Fondamenti di acustica

119

Occorre in primo luogo cercare di eliminare qualsiasi percorso diretto per via aerea dal momento che aperturedi dimensioni anche molto limitate possono compromettere pesantemente lrsquoisolamento dellrsquointero sistemaTipico egrave il caso delle fessure che si creano in corrispondenza della battuta tra telaio mobile e telaio fisso neiserramenti per cui egrave utile ricorrere a battute doppie o triple e allrsquouso di guarnizioni di tenuta Problemi analoghisi verificano anche in presenza di cassonetti per cui valgono gli stessi accorgimenti

Anche i percorsi indiretti per via aerea dovrebbero esser evitati se possibile ad esempio facendo sigrave che neilocali dotati di controsoffitti o pavimenti sopraelevati non si creino dei plenum capaci di mettere indirettamentein contatto ambienti diversi Nel caso di condotti di areazione e simili risulta evidentemente impossibilesopprimere gli stessi ma si puograve perograve intervenire rivestendo il loro interno con materiali assorbenti limitando inquesto modo la propagazione dei rumori al loro interno La trasmissione lungo i percorsi indiretti per via strutturale puograve essere limitata inserendo dei giunti didesolidarizzazione realizzati con strati di materiali elastici Ersquo da notare perograve che se da un lato questa soluzioneriduce la trasmissione laterale dallrsquoaltro fa si che le strutture siano vincolate meno rigidamente con unaconseguente riduzione dello smorzamento ne puograve quindi derivare un peggioramento delle prestazioni di pareti esolai (riduzione di R e aumento di Ln) peggioramento in genere abbastanza contenuto se non trascurabile

Resta ora da affrontare il problema della trasmissione del rumore secondo i percorsi diretti e strutturali in altreparole attraverso gli elementi di separazione tra i vari locali dellrsquoedificio o tra questi e lrsquoesterno Gli elementi inquestione sono costituiti a seconda dei casi da partizioni verticali e orizzontali quali pareti solai divisori divaria natura serramenti e coperture da ognuno di questi elementi si dovragrave ottenere la massima prestazionepossibile in termini di potere fonoisolante o livello di pressione sonora di calpestio normalizzato

Fig 152Esempi di soglie di porta inordine di efficacia da sinistraverso destra

Fig 153Desolidarizzazione di una parete interna perinterposizione di uno strato di feltrosullrsquoestradosso del solaio

Capitolo 1

120

Pareti

Per ottenere le migliori prestazioni in termini di potere fonoisolante R dalle pareti tradizionali in lateriziooccorre attenersi alle seguenti regole pratiche

- ricorrere a pareti con la piugrave elevata massa superficiale possibile- adottare la tipologia a cassa vuota ovvero una parete doppia con intercapedine- aumentare il piugrave possibile lo spessore dellrsquointercapedine- inserire nellrsquointercapedine un materiale fonoisolante con un elevato coefficiente di assorbimento acustico- utilizzare intonaci di elevata densitagrave e spessore non solo sulle superfici esterne della parete ma anche su

uno dei lati interni della parete a cassa vuota- sigillare accuratamente i giunti tra i mattoni- utilizzare mattoni di grande formato- non realizzare tracce per impianti direttamente affacciate sui due lati della struttura- ricorrere a stratigrafie asimmetriche nei muri a cassa vuota

Le indicazioni appena citate possono essere di grande utilitagrave ma la tipologia costruttiva in questione non sidimostra particolarmente idonea a conseguire elevati standard prestazionali specie se egrave presente lrsquoesigenza dilimitare costi dimensioni e pesi Molto piugrave performanti si dimostrano in genere le pareti leggere multistrato Mentre le pareti pesanti semplici o doppie consentono di contenere la trasmissione del rumore in virtugrave dellaloro massa quelle leggere multistrato si basano su un diverso principio quello di smorzare la trasmissione dellevibrazioni che si propagano da un elemento allrsquoaltro grazie a collegamenti elastici tra i vari strati Due o piugrave stratidi materiali rigidi tipicamente cartongesso o legno il piugrave possibile disaccoppiati dalle altre strutture sonoseparati da aria o materiali elastici con funzione fonoassorbente (fibra di vetro lana di roccia strati porosi ecc)in modo che le vibrazioni indotte nel primo pannello non si trasmettano direttamente ai successivi per via solidama siano smorzate allrsquointerno dellrsquointercapedine trasformandosi in energia meccanica e calore Nelle condizioniideali tali tipologie costruttive permettono di realizzare un sistema massa-molla-massa di elevate prestazioni egraveperograve necessario che i collegamenti tra le parti non siano rigidi requisito questo che in genere non vienetotalmente rispettato data la presenza allrsquointerno dei pannelli di montanti traverse o elementi di fissaggiopuntuali Benchegrave le pareti multistrato leggere non godano di grande diffusione nel contesto dellrsquoedilizia italianane esistono molte tipologie e sono utilizzate massicciamente e con indubbi vantaggi in molti paesi

Fig 154Una parete pesante in laterizio a confrontocon una leggera a lastre di cartongesso sutelaio metallico

Fondamenti di acustica

121

Esiste un ultimo sistema per incrementare le prestazioni di una parete tradizionale e consiste nellrsquoapplicaresulla superficie di questa una controparete costituita da un pannello rigido ad esempio cartongesso conlrsquointerposizione di un supporto elastico Si determina cosigrave un sistema risonante a doppia parete che puograve produrreun incremento del potere fonoisolante ∆R anche sensibile Condizione fondamentale per lrsquoefficacia del sistema egraveche il collegamento tra le due strutture avvenga con il minor numero possibile di punti rigidi inoltre il materialedel supporto (generalmente lana di vetro) deve essere dotato di una ridotta rigiditagrave dinamica srsquo (espressa inMNm3 egrave il rapporto tra il modulo elastico e lo spessore srsquo=Ed) Ersquo un tipo di intervento particolarmente adattoa migliorare le prestazioni di divisori giagrave esistenti

Solai e pavimenti

Ai solai si chiede un contributo in termini di isolamento acustico sia nei confronti dei rumori aerei che diquelli impattivi Lrsquoisolamento dai rumori aerei non egrave generalmente un problema specie con lrsquoutilizzo di solai inlatero-cemento a blocchi e travetti in virtugrave della loro massa elevata piugrave critico risulta il comportamento neiconfronti del calpestio Il fonoisolamento dei rumori di calpestio puograve essere migliorato aumentando la massa e lospessore del solaio tuttavia lrsquoincremento di prestazioni che se ne ricava risulta modesto I sistemi adottati perridurre il livello Ln di una quota che convenzionalmente viene definita ∆L sono i seguenti

- pavimenti resilienti- controsoffitti- pavimenti galleggianti

I pavimenti resilienti consistono di un rivestimento di finitura applicato al solaio portante e dotato di un certogrado di elasticitagrave si tratta solitamente di rivestiementi tessili (moquettes) pavimenti in gomma e in materialeplastico di varia natura Si ottiene in questo modo un incremento dellrsquoisolamento ∆L crescente al crescere di f apartire da una frequenza di taglio che egrave funzione della rigiditagrave dinamica del materiale utilizzato anche in questocaso egrave necessario utilizzare materiali con bassi valori della rigiditagrave dinamica I controsoffitti applicati sullrsquointradosso del solaio sollecitato lavorano in maniera analoga ad una controparetee hanno lo svantaggio di agire solo sulla componente aerea del rumore senza limitare quella strutturale che sipuograve propagare lungo i percorsi di trasmissione laterali Lrsquoutilizzo di pavimenti resilienti e controsoffitti egrave ingenere fortemente vincolato dalla destinazione drsquouso dei locali e dalle specifiche esigenze degli utenti Lo strumento piugrave efficace per incrementare le prestazioni di un solaio egrave il ricorso al pavimento galleggianteesso consiste di un massetto galleggiante armato di 4-10 cm di spessore appoggiato su uno strato di materialeelastico dotato di ridotta rigiditagrave dinamica Lrsquoincremento di prestazioni ∆L cresce con la frequenza a partire dauna frequenza di taglio Gli accorgimenti da seguire nella sua realizzazione sono riportati qui di seguito

Fig 155Controparete in cartongesso suparete tradizionale in laterizio

Capitolo 1

122

- Mantenere una perfetta desolidarizzazione del massetto galleggiante dalla sottostante soletta evitando laformazione di punti di contatto rigidi egrave necessario garantire la perfetta continuitagrave del materiale resiliente inmodo che al momento del getto del massetto questo non entri in contatto con la soletta di base

- Evitare la formazione di ponti acustici tra il massetto con relativo rivestimento di finitura e le struttureverticali quali pareti pilastri soglie di porta e tubi attraversanti il solaio per far ciograve egrave necessario risvoltare ilmateriale resiliente lungo gli elementi verticali e rifilarlo al livello della pavimentazione finita invece chedel massetto anche il contatto tra il battiscopa e la superficie del pavimento deve essere evitatointerponendo una lama drsquoaria o una stricia di materiale elastico

- Utilizzare per lo strato elastico di desolidarizzazione un materiale resiliente con bassa rigiditagrave dinamica ingrado di mantenere tale valore anche sotto lrsquoazione prolungata del carico permanente costituito dal massettogalleggiante i materiali solitamente utilizzati sono feltri di fibre minerali polimeri e materiali compositi

- Pulire il piano di posa del materiale resiliente per evitare che questo si danneggi e che possa subireschiacciamenti localizzati con conseguente incremento della rigiditagrave dunamica

- Realizzare un massetto galleggiante armato di densitagrave e massa elevati compatibilmente con lrsquoaumento dispessore che ciograve comporta

- Interrompere il pavimento galleggiante al di sotto dei tramezzi- Inserire giunti di dilatazione nel massetto-pavimento se questo egrave di dimensioni elevate (oltre i 40 m2 e per

lati superiori a 8 m) nel caso siano presenti giunti sulla soletta di base far coincidere i giunti del massettocon questi

- Non annegare le tubazioni degli impianti nel massetto galleggiante ma sotto lo strato isolante

Lrsquoefficacia di un pavimento galleggiante dipende in gran parte dalla qualitagrave dellrsquoesecuzione e dal rispettoscrupoloso delle indicazioni sopra elencate diventa pertanto fondamentale lrsquoimpiego di maestranze qualificateper lrsquoesecuzione dellrsquoopera

Fig 156 ndash Pavimento galleggiante

Fondamenti di acustica

123

Serramenti

I serramenti costituiscono spesso il punto debole del sistema di controllo dei rumori aerei specie nel caso incui siano dotati di ampie superfici vetrate La frequenza critica delle lastre di vetro viene a trovarsi allrsquointernodella gamma di frequenze considerata in posizione spesso centrale ne segue una caduta di R per effetto dicoincidenza adottando vetri-camera vi egrave inoltre un fenomeno di risonanza con riduzione di isolamento intornoalla frequenza di risonanza massa-aria-massa La scelta dei vetri deve essere fatta in modo oculato privilegiandoelementi di massa elevata e stratificati ma per prestazioni migliori egrave necessario ricorrere ai doppi telai o afinestre fisse e sigillate

La prestazione del serramento dipende oltre che dallrsquoelemento trsparente dal tipo di telaio e dallapermeabilitagrave allrsquoaria Se la massa del telaio non egrave inferiore al 70 di quella della vetrata e se la sua superficienon egrave superiore al 25 di quella complessiva del serramento si puograve assimilarlo alla vetrata nella stima del poterefonoisolante altrimenti dovragrave essere valutato indipendentemente Per ottenere dal telaio il miglior isolamento sipuograve far riferimento alle stesse indicazioni date per la realizzazione di pannelli e pareti Va inoltre garantita latenuta dellrsquoaria applicando guarnizioni tra vetro e telaio mobile e tra questo e lrsquoinfisso in modo da eliminarepercorsi di trasmissione diretti per via aerea (vedi fig 152) Altro punto critico egrave la presenza di un cassonetto che generalmente comporta la presenza di passaggi direttidrsquoaria e fessure oltre che per lo scarso potere fonoisolante dei pannelli che lo compongono si puograve intervenireadottando un cassonetto silenziato il silenziamento consiste nel rivestire il vano interno con materialefonoassorbente e nellrsquoincrementare massa e isolamento dei pannelli

Fig 158Cassonetto silenziato

Fig 157Tipi di vetrate in ordine diefficacia crescentea) vetro monoliticob) vetro-camerac) vetro stratificatod) vetro-camera con una lastra

stratificatae) vetro-camera con due lastre

stratificate

Capitolo 1

124

16 Principali grandezze descrittive delle prestazioni degli edificie degli elementi di edificio

Esistono molte grandezze definite dalla normativa italiana ed internazionale per esprimere le prestazioniacustiche dei sistemi edilizi la loro conoscenza egrave fondamentale per uno studio dettagliato dei metodi di controllodel rumore e per la comprensione delle norme che trattano tali problemi Una prima distinzione egrave tra le grandezze che descrivono le prestazioni dellrsquoedificio (lrsquoisolamento acusticodegli ambienti) e quelle che si riferiscono al comportamento dei singoli elementi costitutivi del sistema(partizioni verticali e orizzontali serramenti ecc) Tutte le grandezze relative al fonoisolamento aereo valutano una differenza di livelli sonori tra un ambientedisturbante e uno disturbato lo stesso potere fonoisolante R precedentemente definito come

tWiW

10logR = dB (161)

in presenza di due locali con campi sonori sufficientemente diffusi e in assenza di trasmissione per vie diverse daquella diretta risulta

dB AS10logL-LR S

21 += (162)

doveL1 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente emittente in dBL2 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente ricevente in dBSS area dellrsquoelemento di separazione in m2A area di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2

Il termine 10log(SSA) garantisce la normalizzazione della misura rispetto allrsquoassorbimento acustico del localedisturbato in altri casi si adotta una normalizzazione rispetto al tempo di riverberazione in questo modo si rendeil risultato indipendente dalle particolaritagrave dellrsquoambiente in questione Analogo egrave il caso dellrsquoisolamento acustico normalizzato rispetto lrsquoassorbimento equivalente Dn

dB AA10logL-LD

021n minus= (163)

dove A0 egrave unrsquoarea di assorbimento equivalente di riferimento e il termine 10log(AA0) garantisce lanormalizzazione della misura

Tab 161 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaR Potere fonoisolante ISO 140-3 4Dnc Isolamento acustico normalizzato del controsoffitto ISO 140-9 3Dne Isolamento acustico normalizzato di un piccolo elemento ISO 140-10 1Dns Isolamento acustico normalizzato per trasmissione aerea

indiretta attraverso un sistema SNon disponibile

Fondamenti di acustica

125

Tab 162 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaRrsquo Potere fonoisolante apparente ISO 140-4 5Rrsquo45deg Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 3Rrsquotrs Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 4Dn Isolamento acustico normalizzato rispetto allrsquoassorbimento

equivalenteISO 140-4 3

DnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-4 4

Dls2mnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-5 7

Tutte le grandezze relative al fonoisolamento dei rumori impattivi si riferiscono invece ad una singola misuradi livello sonoro nellrsquoambiente disturbato a cui va aggiunto un termine per la normalizzazione rispettoallrsquoassorbimento acustico oppure rispetto al tempo di riverberazione del locale disturbato Ne egrave un esempio illivello di pressione sonora di calpestio normalizzato

dB AA10logLL

0in += (164)

doveLi egrave il livello di pressione sonora di calpestio nellrsquoambiente ricevente utilizzando un generatore il rumore

di calpestio normalizzato in conformitagrave alla EN ISO 140-7 in dBA egrave lrsquoarea di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2A0 area di assorbimento equivalente di riferimento pari a 10 m2

Tab 163 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico del rumore di calpestio

ISOLAMENTO ACUSTICO DEL RUMORE DI CALPESTIO

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLn Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-6 4

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLrsquon Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-7 2LrsquonT Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato rispetto

al tempo di riverberazioneISO 140-7 3

Per una descrizione particolareggiata di tutte le grandezze qui elencate si vedano i capitoli 3 5 6 e 7

Capitolo 1

126

Bibliografia

[10] Spagnolo Renato Manuale di acustica applicata Torino UTET 2002[11] Sacchi Alfredo Caglieris Giovanni Fisica Tecnica Torino UTET 1996[12] Barducci Italo Acustica applicata Milano Masson 1993[13] Resnick R Halliday D Krane K S Fisica Milano Ambrosiana 1967[14] Toni M Interventi materiali e strumenti per lrsquoisolamento acustico degli edifici Rimini Maggioli 1997[15] Elia G Geppetti G Progettazione acustica di edifici civili e industriali Roma NIS 1994[16] Harris C M Noise control in buildings New York McGraw Hill 1997[17] Brosio E Protezione dai rumori di calpestio prestazioni dei pavimenti e problemi di valutazione in

Rivista Italiana di Acustica Vol IV n11980[18] Semprini G La realizzazione e le prestazioni dei pavimenti galleggianti

in Rivista Italiana di Acustica Vol 28 n3-42004[19] UNI EN ISO 717-1 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento acustico per via aerea[110] UNI EN ISO 717-2 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento del rumore di calpestio[111] UNI EN ISO 140 1999 Misurazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

Capitolo 1

12

11 Fondamenti di acustica

Natura del suono e principali grandezze acustiche

Il suono egrave definito come una perturbazione meccanica che si propaga in un mezzo elastico sotto forma di ondeIl mezzo in questione puograve avere natura gassosa liquida o solida ed esistono importanti differenze checontraddistinguono il comportamento dei fluidi rispetto a quello dei solidi Nei solidi si possono propagare duecategorie di onde quelle di compressione dette anche longitudinali in cui lrsquooscillazione vibratoria delleparticelle avviene nella stessa direzione di propagazione dellrsquoonda e quelle di taglio dette anche trasversali incui il movimento vibratorio egrave in direzione perpendicolare a quella di propagazione Nei fluidi invece possonomanifestarsi solamente onde sonore longitudinali Tra tutti i mezzi di propagazione particolare importanza riveste lrsquoaria a cui drsquoora in poi ci riferiremo essa cicirconda e permette alla perturbazione sonora di agire sullrsquoapparato uditivo umano La vibrazione delle particellegenera un alternarsi di compressioni e depressioni con una conseguente variazione della pressione p(t) in undato punto e allrsquoistante t rispetto alla pressione atmosferica pa

p)t(p)t(p aminus=∆ (111)

La differenza ∆p(t) viene chiamata pressione acustica o pressione sonora essa egrave sempre una piccolissimafrazione della pressione statica e per i suoni di media intensitagrave egrave dellrsquoordine di un milionesimo della pressioneatmosferica Le grandezze fisiche che caratterizzano unrsquoonda tipo sono le seguenti

f la frequenza egrave il numero di cicli completi nellrsquounitagrave di tempo in HzT il periodo egrave lrsquointervallo di tempo che impiega un punto dellrsquoonda per ripassare nella stessa posizione

in s la relazione che intercorre tra periodo e frequenza egrave la seguente

f1T =

c velocitagrave di propagazione dellrsquoonda nel mezzo elastico in msλ lunghezza drsquoonda egrave lo spazio percorso dallrsquoonda in un periodo in m

fccT ==λ

AM ampiezza massima egrave il valore massimo dellrsquoonda sinusoidale nella pratica egrave utilizzato il valore efficaceA che per unrsquoonda sinusoidale vale

2

AA M=

Nei suoni puri le variazioni di pressione si possono rappresentare con unrsquoonda sinusoidale ma generalmente i suoniemessi in natura o quelli generati artificialmente non sono suoni puri e hanno invece carattere complesso nel primocaso il fenomeno egrave caratterizzato da una singola frequenza nel secondo sono invece presenti frequenze diverse Con lrsquoanalisi di Fourier qualsiasi suono puograve essere scomposto in un numero finito o infinito di onde sinusoidaliottenendo la rappresentazione spettrale di un evento sonoro egrave consuetudine presentare il risultato di tale analisisotto forma di grafico definito anche spettro di frequenza del suono in cui sullrsquoasse delle ascisse egrave indicata lafrequenza e su quello delle ordinate il quadrato dellrsquoampiezza proporzionale allrsquointensitagrave di ogni componente Lrsquoorecchio umano egrave sensibile a suoni compresi tra circa 20 Hz e 16000 Hz i suoni con frequenze inferiori esuperiori detti rispettivamente infrasuoni e ultrasuoni pur non essendo rilevabili dallrsquoorecchio umano possonoprovocare sensazioni fisiologiche attraverso altri organi

Fondamenti di acustica

13

Fig 111 - Oscillogramma e spettro rispettivamente di un suono puro e di un suono complesso

Il rumore aereo in un certo punto dello spazio puograve quindi essere valutato attraverso la misurazione del valoreefficace della pressione sonora

[ ] dt)t(p∆T1p

T

0

2eff int= (112)

generalmente la pressione efficace viene per brevitagrave indicata semplicemente come p Lrsquointervallo di percezione dellrsquoudito umano egrave molto ampio se consideriamo uguale a 1 la pressione sonoracorrispondente alla minima sensazione uditiva percepibile la pressione sonora che provoca nel nostro orecchiouna sensazione di dolore egrave di 106 volte maggiore Per questo motivo la pressione viene valutata attraverso unascala logaritmica fissato un valore di riferimento p0 = 2middot10-5 Pa equivalente alla soglia di udibilitagrave viene fattocorrispondere alla pressione p un livello di pressione sonora Lp dove

pplog10L

2

0p

= dB (113)

Il livello di pressione sonora si esprime in decibel (dB) ed egrave bene precisare che esso non egrave unrsquounitagrave di misuraessendo il livello di pressione sonora adimensionale ma un modo di esprimere una determinta grandezzafacendo appunto ricorso ad una scala logaritmica La sorgente della perturbazione del campo di pressione prende il nome di sorgente sonora essa egrave caratterizzatadalla potenza W che definisce lrsquoenergia acustica irradiata dalla sorgente nellrsquounitagrave di tempo Per il principio diconservazione dellrsquoenergia in un mezzo perfettamente elastico tutta lrsquoenergia emessa si trova infine distribuitasullrsquointera superficie dellrsquoonda Questa supeficie saragrave piana e perpendicolare alla direzione di propagazione se lasorgente egrave piana mentre in caso di sorgente sferica saragrave essa stessa sferica Lrsquointensitagrave sonora I egrave definita comesegue

SWI = (114)

Capitolo 1

14

doveI egrave lrsquointensitagrave sonora riferita a S in Wm2W egrave la potenza sonora in WS egrave la superficie del fronte sonoro in m2

Nel caso di onde sferiche si ha quindi

d4

WI2π

= (115)

d egrave la distanza tra la sorgente e la superficie stessa in m In ogni istante lrsquointensitagrave acustica egrave correlata allrsquoonda dipressione dalla relazione

puI ∆sdot= che considerando i valori medi diventa puI sdot= (116)

u egrave la velocitagrave istantanea delle particelle drsquoaria nel mezzo Nel caso di un mezzo infinitamente esteso e senzaostacoli

( ) ucp o sdotρ= (117)

( ) I004 Icp o2 sdotcongsdotρ= da cui segue che I 20 p cong

(ρoc) egrave la resistenza acustica del mezzo prodotto della sua densitagrave per la velocitagrave di propagazioneAnalogamente alla pressione anche per potenza e intensitagrave sonora si ricorre a una scala logaritmicaIl livello di potenza egrave

WWlog10L

0W

= dB (118)

Il livello di intensitagrave egrave

IIlog10L0

I

= dB (119)

I valori di riferimento sono rispettivamente W0=10-12 W e I0=10-12 Wm2Ersquo da notare inoltre la relazione che lega Lp a LI

L I400I400log01

pplog10L I

0

2

0p =

=

= dB (1110)

I campi sonori e la riverberazione

La descrizione dei fenomeni sonori richiede la conoscenza dei valori che in ogni istante assumono legrandezze acustiche ossia la conoscenza particolareggiata del campo sonoro Quando esistono esclusivamenteonde sonore irradiate dalla sorgente il campo sonoro prende il nome di campo libero Si tratta di una condizionelimite mai perfettamente realizzata dal momento che esistono sempre delle superfici parzialmente riflettentidalle quali viene rinviata parte dellrsquoenergia sonora incidente dando vita ad onde riflesse che si sovrappongono aquelle dirette e interferiscono con esse In un ambiente chiuso le onde riflesse possono essere presenti in grandequantitagrave provocando il fenomeno della riverberazione in questo caso il campo sonoro risulta dallasovrapposizione del campo sonoro diretto e dal campo di riverberazione costituito dallrsquoinsieme delle onderiflesse Le caratteristiche del campo diretto in particolare i valori assunti dalla pressione acustica nei suoi varipunti dipendono dalle sole proprietagrave della sorgente (o delle sorgenti) oltre che dalle costanti fisiche del mezzomentre non sono influenzate dalle caratteristiche dellrsquoambiente che hanno invece grande importanza nel camporiverberato

Fondamenti di acustica

15

Quando unrsquoonda acustica di intensitagrave I investe la superficie di una parete o di un altro oggetto una parte di essaviene riflessa una parte assorbita e unrsquoultima quota viene invece trasmessa

I=Ia+It+Ir (1111)

Viene indicato come fattore di riflessione r il rapporto

I

r rI= (1112)

mentre il fattore di assorbimento apparente a egrave il rapporto

I

IIa ta += (1113)

Inoltre si ha che a + r = 1Allrsquointerno di un locale delimitato da superfici almeno parzialmente riflettenti il livello di pressione sonora egraveespresso dalla relazione

R4

d4Qlog10LL

2wp

+

π+= dB (1114)

doveQ egrave il fattore di direzionalitagrave della sorgente sonora ovvero il rapporto tra lrsquointensitagrave sonora misurata ad

una certa distanza e in una certa direzione e il valore che essa avrebbe a paritagrave di distanza e potenzadella sorgente se questa si comportasse come una perfetta sorgente sferica quindi omnidirezionale

R egrave la costante dellrsquoambiente in m2 definita dalla relazione

m

mia1aS

Rminus

=sum

in cuiam egrave il fattore di assorbimento medio delle supefici che delimitano lrsquoambienteSi egrave la superficie i-esima

Come si vede lrsquoargomento del logaritmo egrave costituito da due termini il primo egrave responsabile del contributofornito dalla radiazione diretta (campo libero) mentre il secondo si riferisce al contributo delle onde riflesse(campo riverberato) In prossimitagrave della sorgente prevale il primo termine che diventa sempre piugrave trascurbileman mano che ci si allontana Se la sorgente sonora cessa lrsquoemissione viene a mancare dapprima il contributo diretto e poi progressivamentela quota riflessa generando una caratteritica coda sonora che viene valutata tramite una grandezza chiamatatempo convenzionale di riverberazione e indicata come T60 Si tratta dellrsquointervallo di tempo in secondinecessario affinchegrave lrsquointensitagrave sonora allrsquointerno dellrsquoambiente si riduca di un milione di volte rispettoallrsquointenitagrave iniziale il che corrisponde ad una riduzione del livello di intensitagrave (o di pressione sonora) di 60 dB La nota formula di Sabine fornisce una relazione tra il tempo di riverberazione il volume dellrsquoambiente elrsquoassorbimento interno di questo

sum sum+=

iii60 ASa

V160T s (1115)

dove Ai egrave lrsquoassorbimento di altre superfici eventualmente presenti nellrsquoambiente (persone arredi ecc) in m2

Capitolo 1

16

La percezione umana

Lo studio dellrsquoacustica non si rivogle solamente agli aspetti fisici del problema ma si occupa anche di come ifenomeni sonori vengono percepiti dallrsquouomo e degli effetti psicofisiologici che producono su di essoTralasceremo nella presente trattazione di addentrarci nellrsquoannosa questione della distinzione tra suono e rumoree utilizzeremo indifferentmente lrsquouno o lrsquoaltro termine per indicare un generico segnale acustico qualunquesiano gli effetti che esso produce sullrsquoascoltatore Il comportamento dellrsquoorecchio umano in presenza di un suono puro egrave tale che la sensazione sonora non egravesolamente conseguenza dei valori di intensitagrave e di pressione sonora ma egrave contemporaneamente legata allafrequenza del suono per cui due suoni che producano la stessa variazione di pressione possono provocare unadiversa sensazione uditiva se caratterizzati da frequenze diverse Il comportamento differenziato dellrsquoorecchioumano egrave descritto dallrsquoaudiogramma che traccia in funzione delle frequenze udibili una serie di curve di ugualesensazione dette appunto isofoniche relative alla percezione di suoni puri La massima sensazione uditiva si haper suoni con una frequenza di circa 4000 Hz che risultano quindi piugrave fastidiosi Ersquo stata introdotta una scalache permette di stabilire lrsquouguale sensazione uditiva alle diverse frequenze si tratta della scala di sensazioneuditiva ed egrave misurata in P phon Il livello di sensazione uditiva di un suono (in phon) egrave numericamente uguale allivello di pressione sonora (in dB) di un suono puro alla frequenza di 1000 Hz La scala dei phon non egrave tuttavia rappresentativa del modo in cui viene percepito un rumore cioegrave un segnaleavente un livello di 100 phon non viene percepito come doppio rispetto a uno con un livello di 50 phon Persopperire a questo limite si egrave ricorso ad un nuovo parametro detto S sensazione sonora la cui intensitagrave espressain son egrave data dalla seguente espressione

1040P

2Sminus

= son (1116)

Per definizione 1 son egrave la sensazione prodotta da un suono puro di frequenza 1000 Hz e Lp = 40 dB

Fig 112Coda sonora in un ambiente riverberante

Fondamenti di acustica

17

Lo studio delle curve isofoniche ha suggerito di inserire negli strumenti di misura del rumore dei filtri chepermettono di simulare il comportamento dellrsquoorecchio umano attenuando il segnale di pressione di una sondamicrofonica nella stessa proporzione con cui attenua lrsquoorecchio Le curve che rappresentano le correzioniapportate dai filtri in funzione della frequenza sono dette curve di ponderazione quelle solitamente utilizzatesono quattro

- curva A traduce il comportamento dellrsquoorecchio a bassi livelli sonori (0-55 dB)- curva B per livelli sonori medi (55-85 dB)- curva C per livelli sonori oltre gli 85 dB- curva D per la valutazione del disturbo con livelli molto elevati come quelli prodotti dai reattori degli aerei

I risultati vengono espressi rispettivamente in dB(A) dB(B) dB(C) dB(D) nella pratica viene quasi semprefatto riferiemnto ai dB(A)

Fig 113Audiogramma normale curveisofoniche a norma ISO 226

Fig 114Curve di ponderazione in frequenzanormalizzate

Capitolo 1

18

Sia nel caso di misure ponderate o meno si tratta sempre di livelli globali e non si puograve quindi valutare lanatura del rumore a partire da questi soli risultati Unrsquoanalisi piugrave accurata puograve essere svolta suddividendo ilcampo delle frequenze in bande piugrave o meno larghe ed esaminando i livelli di pressione sonora in ognuna diqueste si compie in questo modo unrsquoanalisi in frequenza Le suddivisioni piugrave utilizzate sono quelle in bande diottava e di un terzo di ottava

Tab 111 ndash Caratteristiche delle bande di frequenza

Bande di ottava Bande di terzo di ottava

fff 21c sdot=

111

2 f2f 2f sdot==

fff 21c sdot=

13

2 f 2f =

Dovefc egrave la frequenza centrale di banda f1 e f2 sono le due frequenze che la delimitano

Analisi di rumori variabili nel tempo

Un rumore puograve essere caratterizzato da una diversa variabilitagrave nel tempo per questo motivo egrave stata introdottauna classificazione convenzionale che prende in esame i casi piugrave tipici

- rumore stazionario rumore che presenta piccole fluttuazioni di livello durante il periodo di osservazione- rumore fluttuante rumore il cui livello cambia continuamente con fluttuazioni apprezzabili durante il

periodo di osservazione- rumore intermittente rumore il cui livello cade bruscamente al valore di fondo durante il periodo di

osservazione e avente un tempo durante il quale il livello rimane ad un valore costante diverso da quellodellrsquoambiente superiore a circa 1 secondo

- rumore impulsivo rumore caratterizzato da una o piugrave variazioni rapide di energia sonora ognuna di duratainferiore a 1 secondo quando lrsquointervallo fra impulsi di ampiezza comparabile egrave inferiore a 02 secondi ilrumore egrave detto impulsivo quasi stazionario

Il livello sonoro equivalente egrave la grandezza che permette di descrivere un rumore variabile nel tempo esso egravedefinito come il valore del livello di pressione sonora di un rumore continuo che in un certo periodo di tempoha lo stesso valore efficace di pressione del rumore avente livello variabile nel tempo Il livello sonoroequivalente fa riferimento alla scala di ponderazione A in caso contrario si parla semplicemente di livelloequivalente

dB(A) dt p

(t)pT1 log10L

T

0 02A

2

Aeq

= int (1117)

che nel caso discreto come accade utilizzando uno strumento digitale diviene

dB(A) pp

N1 log10L

N

1 02

iA2

Aeq

= sum (1118)

La misurazione di una tale grandezza avviene generalmente utilizzando un fonometro integratore e non presentaparticolari difficoltagrave occorre tuttavia prestare attenzione alla scelta della variabile T ovvero il tempo diintegrazione una scelta errata del tempo T puograve portare ad errori di valutzione anche notevoli

Fondamenti di acustica

19

Se il rumore anzicheacute essere descritto attraverso un livello sonoro variabile con continuitagrave egrave rappresentato dauna serie di livelli sonori associati ad intervalli di tempo in cui egrave suddiviso lrsquointero periodo di osservazione T illivello sonoro equivalente totale puograve essere calcolato come segue

dB(A) 10 Tt log10L

n

1

10AeqiL

iAeqTot

= sum (1119)

Se di un rumore fluttuante egrave dato solo il livello sonoro equivalente si perdono le informazioni relative allrsquoentitagravedelle fluttuazioni Si puograve ovviare a questo limite ricorrendo allrsquoanalisi statistica del rumore che permette dideterminare quale livello sonoro LN egrave stato superato per una certa percentuale (N) del tempo di misura adesempio il valore L90 indica che il livello sonoro egrave stato superiore a tale valore per il 90 del tempo di misuraNello studio dei rumori si ricorre inoltre alle seguenti definizioni

- rumore ambientale egrave il livello sonoro equivalente generato da tutte le sorgenti presenti in un luogo per undeterminato periodo

- rumore specifico egrave il livello sonoro equivalente attribuibile ad una determinata sorgente- rumore residuo egrave il livello sonoro equivalente in assenza di specifiche sorgenti di rumore- rumore di fondo egrave il livello sonoro superato per il 95 del tempo (L95)

Lo strumento dedicato alla rivelazione della pressione sonora egrave il fonometro o misurtore di livello sonoroEsso consiste in un microfono circuiti amplificatori e attenuatori filtri di ponderazione e di analisi spettraleoltre che di un dispositivo di visualizzazione I fonometri possono essere di classe 0 1 2 3 a seconda della loroprecisione e i loro requisiti sono definti da apposite norme internazionali Il funzionamento di un fonometro egrave il seguente il microfono rappresenta il trasduttore pressione-tensioneelettrica ed egrave generalmente del tipo a condensatore con polarizzazione esterna o con prepolarizzazione latensione del microfono viene amplificata attenuata e quindi il segnale viene filtrato per permettere laponderazione in frequenza secondo una delle curve convenzionali precedentemente descritte (la ponderazione Aegrave obbligatoria su tutti i fonometri le altre sono opzionali) Segue lrsquoestrazione del valore efficace (RMS)dapprima il segnale viene rettificato poi se ne estrae la radice quadrata quindi viene ricavato il valore mediomediante un circuito integratore da non confondersi con i circuiti integratori che compiono lrsquointegrazione e lamedia nei fonometri integratori il tutto secondo la seguente definizione matematica

τd)τ(pT1 (t)p

t

Tt

2eff int

minus= (1120)

Piugrave lungo egrave il periodo di integrazione T piugrave piccole saranno le fluttuazioni del valore efficace istantaneo inmodo da ottenere unrsquoindicazione di livello piugrave facilmente valutabile Le costanti di tempo sono normalizzate

- costante di tempo slow (lenta) egrave pari a 1 s- costante di tempo fast (veloce) egrave pari a 125 ms- costante di tempo impulse (impulsiva) caratterizzata da una rapida risposta in salita pari a 35 ms e da una

lenta discesa (29 dBs) per permettere una piugrave agevole lettura sui vecchi strumenti con indicatore ad ago

Nei fonometri integratori egrave infine possibile ricavare il livello sonoro equivalente Leq tramite unrsquointegrazioneanalogica o con una sommatoria il tempo su cui si vuole effettuare la misura puograve essere preimpostato

Capitolo 1

110

12 Acustica dei sistemi edilizi

Il rumore egrave una potenziale causa di disturbo e di danno in molteplici situazioni ma egrave forse allrsquointerno degliedifici che questo problema si manifesta nel modo piugrave evidente suscitando vivaci reazioni Un disagio acusticoaffligge la maggior parte dei manufatti edili sia quelli adibiti ad abitazione che quelli destinati alle piugrave svariateattivitagrave pensiamo ad esempio alle scuole o agli ospedali Le cause sono molteplici da quelle esterne come iltraffico veicolare le attivitagrave industriali e commerciali a quelle interne allrsquoedificio stesso come i comportamentidei vicini o il funzionamento degli impianti tecnici Non sempre egrave possibile intervenire sulla fonte del disturboper ridurlo allrsquoorigine come sarebbe auspicabile unrsquoefficace alternativa egrave la realizzazione di fabbricati in gradodi proteggere gli occupanti da qualsiasi genere di rumore indesiderato indipendentemente dalla sua provenienza

Per ottenere i migliori riultati egrave necessario che il problema venga affrontato fin dalla fase di progettazionevalutando le soluzioni costruttive piugrave efficaci e il comportamento sotto il profilo acustico di ogni singolocomponente purtroppo questa pratica egrave oggi ampiamente disattesa se non totalmente ignorata La conoscenzadei meccanismi di trasmissione del rumore e dei principi del fonoisolamento permette non solo di realizzareambienti piugrave confortevoli ma anche di prevedere con un certo grado di approssimazione quale saragrave ilcomportamento acustico dellrsquoedificio e quindi di perseguire gli standard prestazionali richiesti dallrsquoutenza oimposti dalle norme legislative ottimizzando le scelte progettuali

Trasmissione del rumore

Il rumore proveniente dallrsquoesterno o dallrsquointerno stesso dellrsquoedificio si propaga attraverso i suoi localiseguendo differenti percorsi egrave pertanto utile classificare i piugrave comuni metodi di trasmissione sonora

- Trasmissione per via aerea in questo tipo di trasmissione il rumore egrave generato direttamente sotto forma dionde sonore che si propagano nellrsquoaria e possono giungere allrsquoascoltatore attraverso qualsiasi percorso aereodiretto come una finestra aperta un corridoio o un condotto di ventilazione che mette in comunicazione dueambienti in alternativa le onde sonore possono investire una parete o un altro elemento di separazione tradue ambienti tale elemento messo in vibrazione dalla sollecitazione sonora si comporta a sua volta comeuna nuova sorgente capace di irradiare verso lrsquoaltro lato della partizione Entrambi i meccanismi sonoillustrati in Fig 12

- Trasmissione per via strutturale si verifica quando una quota di energia meccanica viene impartitadirettamente ad una struttura dellrsquoedificio dove per struttura si intende indifferentemente un elemento

Fig 121 Il rumore puograve provenire da molti tipidi sorgenti e propagarsi attraversovari percorsi di trasmissione

Fondamenti di acustica

portante un tamponamento o qualsiasi altro corpo solidamente connesso con lrsquoedificio La sollecitazionepuograve avvenire in diversi modi si tratta generalmente di un urto di vibrazioni o piugrave frequentemente delcalpestio su un pavimento La sollecitazione meccanica che investe la struttura si propaga allrsquointernodellrsquoedificio fino a raggiungere una partizione o una superficie di altro genere che messa cosigrave in vibrazionefinisce per irradiare rumore aereo

Fig 122

ndash Trasmissione del rumore per via strutturale diversi tipi di sorgenti e possibili percorsi di trasmissione [16]

111

Capitolo 1

112

13 Il fonoisolamento dei rumori aerei

Quando lrsquoonda sonora incontra un ostacolo parte dellrsquoenergia viene riflessa dalla sua superficie unrsquoaltra parteviene assorbita dal materiale quindi trasformata in calore o energia meccanica e puograve propagarsi per via lateralementre la quota restante viene trasmessa al di lagrave dellrsquoostacolo Lrsquoisolamento offerto dal materiale dipende dallasua capacitagrave di impedire che lrsquoenergia sonora lo attraversi e si propaghi oltre di esso Bisogna distinguere tra isolamento acustico che egrave la facoltagrave di attenuare la propagazione sonora tra dueambienti indipendentemente dai percorsi che questa puograve seguire e potere fonoisolante che descrive invece lequalitagrave intrinseche di un elemento del sistema edilizio (partizioni serramenti ecc) in rapporto alla suatrasparenza acustica

Fig 131 ndash Percorsi di trasmissione

Detto τ il fattore di trasmissione che esprime il rapporto tra energia sonora trasmessa ed energia sonoraincidente

iWtW

=τ (131)

Il potere fonoisolante R egrave dato da

tWiW

10log1log10R =τ

= dB (132)

Il comportamento di un elemento edilizio nei confronti di questa grandezza egrave complesso e dipendeprincipalmente dallrsquoimpedenza ossia dalla capacitagrave di due mezzi di propagazione contigui (il materialedellrsquoelemento e lrsquoaria) di accoppiarsi Si egrave soliti distinguere tra elementi omogenei monolitici e compositi nelprimo caso egrave possibile attuare un calcolo previsionale abbastanza attendibile mentre nel secondo si devericorrere a delle semplificazioni anche notevoli rientrano in questa categoria anche gli elementi realizzati constrati multipli accoppiati

Fondamenti di acustica

113

Comportamento di elementi omogenei monolitici

In prima approssimazione il potere fonoisolante di questi elementi dipende dalla loro massa dalla frequenza edallrsquoangolo di incidenza dellrsquoonda sonora Il comportamento egrave in linea generale espresso dalla legge di massaanche se come si vedragrave esistono dei precisi limiti al suo campo di applicazione

cosc

fm1log10R2

00

θ

ρπ

+= dB (133)

dovef egrave la frequenza in Hzm egrave la massa in kgm2ρ0 egrave la densitagrave dellrsquoaria in kgm3c0 egrave la velocitagrave di propagazione del suono nellrsquoaria in msθ egrave lrsquoangolo di di incidenza

Un elemento divisorio di dimensioni finite come un pannello o una parete egrave inoltre soggetto ai sequenti fenomeni

- risonanza- effetto di coincidenza- smorzamento o perdita

A seconda della geometria dellrsquoelemento del modo in cui egrave vincolato e delle caretteristiche del materiale egravepossibile definire tramite opportune equazioni le sue frequenze naturali fn la sua piugrave bassa frequenza naturale egravedefinita come frequenza fondamentale f1 ed egrave quella per cui si verifica la maggior ampiezza di oscillazione Latrasmissione acustica attraverso un pannello monostrato omogeneo si divide in due distinte tipologie latrasmissione non risonante che si ha quando lrsquoenergia sonora incidente pone in moto forzato la struttura senzaeccitarne i modi propri (in questo caso il comportamento egrave dominato dalla massa) e la trasmisione risonante incui sono eccitati i modi propri (il comportamento egrave controllato dallo smorzamento e dallrsquoefficienza diradiazione) Lrsquoeffetto di coincidenza si verifica quando su un pannello investito da unrsquoonda sonora la proiezione dellalunghezza drsquoonda del suono λ incidente secondo lrsquoangolo θ egrave uguale alla lunghezza drsquoonda flessionale λtr neltramezzo

θλ

=λsentr (134)

Fig 132Effetto di coincidenza

Capitolo 1

114

In questo caso si ha la ricostruzione dellrsquoonda sollecitante nellrsquoambiente disturbato con una conseguenteperdita di potere fonoisolante rispetto alla legge di massa La piugrave bassa frequenza per cui si verifica il fenomenodella coincidenza si ha per un angolo di incidenza θ=90deg ossia per incidenza radente del suono e si chiamafrequenza critica fc Essa egrave funzione delle caratteristiche del materiale del divisorio e del suo spessore

Hz Eρ

t18c

tc 18cf

20

L

20

c == (135)

dovecL velocitagrave dellrsquoonda longitudinale nel mezzo del divisorio in mst spessore del divisorio in mE Modulo di elasticitagrave longitudinale del divisorio in Nm2ρ massa volumica del divisorio in kgm3

Oltre la frequenza critica diventa determinante il fattore di smorzamento totale η spesso indicato anche comefattore di perdita (loss factor) si tratta di un numero puro che egrave la somma del fattore di perdita interno propriodel materiale e di quello dovuto agli effetti della costruzione (condizioni al perimetro e di vincolo)

n

iJ1jijinttot sum

ne=η+η=η (136)

doveηtot fattore di perdita totale (Total Loss Factor TLF)ηint fattore di perdita interno (Internal Loss Factor ILF)ηij fattore di perdita da accoppiamento (Coupling Loss Factor CLF)

Nel complesso se si esamina lrsquointera gamma delle frequenze si possono individuare varie zone in cui il poterefonoisolante R dipende dai vari fattori sopra descritti

Fig 133 ndash Potere fonoisolante di un divisorio semplice e omogeneo

Fondamenti di acustica

115

Comportamento dei divisori multipli

Molto piugrave complessa egrave la previsione delle prestazioni dei divisori multipli oltre ai problemi connessi ad ognisingolo componente vi sono quelli dovuti alla loro interazione Alcuni casi come i pannelli doppi sono statiampiamente studiati e non solo si conosce il loro comportamento dal punto di vista qualitativo ma sono anchestati sviluppati dei modelli di calcolo previsionale che verranno illutrati piugrave dettagliatamnte nel capitolo 4 Cilimiteremo per il momento a descrivere alcuni tipici fenomeni che sono alla base del loro comportamento

Fig 134 ndash Potere fonoisolante di un divisorio doppio

Come indicato in fig 134 anche per i divisori a doppio starto si possono individuare delle zone in cuiprevalgono la legge di massa o altri fenomeni come la risonanza massa-aria-massa o le risonanze di cavitagrave Larisonanza massa-aria-massa nel caso semplificato di due pannelli uguali di massa m separati da uno strato drsquoariadi larghezza d si verifica per la seguante frequenza

md

cρ2 η2

1f2

00m = Hz (137)

Le risonanze di cavitagrave ad alta frequenza sono dovute ad onde stazionarie nello spazio compreso tra i duepannelli le frequenze fp sono date da

θ 2dcos

cpf 0p = Hz (138)

con la frequanza piugrave bassa per p=1 (primo modo di oscillazione) e θ = 0deg (incidenza normale) quindi

2dcf 0

p1 = Hz (139)

Le risonanze di cavitagrave a bassa frequenza sono invece causate da onde stazionarie bidimensionali legate alledimensioni dei lati (a b) del divisorio Per λ molto maggiore di d si ha

Capitolo 1

116

bq

ap

2cf 2

2

2

20

pq += Hz (1310)

Con la frequenza piugrave bassa per p = q = 1Una delle ipotesi semplificative piugrave comunemente adottate egrave che i due strati siano completamente isolati nei casireali vi sono solitamente degli elementi rigidi di connessione (traverse montanti) che si comportano da pontiacustici riducendo il potere fonoisolante

14 Il fonoisolamento dei rumori impattivi

Con il generico termine i rumori impattivi si egrave soliti intendere un insieme di fenomeni che si possonoverificare allrsquointerno di un edificio per effetto delle seguenti cause

- percussioni dovute a cadute di oggetti urti e calpestio- vibrazioni generate dal funzionamento di macchinari e impianti tecnici piugrave o meno rigidamente collegati con

le strutture dellrsquoedificio- attrito dovuto allo sfregamento di mobili o altri oggetti

Ognuno di questi rumori egrave in grado di propagarsi non solo dalla parte opposta dellrsquoelemento sollecitato maanche in altre parti dellrsquoedificio eventualmente molto lontane dalla sorgente in funzione delle caratteristichestrutturali della costruzione Una delle conseguenze egrave che la trasmissione indiretta attraverso le strutture laterali egravein proporzione maggiore rispetto a quella che si verifica con i rumori aerei Le modalitagrave con cui avviene la trasmissione dei rumori impattivi sono soggette a studi alquanto complessi cheprendono in considerazione il tipo di forza eccitante la forma e la natura del corpo eccitato le sue caratteristicheelastiche e cosigrave via

Fig 141Trasmissione diretta e per vialaterale del rumore di calpestio

Fondamenti di acustica

117

Il calpestio costituisce il rumore drsquourto piugrave verificabile ed avvertito nelle case drsquoabitazione al fine di mettere apunto le tecniche di misura e di studiare il comportamento dei solai agli effetti di questa fonte di disturbo egrave statonormalizzato in sede internazionale un generatore meccanico che assolve alla funzione di eccitare le strutturesecondo modalitagrave ben definite e perfettamente riproducibili Il generatore di calpestio normalizzato egrave costituitoda 5 martelli in linea azionati da un albero a camme collegato con un motore elettrico (vedi par 34) e in linea dimassima si puograve dire riproduca amplificandola la sollecitazione prodotta da una persona che cammininellrsquoambiente disturbante

Il principio della misura consiste nel far funzionare il generatore su un pavimento e nel misurare nellrsquoambientesottostante il livello di pressione sonora prodotto Lrsquoanalisi viene condotta per bande drsquoottava o di terzo di ottavae il livello di rumore viene corretto da una quantitagrave che tiene conto dellrsquoassorbimento o del tempo diriverberazione nellrsquoambiente di ricezione Come nel caso dei rumori aerei biogna distinguere tra le prestazioni dellrsquoedificio ossia lrsquoisolamento acusticoche egrave la facoltagrave di attenuare la propagazione sonora tra due ambienti indipendentemente dai percorsi che questapuograve seguire e le prestazioni dellrsquoelemento divisorio che in questo caso non sono piugrave espresse in termini dipotere fonoisolante R ma di livello di pressione sonora di calpestio normalizzato Ln lrsquoisolamento offerto egraveinversamente proporzionale al suo valore Il modello fisico adottato per lo studio del problema fa riferimento ad una piastra eccitata da forze impulsiveperiodiche si suppone inoltre che la durata di ogni singola forza impulsiva sia breve in rapporto al periodo dellapiugrave alta frequenza considerata Sulla base di questi presupposti si puograve prevedere lrsquoLn irradiato da una piastranellrsquoambiente sottostante per calcoli eseguiti in bande di ottava risulta

dB ηhcρA51p

σcρ410logL 3L

2p0

20

20

20

10n = (141)

Per calcoli eseguiti in bande di un terzo di ottava

dB 5- ηhcρA51p

σcρ410logL 3L

2p0

20

20

20

10n = (142)

doveρ0 massa volumica dellrsquoariac0 velocitagrave del suono nellrsquoaria (=340 ms)σ fattore di radiazione in prima approsimazione egrave assimilabile a 1 qualora sia richiesta una valutazione

piugrave accurata per fgtfc risulta

dB ff1

12 -c

minus=σ

η fattore di perdita totale

Fig 142Macchina generatrice di calpestionormalizzato

Capitolo 1

118

p0 pressione sonora di riferimento pari a 210-5 Nm2A0 area di assorbimento acustico equivalente pari a 10 m2ρp massa volumica del solaio (piastra) in kgm3

cL velocitagrave dellrsquoonda longitudinale nel materiale in msh spessore del solaio

Ne risulta uno spettro quasi costante in funzione della frequenza Una leggera pendenza con valori crescenti alcrescere della frequenza egrave dovuta alla dipendenza di alcuni fattori (σ e η) da f il livello sonoro decresce conlrsquoaumentare di η che egrave legato oltre che alla natura del materiale alle sue condizioni di vincolo il livello egrave tantopiugrave basso quanto piugrave rigido egrave il suo incastro alla struttura portante

15 Linee guida alla progettazione acustica

Al fine di conseguire i migliori risultati in termini di isolamento acustico dellrsquoedificio sia nel caso dei rumoriaerei che per quelli impattivi occorre intervenire su due diversi aspetti del problema

- i percorsi di trasmissione- le prestazioni degli elementi del sistema edilizio

Lrsquoisolamento acustico dei locali di un edificio non dipende esclusivamente dalle prestazioni acustiche offertedallrsquoelemento divisorio poicheacute in realtagrave esistono diversi possibili percorsi di trasmissione del rumore

- Percosi diretti per via aerea come fori o fessure in corrispondenza dellrsquoelemento di separazione ne sono uncaso tipico le fessure lungo il perimetro dei serramenti sia interni che esterni

- Percosi indiretti per via aerea quali condotti di areazione o per il passaggio di impianti corridoiintercapedini di controsoffitti o di pavimenti sopraelevati

- Percorsi diretti per via strutturale egrave il caso di un elemento di separazione tra due ambienti che messo invibrazione da una sollecitazione sonora o meccanica si comporta a sua volta come una nuova sorgentecapace di irradiare verso lrsquoaltro lato della partizione

- Percorsi indiretti per via strutturale in questo caso la struttura sollecitata puograve essere quella divisoria e levibrazioni si trasmettono da questa agli elementi laterali oppure sono sollecitate direttamente le strutturelaterali e le vibrazioni si propagano da queste allrsquoelemento di separzione o ad altri elementi laterali

Fig 151Percorsi di trasmissionevia aerea diretta (τe)via aerea indiretta (τs)via strutturale diretta (τd)via strutturale indiretta (τf)

Fondamenti di acustica

119

Occorre in primo luogo cercare di eliminare qualsiasi percorso diretto per via aerea dal momento che aperturedi dimensioni anche molto limitate possono compromettere pesantemente lrsquoisolamento dellrsquointero sistemaTipico egrave il caso delle fessure che si creano in corrispondenza della battuta tra telaio mobile e telaio fisso neiserramenti per cui egrave utile ricorrere a battute doppie o triple e allrsquouso di guarnizioni di tenuta Problemi analoghisi verificano anche in presenza di cassonetti per cui valgono gli stessi accorgimenti

Anche i percorsi indiretti per via aerea dovrebbero esser evitati se possibile ad esempio facendo sigrave che neilocali dotati di controsoffitti o pavimenti sopraelevati non si creino dei plenum capaci di mettere indirettamentein contatto ambienti diversi Nel caso di condotti di areazione e simili risulta evidentemente impossibilesopprimere gli stessi ma si puograve perograve intervenire rivestendo il loro interno con materiali assorbenti limitando inquesto modo la propagazione dei rumori al loro interno La trasmissione lungo i percorsi indiretti per via strutturale puograve essere limitata inserendo dei giunti didesolidarizzazione realizzati con strati di materiali elastici Ersquo da notare perograve che se da un lato questa soluzioneriduce la trasmissione laterale dallrsquoaltro fa si che le strutture siano vincolate meno rigidamente con unaconseguente riduzione dello smorzamento ne puograve quindi derivare un peggioramento delle prestazioni di pareti esolai (riduzione di R e aumento di Ln) peggioramento in genere abbastanza contenuto se non trascurabile

Resta ora da affrontare il problema della trasmissione del rumore secondo i percorsi diretti e strutturali in altreparole attraverso gli elementi di separazione tra i vari locali dellrsquoedificio o tra questi e lrsquoesterno Gli elementi inquestione sono costituiti a seconda dei casi da partizioni verticali e orizzontali quali pareti solai divisori divaria natura serramenti e coperture da ognuno di questi elementi si dovragrave ottenere la massima prestazionepossibile in termini di potere fonoisolante o livello di pressione sonora di calpestio normalizzato

Fig 152Esempi di soglie di porta inordine di efficacia da sinistraverso destra

Fig 153Desolidarizzazione di una parete interna perinterposizione di uno strato di feltrosullrsquoestradosso del solaio

Capitolo 1

120

Pareti

Per ottenere le migliori prestazioni in termini di potere fonoisolante R dalle pareti tradizionali in lateriziooccorre attenersi alle seguenti regole pratiche

- ricorrere a pareti con la piugrave elevata massa superficiale possibile- adottare la tipologia a cassa vuota ovvero una parete doppia con intercapedine- aumentare il piugrave possibile lo spessore dellrsquointercapedine- inserire nellrsquointercapedine un materiale fonoisolante con un elevato coefficiente di assorbimento acustico- utilizzare intonaci di elevata densitagrave e spessore non solo sulle superfici esterne della parete ma anche su

uno dei lati interni della parete a cassa vuota- sigillare accuratamente i giunti tra i mattoni- utilizzare mattoni di grande formato- non realizzare tracce per impianti direttamente affacciate sui due lati della struttura- ricorrere a stratigrafie asimmetriche nei muri a cassa vuota

Le indicazioni appena citate possono essere di grande utilitagrave ma la tipologia costruttiva in questione non sidimostra particolarmente idonea a conseguire elevati standard prestazionali specie se egrave presente lrsquoesigenza dilimitare costi dimensioni e pesi Molto piugrave performanti si dimostrano in genere le pareti leggere multistrato Mentre le pareti pesanti semplici o doppie consentono di contenere la trasmissione del rumore in virtugrave dellaloro massa quelle leggere multistrato si basano su un diverso principio quello di smorzare la trasmissione dellevibrazioni che si propagano da un elemento allrsquoaltro grazie a collegamenti elastici tra i vari strati Due o piugrave stratidi materiali rigidi tipicamente cartongesso o legno il piugrave possibile disaccoppiati dalle altre strutture sonoseparati da aria o materiali elastici con funzione fonoassorbente (fibra di vetro lana di roccia strati porosi ecc)in modo che le vibrazioni indotte nel primo pannello non si trasmettano direttamente ai successivi per via solidama siano smorzate allrsquointerno dellrsquointercapedine trasformandosi in energia meccanica e calore Nelle condizioniideali tali tipologie costruttive permettono di realizzare un sistema massa-molla-massa di elevate prestazioni egraveperograve necessario che i collegamenti tra le parti non siano rigidi requisito questo che in genere non vienetotalmente rispettato data la presenza allrsquointerno dei pannelli di montanti traverse o elementi di fissaggiopuntuali Benchegrave le pareti multistrato leggere non godano di grande diffusione nel contesto dellrsquoedilizia italianane esistono molte tipologie e sono utilizzate massicciamente e con indubbi vantaggi in molti paesi

Fig 154Una parete pesante in laterizio a confrontocon una leggera a lastre di cartongesso sutelaio metallico

Fondamenti di acustica

121

Esiste un ultimo sistema per incrementare le prestazioni di una parete tradizionale e consiste nellrsquoapplicaresulla superficie di questa una controparete costituita da un pannello rigido ad esempio cartongesso conlrsquointerposizione di un supporto elastico Si determina cosigrave un sistema risonante a doppia parete che puograve produrreun incremento del potere fonoisolante ∆R anche sensibile Condizione fondamentale per lrsquoefficacia del sistema egraveche il collegamento tra le due strutture avvenga con il minor numero possibile di punti rigidi inoltre il materialedel supporto (generalmente lana di vetro) deve essere dotato di una ridotta rigiditagrave dinamica srsquo (espressa inMNm3 egrave il rapporto tra il modulo elastico e lo spessore srsquo=Ed) Ersquo un tipo di intervento particolarmente adattoa migliorare le prestazioni di divisori giagrave esistenti

Solai e pavimenti

Ai solai si chiede un contributo in termini di isolamento acustico sia nei confronti dei rumori aerei che diquelli impattivi Lrsquoisolamento dai rumori aerei non egrave generalmente un problema specie con lrsquoutilizzo di solai inlatero-cemento a blocchi e travetti in virtugrave della loro massa elevata piugrave critico risulta il comportamento neiconfronti del calpestio Il fonoisolamento dei rumori di calpestio puograve essere migliorato aumentando la massa e lospessore del solaio tuttavia lrsquoincremento di prestazioni che se ne ricava risulta modesto I sistemi adottati perridurre il livello Ln di una quota che convenzionalmente viene definita ∆L sono i seguenti

- pavimenti resilienti- controsoffitti- pavimenti galleggianti

I pavimenti resilienti consistono di un rivestimento di finitura applicato al solaio portante e dotato di un certogrado di elasticitagrave si tratta solitamente di rivestiementi tessili (moquettes) pavimenti in gomma e in materialeplastico di varia natura Si ottiene in questo modo un incremento dellrsquoisolamento ∆L crescente al crescere di f apartire da una frequenza di taglio che egrave funzione della rigiditagrave dinamica del materiale utilizzato anche in questocaso egrave necessario utilizzare materiali con bassi valori della rigiditagrave dinamica I controsoffitti applicati sullrsquointradosso del solaio sollecitato lavorano in maniera analoga ad una controparetee hanno lo svantaggio di agire solo sulla componente aerea del rumore senza limitare quella strutturale che sipuograve propagare lungo i percorsi di trasmissione laterali Lrsquoutilizzo di pavimenti resilienti e controsoffitti egrave ingenere fortemente vincolato dalla destinazione drsquouso dei locali e dalle specifiche esigenze degli utenti Lo strumento piugrave efficace per incrementare le prestazioni di un solaio egrave il ricorso al pavimento galleggianteesso consiste di un massetto galleggiante armato di 4-10 cm di spessore appoggiato su uno strato di materialeelastico dotato di ridotta rigiditagrave dinamica Lrsquoincremento di prestazioni ∆L cresce con la frequenza a partire dauna frequenza di taglio Gli accorgimenti da seguire nella sua realizzazione sono riportati qui di seguito

Fig 155Controparete in cartongesso suparete tradizionale in laterizio

Capitolo 1

122

- Mantenere una perfetta desolidarizzazione del massetto galleggiante dalla sottostante soletta evitando laformazione di punti di contatto rigidi egrave necessario garantire la perfetta continuitagrave del materiale resiliente inmodo che al momento del getto del massetto questo non entri in contatto con la soletta di base

- Evitare la formazione di ponti acustici tra il massetto con relativo rivestimento di finitura e le struttureverticali quali pareti pilastri soglie di porta e tubi attraversanti il solaio per far ciograve egrave necessario risvoltare ilmateriale resiliente lungo gli elementi verticali e rifilarlo al livello della pavimentazione finita invece chedel massetto anche il contatto tra il battiscopa e la superficie del pavimento deve essere evitatointerponendo una lama drsquoaria o una stricia di materiale elastico

- Utilizzare per lo strato elastico di desolidarizzazione un materiale resiliente con bassa rigiditagrave dinamica ingrado di mantenere tale valore anche sotto lrsquoazione prolungata del carico permanente costituito dal massettogalleggiante i materiali solitamente utilizzati sono feltri di fibre minerali polimeri e materiali compositi

- Pulire il piano di posa del materiale resiliente per evitare che questo si danneggi e che possa subireschiacciamenti localizzati con conseguente incremento della rigiditagrave dunamica

- Realizzare un massetto galleggiante armato di densitagrave e massa elevati compatibilmente con lrsquoaumento dispessore che ciograve comporta

- Interrompere il pavimento galleggiante al di sotto dei tramezzi- Inserire giunti di dilatazione nel massetto-pavimento se questo egrave di dimensioni elevate (oltre i 40 m2 e per

lati superiori a 8 m) nel caso siano presenti giunti sulla soletta di base far coincidere i giunti del massettocon questi

- Non annegare le tubazioni degli impianti nel massetto galleggiante ma sotto lo strato isolante

Lrsquoefficacia di un pavimento galleggiante dipende in gran parte dalla qualitagrave dellrsquoesecuzione e dal rispettoscrupoloso delle indicazioni sopra elencate diventa pertanto fondamentale lrsquoimpiego di maestranze qualificateper lrsquoesecuzione dellrsquoopera

Fig 156 ndash Pavimento galleggiante

Fondamenti di acustica

123

Serramenti

I serramenti costituiscono spesso il punto debole del sistema di controllo dei rumori aerei specie nel caso incui siano dotati di ampie superfici vetrate La frequenza critica delle lastre di vetro viene a trovarsi allrsquointernodella gamma di frequenze considerata in posizione spesso centrale ne segue una caduta di R per effetto dicoincidenza adottando vetri-camera vi egrave inoltre un fenomeno di risonanza con riduzione di isolamento intornoalla frequenza di risonanza massa-aria-massa La scelta dei vetri deve essere fatta in modo oculato privilegiandoelementi di massa elevata e stratificati ma per prestazioni migliori egrave necessario ricorrere ai doppi telai o afinestre fisse e sigillate

La prestazione del serramento dipende oltre che dallrsquoelemento trsparente dal tipo di telaio e dallapermeabilitagrave allrsquoaria Se la massa del telaio non egrave inferiore al 70 di quella della vetrata e se la sua superficienon egrave superiore al 25 di quella complessiva del serramento si puograve assimilarlo alla vetrata nella stima del poterefonoisolante altrimenti dovragrave essere valutato indipendentemente Per ottenere dal telaio il miglior isolamento sipuograve far riferimento alle stesse indicazioni date per la realizzazione di pannelli e pareti Va inoltre garantita latenuta dellrsquoaria applicando guarnizioni tra vetro e telaio mobile e tra questo e lrsquoinfisso in modo da eliminarepercorsi di trasmissione diretti per via aerea (vedi fig 152) Altro punto critico egrave la presenza di un cassonetto che generalmente comporta la presenza di passaggi direttidrsquoaria e fessure oltre che per lo scarso potere fonoisolante dei pannelli che lo compongono si puograve intervenireadottando un cassonetto silenziato il silenziamento consiste nel rivestire il vano interno con materialefonoassorbente e nellrsquoincrementare massa e isolamento dei pannelli

Fig 158Cassonetto silenziato

Fig 157Tipi di vetrate in ordine diefficacia crescentea) vetro monoliticob) vetro-camerac) vetro stratificatod) vetro-camera con una lastra

stratificatae) vetro-camera con due lastre

stratificate

Capitolo 1

124

16 Principali grandezze descrittive delle prestazioni degli edificie degli elementi di edificio

Esistono molte grandezze definite dalla normativa italiana ed internazionale per esprimere le prestazioniacustiche dei sistemi edilizi la loro conoscenza egrave fondamentale per uno studio dettagliato dei metodi di controllodel rumore e per la comprensione delle norme che trattano tali problemi Una prima distinzione egrave tra le grandezze che descrivono le prestazioni dellrsquoedificio (lrsquoisolamento acusticodegli ambienti) e quelle che si riferiscono al comportamento dei singoli elementi costitutivi del sistema(partizioni verticali e orizzontali serramenti ecc) Tutte le grandezze relative al fonoisolamento aereo valutano una differenza di livelli sonori tra un ambientedisturbante e uno disturbato lo stesso potere fonoisolante R precedentemente definito come

tWiW

10logR = dB (161)

in presenza di due locali con campi sonori sufficientemente diffusi e in assenza di trasmissione per vie diverse daquella diretta risulta

dB AS10logL-LR S

21 += (162)

doveL1 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente emittente in dBL2 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente ricevente in dBSS area dellrsquoelemento di separazione in m2A area di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2

Il termine 10log(SSA) garantisce la normalizzazione della misura rispetto allrsquoassorbimento acustico del localedisturbato in altri casi si adotta una normalizzazione rispetto al tempo di riverberazione in questo modo si rendeil risultato indipendente dalle particolaritagrave dellrsquoambiente in questione Analogo egrave il caso dellrsquoisolamento acustico normalizzato rispetto lrsquoassorbimento equivalente Dn

dB AA10logL-LD

021n minus= (163)

dove A0 egrave unrsquoarea di assorbimento equivalente di riferimento e il termine 10log(AA0) garantisce lanormalizzazione della misura

Tab 161 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaR Potere fonoisolante ISO 140-3 4Dnc Isolamento acustico normalizzato del controsoffitto ISO 140-9 3Dne Isolamento acustico normalizzato di un piccolo elemento ISO 140-10 1Dns Isolamento acustico normalizzato per trasmissione aerea

indiretta attraverso un sistema SNon disponibile

Fondamenti di acustica

125

Tab 162 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaRrsquo Potere fonoisolante apparente ISO 140-4 5Rrsquo45deg Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 3Rrsquotrs Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 4Dn Isolamento acustico normalizzato rispetto allrsquoassorbimento

equivalenteISO 140-4 3

DnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-4 4

Dls2mnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-5 7

Tutte le grandezze relative al fonoisolamento dei rumori impattivi si riferiscono invece ad una singola misuradi livello sonoro nellrsquoambiente disturbato a cui va aggiunto un termine per la normalizzazione rispettoallrsquoassorbimento acustico oppure rispetto al tempo di riverberazione del locale disturbato Ne egrave un esempio illivello di pressione sonora di calpestio normalizzato

dB AA10logLL

0in += (164)

doveLi egrave il livello di pressione sonora di calpestio nellrsquoambiente ricevente utilizzando un generatore il rumore

di calpestio normalizzato in conformitagrave alla EN ISO 140-7 in dBA egrave lrsquoarea di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2A0 area di assorbimento equivalente di riferimento pari a 10 m2

Tab 163 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico del rumore di calpestio

ISOLAMENTO ACUSTICO DEL RUMORE DI CALPESTIO

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLn Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-6 4

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLrsquon Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-7 2LrsquonT Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato rispetto

al tempo di riverberazioneISO 140-7 3

Per una descrizione particolareggiata di tutte le grandezze qui elencate si vedano i capitoli 3 5 6 e 7

Capitolo 1

126

Bibliografia

[10] Spagnolo Renato Manuale di acustica applicata Torino UTET 2002[11] Sacchi Alfredo Caglieris Giovanni Fisica Tecnica Torino UTET 1996[12] Barducci Italo Acustica applicata Milano Masson 1993[13] Resnick R Halliday D Krane K S Fisica Milano Ambrosiana 1967[14] Toni M Interventi materiali e strumenti per lrsquoisolamento acustico degli edifici Rimini Maggioli 1997[15] Elia G Geppetti G Progettazione acustica di edifici civili e industriali Roma NIS 1994[16] Harris C M Noise control in buildings New York McGraw Hill 1997[17] Brosio E Protezione dai rumori di calpestio prestazioni dei pavimenti e problemi di valutazione in

Rivista Italiana di Acustica Vol IV n11980[18] Semprini G La realizzazione e le prestazioni dei pavimenti galleggianti

in Rivista Italiana di Acustica Vol 28 n3-42004[19] UNI EN ISO 717-1 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento acustico per via aerea[110] UNI EN ISO 717-2 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento del rumore di calpestio[111] UNI EN ISO 140 1999 Misurazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

Fondamenti di acustica

13

Fig 111 - Oscillogramma e spettro rispettivamente di un suono puro e di un suono complesso

Il rumore aereo in un certo punto dello spazio puograve quindi essere valutato attraverso la misurazione del valoreefficace della pressione sonora

[ ] dt)t(p∆T1p

T

0

2eff int= (112)

generalmente la pressione efficace viene per brevitagrave indicata semplicemente come p Lrsquointervallo di percezione dellrsquoudito umano egrave molto ampio se consideriamo uguale a 1 la pressione sonoracorrispondente alla minima sensazione uditiva percepibile la pressione sonora che provoca nel nostro orecchiouna sensazione di dolore egrave di 106 volte maggiore Per questo motivo la pressione viene valutata attraverso unascala logaritmica fissato un valore di riferimento p0 = 2middot10-5 Pa equivalente alla soglia di udibilitagrave viene fattocorrispondere alla pressione p un livello di pressione sonora Lp dove

pplog10L

2

0p

= dB (113)

Il livello di pressione sonora si esprime in decibel (dB) ed egrave bene precisare che esso non egrave unrsquounitagrave di misuraessendo il livello di pressione sonora adimensionale ma un modo di esprimere una determinta grandezzafacendo appunto ricorso ad una scala logaritmica La sorgente della perturbazione del campo di pressione prende il nome di sorgente sonora essa egrave caratterizzatadalla potenza W che definisce lrsquoenergia acustica irradiata dalla sorgente nellrsquounitagrave di tempo Per il principio diconservazione dellrsquoenergia in un mezzo perfettamente elastico tutta lrsquoenergia emessa si trova infine distribuitasullrsquointera superficie dellrsquoonda Questa supeficie saragrave piana e perpendicolare alla direzione di propagazione se lasorgente egrave piana mentre in caso di sorgente sferica saragrave essa stessa sferica Lrsquointensitagrave sonora I egrave definita comesegue

SWI = (114)

Capitolo 1

14

doveI egrave lrsquointensitagrave sonora riferita a S in Wm2W egrave la potenza sonora in WS egrave la superficie del fronte sonoro in m2

Nel caso di onde sferiche si ha quindi

d4

WI2π

= (115)

d egrave la distanza tra la sorgente e la superficie stessa in m In ogni istante lrsquointensitagrave acustica egrave correlata allrsquoonda dipressione dalla relazione

puI ∆sdot= che considerando i valori medi diventa puI sdot= (116)

u egrave la velocitagrave istantanea delle particelle drsquoaria nel mezzo Nel caso di un mezzo infinitamente esteso e senzaostacoli

( ) ucp o sdotρ= (117)

( ) I004 Icp o2 sdotcongsdotρ= da cui segue che I 20 p cong

(ρoc) egrave la resistenza acustica del mezzo prodotto della sua densitagrave per la velocitagrave di propagazioneAnalogamente alla pressione anche per potenza e intensitagrave sonora si ricorre a una scala logaritmicaIl livello di potenza egrave

WWlog10L

0W

= dB (118)

Il livello di intensitagrave egrave

IIlog10L0

I

= dB (119)

I valori di riferimento sono rispettivamente W0=10-12 W e I0=10-12 Wm2Ersquo da notare inoltre la relazione che lega Lp a LI

L I400I400log01

pplog10L I

0

2

0p =

=

= dB (1110)

I campi sonori e la riverberazione

La descrizione dei fenomeni sonori richiede la conoscenza dei valori che in ogni istante assumono legrandezze acustiche ossia la conoscenza particolareggiata del campo sonoro Quando esistono esclusivamenteonde sonore irradiate dalla sorgente il campo sonoro prende il nome di campo libero Si tratta di una condizionelimite mai perfettamente realizzata dal momento che esistono sempre delle superfici parzialmente riflettentidalle quali viene rinviata parte dellrsquoenergia sonora incidente dando vita ad onde riflesse che si sovrappongono aquelle dirette e interferiscono con esse In un ambiente chiuso le onde riflesse possono essere presenti in grandequantitagrave provocando il fenomeno della riverberazione in questo caso il campo sonoro risulta dallasovrapposizione del campo sonoro diretto e dal campo di riverberazione costituito dallrsquoinsieme delle onderiflesse Le caratteristiche del campo diretto in particolare i valori assunti dalla pressione acustica nei suoi varipunti dipendono dalle sole proprietagrave della sorgente (o delle sorgenti) oltre che dalle costanti fisiche del mezzomentre non sono influenzate dalle caratteristiche dellrsquoambiente che hanno invece grande importanza nel camporiverberato

Fondamenti di acustica

15

Quando unrsquoonda acustica di intensitagrave I investe la superficie di una parete o di un altro oggetto una parte di essaviene riflessa una parte assorbita e unrsquoultima quota viene invece trasmessa

I=Ia+It+Ir (1111)

Viene indicato come fattore di riflessione r il rapporto

I

r rI= (1112)

mentre il fattore di assorbimento apparente a egrave il rapporto

I

IIa ta += (1113)

Inoltre si ha che a + r = 1Allrsquointerno di un locale delimitato da superfici almeno parzialmente riflettenti il livello di pressione sonora egraveespresso dalla relazione

R4

d4Qlog10LL

2wp

+

π+= dB (1114)

doveQ egrave il fattore di direzionalitagrave della sorgente sonora ovvero il rapporto tra lrsquointensitagrave sonora misurata ad

una certa distanza e in una certa direzione e il valore che essa avrebbe a paritagrave di distanza e potenzadella sorgente se questa si comportasse come una perfetta sorgente sferica quindi omnidirezionale

R egrave la costante dellrsquoambiente in m2 definita dalla relazione

m

mia1aS

Rminus

=sum

in cuiam egrave il fattore di assorbimento medio delle supefici che delimitano lrsquoambienteSi egrave la superficie i-esima

Come si vede lrsquoargomento del logaritmo egrave costituito da due termini il primo egrave responsabile del contributofornito dalla radiazione diretta (campo libero) mentre il secondo si riferisce al contributo delle onde riflesse(campo riverberato) In prossimitagrave della sorgente prevale il primo termine che diventa sempre piugrave trascurbileman mano che ci si allontana Se la sorgente sonora cessa lrsquoemissione viene a mancare dapprima il contributo diretto e poi progressivamentela quota riflessa generando una caratteritica coda sonora che viene valutata tramite una grandezza chiamatatempo convenzionale di riverberazione e indicata come T60 Si tratta dellrsquointervallo di tempo in secondinecessario affinchegrave lrsquointensitagrave sonora allrsquointerno dellrsquoambiente si riduca di un milione di volte rispettoallrsquointenitagrave iniziale il che corrisponde ad una riduzione del livello di intensitagrave (o di pressione sonora) di 60 dB La nota formula di Sabine fornisce una relazione tra il tempo di riverberazione il volume dellrsquoambiente elrsquoassorbimento interno di questo

sum sum+=

iii60 ASa

V160T s (1115)

dove Ai egrave lrsquoassorbimento di altre superfici eventualmente presenti nellrsquoambiente (persone arredi ecc) in m2

Capitolo 1

16

La percezione umana

Lo studio dellrsquoacustica non si rivogle solamente agli aspetti fisici del problema ma si occupa anche di come ifenomeni sonori vengono percepiti dallrsquouomo e degli effetti psicofisiologici che producono su di essoTralasceremo nella presente trattazione di addentrarci nellrsquoannosa questione della distinzione tra suono e rumoree utilizzeremo indifferentmente lrsquouno o lrsquoaltro termine per indicare un generico segnale acustico qualunquesiano gli effetti che esso produce sullrsquoascoltatore Il comportamento dellrsquoorecchio umano in presenza di un suono puro egrave tale che la sensazione sonora non egravesolamente conseguenza dei valori di intensitagrave e di pressione sonora ma egrave contemporaneamente legata allafrequenza del suono per cui due suoni che producano la stessa variazione di pressione possono provocare unadiversa sensazione uditiva se caratterizzati da frequenze diverse Il comportamento differenziato dellrsquoorecchioumano egrave descritto dallrsquoaudiogramma che traccia in funzione delle frequenze udibili una serie di curve di ugualesensazione dette appunto isofoniche relative alla percezione di suoni puri La massima sensazione uditiva si haper suoni con una frequenza di circa 4000 Hz che risultano quindi piugrave fastidiosi Ersquo stata introdotta una scalache permette di stabilire lrsquouguale sensazione uditiva alle diverse frequenze si tratta della scala di sensazioneuditiva ed egrave misurata in P phon Il livello di sensazione uditiva di un suono (in phon) egrave numericamente uguale allivello di pressione sonora (in dB) di un suono puro alla frequenza di 1000 Hz La scala dei phon non egrave tuttavia rappresentativa del modo in cui viene percepito un rumore cioegrave un segnaleavente un livello di 100 phon non viene percepito come doppio rispetto a uno con un livello di 50 phon Persopperire a questo limite si egrave ricorso ad un nuovo parametro detto S sensazione sonora la cui intensitagrave espressain son egrave data dalla seguente espressione

1040P

2Sminus

= son (1116)

Per definizione 1 son egrave la sensazione prodotta da un suono puro di frequenza 1000 Hz e Lp = 40 dB

Fig 112Coda sonora in un ambiente riverberante

Fondamenti di acustica

17

Lo studio delle curve isofoniche ha suggerito di inserire negli strumenti di misura del rumore dei filtri chepermettono di simulare il comportamento dellrsquoorecchio umano attenuando il segnale di pressione di una sondamicrofonica nella stessa proporzione con cui attenua lrsquoorecchio Le curve che rappresentano le correzioniapportate dai filtri in funzione della frequenza sono dette curve di ponderazione quelle solitamente utilizzatesono quattro

- curva A traduce il comportamento dellrsquoorecchio a bassi livelli sonori (0-55 dB)- curva B per livelli sonori medi (55-85 dB)- curva C per livelli sonori oltre gli 85 dB- curva D per la valutazione del disturbo con livelli molto elevati come quelli prodotti dai reattori degli aerei

I risultati vengono espressi rispettivamente in dB(A) dB(B) dB(C) dB(D) nella pratica viene quasi semprefatto riferiemnto ai dB(A)

Fig 113Audiogramma normale curveisofoniche a norma ISO 226

Fig 114Curve di ponderazione in frequenzanormalizzate

Capitolo 1

18

Sia nel caso di misure ponderate o meno si tratta sempre di livelli globali e non si puograve quindi valutare lanatura del rumore a partire da questi soli risultati Unrsquoanalisi piugrave accurata puograve essere svolta suddividendo ilcampo delle frequenze in bande piugrave o meno larghe ed esaminando i livelli di pressione sonora in ognuna diqueste si compie in questo modo unrsquoanalisi in frequenza Le suddivisioni piugrave utilizzate sono quelle in bande diottava e di un terzo di ottava

Tab 111 ndash Caratteristiche delle bande di frequenza

Bande di ottava Bande di terzo di ottava

fff 21c sdot=

111

2 f2f 2f sdot==

fff 21c sdot=

13

2 f 2f =

Dovefc egrave la frequenza centrale di banda f1 e f2 sono le due frequenze che la delimitano

Analisi di rumori variabili nel tempo

Un rumore puograve essere caratterizzato da una diversa variabilitagrave nel tempo per questo motivo egrave stata introdottauna classificazione convenzionale che prende in esame i casi piugrave tipici

- rumore stazionario rumore che presenta piccole fluttuazioni di livello durante il periodo di osservazione- rumore fluttuante rumore il cui livello cambia continuamente con fluttuazioni apprezzabili durante il

periodo di osservazione- rumore intermittente rumore il cui livello cade bruscamente al valore di fondo durante il periodo di

osservazione e avente un tempo durante il quale il livello rimane ad un valore costante diverso da quellodellrsquoambiente superiore a circa 1 secondo

- rumore impulsivo rumore caratterizzato da una o piugrave variazioni rapide di energia sonora ognuna di duratainferiore a 1 secondo quando lrsquointervallo fra impulsi di ampiezza comparabile egrave inferiore a 02 secondi ilrumore egrave detto impulsivo quasi stazionario

Il livello sonoro equivalente egrave la grandezza che permette di descrivere un rumore variabile nel tempo esso egravedefinito come il valore del livello di pressione sonora di un rumore continuo che in un certo periodo di tempoha lo stesso valore efficace di pressione del rumore avente livello variabile nel tempo Il livello sonoroequivalente fa riferimento alla scala di ponderazione A in caso contrario si parla semplicemente di livelloequivalente

dB(A) dt p

(t)pT1 log10L

T

0 02A

2

Aeq

= int (1117)

che nel caso discreto come accade utilizzando uno strumento digitale diviene

dB(A) pp

N1 log10L

N

1 02

iA2

Aeq

= sum (1118)

La misurazione di una tale grandezza avviene generalmente utilizzando un fonometro integratore e non presentaparticolari difficoltagrave occorre tuttavia prestare attenzione alla scelta della variabile T ovvero il tempo diintegrazione una scelta errata del tempo T puograve portare ad errori di valutzione anche notevoli

Fondamenti di acustica

19

Se il rumore anzicheacute essere descritto attraverso un livello sonoro variabile con continuitagrave egrave rappresentato dauna serie di livelli sonori associati ad intervalli di tempo in cui egrave suddiviso lrsquointero periodo di osservazione T illivello sonoro equivalente totale puograve essere calcolato come segue

dB(A) 10 Tt log10L

n

1

10AeqiL

iAeqTot

= sum (1119)

Se di un rumore fluttuante egrave dato solo il livello sonoro equivalente si perdono le informazioni relative allrsquoentitagravedelle fluttuazioni Si puograve ovviare a questo limite ricorrendo allrsquoanalisi statistica del rumore che permette dideterminare quale livello sonoro LN egrave stato superato per una certa percentuale (N) del tempo di misura adesempio il valore L90 indica che il livello sonoro egrave stato superiore a tale valore per il 90 del tempo di misuraNello studio dei rumori si ricorre inoltre alle seguenti definizioni

- rumore ambientale egrave il livello sonoro equivalente generato da tutte le sorgenti presenti in un luogo per undeterminato periodo

- rumore specifico egrave il livello sonoro equivalente attribuibile ad una determinata sorgente- rumore residuo egrave il livello sonoro equivalente in assenza di specifiche sorgenti di rumore- rumore di fondo egrave il livello sonoro superato per il 95 del tempo (L95)

Lo strumento dedicato alla rivelazione della pressione sonora egrave il fonometro o misurtore di livello sonoroEsso consiste in un microfono circuiti amplificatori e attenuatori filtri di ponderazione e di analisi spettraleoltre che di un dispositivo di visualizzazione I fonometri possono essere di classe 0 1 2 3 a seconda della loroprecisione e i loro requisiti sono definti da apposite norme internazionali Il funzionamento di un fonometro egrave il seguente il microfono rappresenta il trasduttore pressione-tensioneelettrica ed egrave generalmente del tipo a condensatore con polarizzazione esterna o con prepolarizzazione latensione del microfono viene amplificata attenuata e quindi il segnale viene filtrato per permettere laponderazione in frequenza secondo una delle curve convenzionali precedentemente descritte (la ponderazione Aegrave obbligatoria su tutti i fonometri le altre sono opzionali) Segue lrsquoestrazione del valore efficace (RMS)dapprima il segnale viene rettificato poi se ne estrae la radice quadrata quindi viene ricavato il valore mediomediante un circuito integratore da non confondersi con i circuiti integratori che compiono lrsquointegrazione e lamedia nei fonometri integratori il tutto secondo la seguente definizione matematica

τd)τ(pT1 (t)p

t

Tt

2eff int

minus= (1120)

Piugrave lungo egrave il periodo di integrazione T piugrave piccole saranno le fluttuazioni del valore efficace istantaneo inmodo da ottenere unrsquoindicazione di livello piugrave facilmente valutabile Le costanti di tempo sono normalizzate

- costante di tempo slow (lenta) egrave pari a 1 s- costante di tempo fast (veloce) egrave pari a 125 ms- costante di tempo impulse (impulsiva) caratterizzata da una rapida risposta in salita pari a 35 ms e da una

lenta discesa (29 dBs) per permettere una piugrave agevole lettura sui vecchi strumenti con indicatore ad ago

Nei fonometri integratori egrave infine possibile ricavare il livello sonoro equivalente Leq tramite unrsquointegrazioneanalogica o con una sommatoria il tempo su cui si vuole effettuare la misura puograve essere preimpostato

Capitolo 1

110

12 Acustica dei sistemi edilizi

Il rumore egrave una potenziale causa di disturbo e di danno in molteplici situazioni ma egrave forse allrsquointerno degliedifici che questo problema si manifesta nel modo piugrave evidente suscitando vivaci reazioni Un disagio acusticoaffligge la maggior parte dei manufatti edili sia quelli adibiti ad abitazione che quelli destinati alle piugrave svariateattivitagrave pensiamo ad esempio alle scuole o agli ospedali Le cause sono molteplici da quelle esterne come iltraffico veicolare le attivitagrave industriali e commerciali a quelle interne allrsquoedificio stesso come i comportamentidei vicini o il funzionamento degli impianti tecnici Non sempre egrave possibile intervenire sulla fonte del disturboper ridurlo allrsquoorigine come sarebbe auspicabile unrsquoefficace alternativa egrave la realizzazione di fabbricati in gradodi proteggere gli occupanti da qualsiasi genere di rumore indesiderato indipendentemente dalla sua provenienza

Per ottenere i migliori riultati egrave necessario che il problema venga affrontato fin dalla fase di progettazionevalutando le soluzioni costruttive piugrave efficaci e il comportamento sotto il profilo acustico di ogni singolocomponente purtroppo questa pratica egrave oggi ampiamente disattesa se non totalmente ignorata La conoscenzadei meccanismi di trasmissione del rumore e dei principi del fonoisolamento permette non solo di realizzareambienti piugrave confortevoli ma anche di prevedere con un certo grado di approssimazione quale saragrave ilcomportamento acustico dellrsquoedificio e quindi di perseguire gli standard prestazionali richiesti dallrsquoutenza oimposti dalle norme legislative ottimizzando le scelte progettuali

Trasmissione del rumore

Il rumore proveniente dallrsquoesterno o dallrsquointerno stesso dellrsquoedificio si propaga attraverso i suoi localiseguendo differenti percorsi egrave pertanto utile classificare i piugrave comuni metodi di trasmissione sonora

- Trasmissione per via aerea in questo tipo di trasmissione il rumore egrave generato direttamente sotto forma dionde sonore che si propagano nellrsquoaria e possono giungere allrsquoascoltatore attraverso qualsiasi percorso aereodiretto come una finestra aperta un corridoio o un condotto di ventilazione che mette in comunicazione dueambienti in alternativa le onde sonore possono investire una parete o un altro elemento di separazione tradue ambienti tale elemento messo in vibrazione dalla sollecitazione sonora si comporta a sua volta comeuna nuova sorgente capace di irradiare verso lrsquoaltro lato della partizione Entrambi i meccanismi sonoillustrati in Fig 12

- Trasmissione per via strutturale si verifica quando una quota di energia meccanica viene impartitadirettamente ad una struttura dellrsquoedificio dove per struttura si intende indifferentemente un elemento

Fig 121 Il rumore puograve provenire da molti tipidi sorgenti e propagarsi attraversovari percorsi di trasmissione

Fondamenti di acustica

portante un tamponamento o qualsiasi altro corpo solidamente connesso con lrsquoedificio La sollecitazionepuograve avvenire in diversi modi si tratta generalmente di un urto di vibrazioni o piugrave frequentemente delcalpestio su un pavimento La sollecitazione meccanica che investe la struttura si propaga allrsquointernodellrsquoedificio fino a raggiungere una partizione o una superficie di altro genere che messa cosigrave in vibrazionefinisce per irradiare rumore aereo

Fig 122

ndash Trasmissione del rumore per via strutturale diversi tipi di sorgenti e possibili percorsi di trasmissione [16]

111

Capitolo 1

112

13 Il fonoisolamento dei rumori aerei

Quando lrsquoonda sonora incontra un ostacolo parte dellrsquoenergia viene riflessa dalla sua superficie unrsquoaltra parteviene assorbita dal materiale quindi trasformata in calore o energia meccanica e puograve propagarsi per via lateralementre la quota restante viene trasmessa al di lagrave dellrsquoostacolo Lrsquoisolamento offerto dal materiale dipende dallasua capacitagrave di impedire che lrsquoenergia sonora lo attraversi e si propaghi oltre di esso Bisogna distinguere tra isolamento acustico che egrave la facoltagrave di attenuare la propagazione sonora tra dueambienti indipendentemente dai percorsi che questa puograve seguire e potere fonoisolante che descrive invece lequalitagrave intrinseche di un elemento del sistema edilizio (partizioni serramenti ecc) in rapporto alla suatrasparenza acustica

Fig 131 ndash Percorsi di trasmissione

Detto τ il fattore di trasmissione che esprime il rapporto tra energia sonora trasmessa ed energia sonoraincidente

iWtW

=τ (131)

Il potere fonoisolante R egrave dato da

tWiW

10log1log10R =τ

= dB (132)

Il comportamento di un elemento edilizio nei confronti di questa grandezza egrave complesso e dipendeprincipalmente dallrsquoimpedenza ossia dalla capacitagrave di due mezzi di propagazione contigui (il materialedellrsquoelemento e lrsquoaria) di accoppiarsi Si egrave soliti distinguere tra elementi omogenei monolitici e compositi nelprimo caso egrave possibile attuare un calcolo previsionale abbastanza attendibile mentre nel secondo si devericorrere a delle semplificazioni anche notevoli rientrano in questa categoria anche gli elementi realizzati constrati multipli accoppiati

Fondamenti di acustica

113

Comportamento di elementi omogenei monolitici

In prima approssimazione il potere fonoisolante di questi elementi dipende dalla loro massa dalla frequenza edallrsquoangolo di incidenza dellrsquoonda sonora Il comportamento egrave in linea generale espresso dalla legge di massaanche se come si vedragrave esistono dei precisi limiti al suo campo di applicazione

cosc

fm1log10R2

00

θ

ρπ

+= dB (133)

dovef egrave la frequenza in Hzm egrave la massa in kgm2ρ0 egrave la densitagrave dellrsquoaria in kgm3c0 egrave la velocitagrave di propagazione del suono nellrsquoaria in msθ egrave lrsquoangolo di di incidenza

Un elemento divisorio di dimensioni finite come un pannello o una parete egrave inoltre soggetto ai sequenti fenomeni

- risonanza- effetto di coincidenza- smorzamento o perdita

A seconda della geometria dellrsquoelemento del modo in cui egrave vincolato e delle caretteristiche del materiale egravepossibile definire tramite opportune equazioni le sue frequenze naturali fn la sua piugrave bassa frequenza naturale egravedefinita come frequenza fondamentale f1 ed egrave quella per cui si verifica la maggior ampiezza di oscillazione Latrasmissione acustica attraverso un pannello monostrato omogeneo si divide in due distinte tipologie latrasmissione non risonante che si ha quando lrsquoenergia sonora incidente pone in moto forzato la struttura senzaeccitarne i modi propri (in questo caso il comportamento egrave dominato dalla massa) e la trasmisione risonante incui sono eccitati i modi propri (il comportamento egrave controllato dallo smorzamento e dallrsquoefficienza diradiazione) Lrsquoeffetto di coincidenza si verifica quando su un pannello investito da unrsquoonda sonora la proiezione dellalunghezza drsquoonda del suono λ incidente secondo lrsquoangolo θ egrave uguale alla lunghezza drsquoonda flessionale λtr neltramezzo

θλ

=λsentr (134)

Fig 132Effetto di coincidenza

Capitolo 1

114

In questo caso si ha la ricostruzione dellrsquoonda sollecitante nellrsquoambiente disturbato con una conseguenteperdita di potere fonoisolante rispetto alla legge di massa La piugrave bassa frequenza per cui si verifica il fenomenodella coincidenza si ha per un angolo di incidenza θ=90deg ossia per incidenza radente del suono e si chiamafrequenza critica fc Essa egrave funzione delle caratteristiche del materiale del divisorio e del suo spessore

Hz Eρ

t18c

tc 18cf

20

L

20

c == (135)

dovecL velocitagrave dellrsquoonda longitudinale nel mezzo del divisorio in mst spessore del divisorio in mE Modulo di elasticitagrave longitudinale del divisorio in Nm2ρ massa volumica del divisorio in kgm3

Oltre la frequenza critica diventa determinante il fattore di smorzamento totale η spesso indicato anche comefattore di perdita (loss factor) si tratta di un numero puro che egrave la somma del fattore di perdita interno propriodel materiale e di quello dovuto agli effetti della costruzione (condizioni al perimetro e di vincolo)

n

iJ1jijinttot sum

ne=η+η=η (136)

doveηtot fattore di perdita totale (Total Loss Factor TLF)ηint fattore di perdita interno (Internal Loss Factor ILF)ηij fattore di perdita da accoppiamento (Coupling Loss Factor CLF)

Nel complesso se si esamina lrsquointera gamma delle frequenze si possono individuare varie zone in cui il poterefonoisolante R dipende dai vari fattori sopra descritti

Fig 133 ndash Potere fonoisolante di un divisorio semplice e omogeneo

Fondamenti di acustica

115

Comportamento dei divisori multipli

Molto piugrave complessa egrave la previsione delle prestazioni dei divisori multipli oltre ai problemi connessi ad ognisingolo componente vi sono quelli dovuti alla loro interazione Alcuni casi come i pannelli doppi sono statiampiamente studiati e non solo si conosce il loro comportamento dal punto di vista qualitativo ma sono anchestati sviluppati dei modelli di calcolo previsionale che verranno illutrati piugrave dettagliatamnte nel capitolo 4 Cilimiteremo per il momento a descrivere alcuni tipici fenomeni che sono alla base del loro comportamento

Fig 134 ndash Potere fonoisolante di un divisorio doppio

Come indicato in fig 134 anche per i divisori a doppio starto si possono individuare delle zone in cuiprevalgono la legge di massa o altri fenomeni come la risonanza massa-aria-massa o le risonanze di cavitagrave Larisonanza massa-aria-massa nel caso semplificato di due pannelli uguali di massa m separati da uno strato drsquoariadi larghezza d si verifica per la seguante frequenza

md

cρ2 η2

1f2

00m = Hz (137)

Le risonanze di cavitagrave ad alta frequenza sono dovute ad onde stazionarie nello spazio compreso tra i duepannelli le frequenze fp sono date da

θ 2dcos

cpf 0p = Hz (138)

con la frequanza piugrave bassa per p=1 (primo modo di oscillazione) e θ = 0deg (incidenza normale) quindi

2dcf 0

p1 = Hz (139)

Le risonanze di cavitagrave a bassa frequenza sono invece causate da onde stazionarie bidimensionali legate alledimensioni dei lati (a b) del divisorio Per λ molto maggiore di d si ha

Capitolo 1

116

bq

ap

2cf 2

2

2

20

pq += Hz (1310)

Con la frequenza piugrave bassa per p = q = 1Una delle ipotesi semplificative piugrave comunemente adottate egrave che i due strati siano completamente isolati nei casireali vi sono solitamente degli elementi rigidi di connessione (traverse montanti) che si comportano da pontiacustici riducendo il potere fonoisolante

14 Il fonoisolamento dei rumori impattivi

Con il generico termine i rumori impattivi si egrave soliti intendere un insieme di fenomeni che si possonoverificare allrsquointerno di un edificio per effetto delle seguenti cause

- percussioni dovute a cadute di oggetti urti e calpestio- vibrazioni generate dal funzionamento di macchinari e impianti tecnici piugrave o meno rigidamente collegati con

le strutture dellrsquoedificio- attrito dovuto allo sfregamento di mobili o altri oggetti

Ognuno di questi rumori egrave in grado di propagarsi non solo dalla parte opposta dellrsquoelemento sollecitato maanche in altre parti dellrsquoedificio eventualmente molto lontane dalla sorgente in funzione delle caratteristichestrutturali della costruzione Una delle conseguenze egrave che la trasmissione indiretta attraverso le strutture laterali egravein proporzione maggiore rispetto a quella che si verifica con i rumori aerei Le modalitagrave con cui avviene la trasmissione dei rumori impattivi sono soggette a studi alquanto complessi cheprendono in considerazione il tipo di forza eccitante la forma e la natura del corpo eccitato le sue caratteristicheelastiche e cosigrave via

Fig 141Trasmissione diretta e per vialaterale del rumore di calpestio

Fondamenti di acustica

117

Il calpestio costituisce il rumore drsquourto piugrave verificabile ed avvertito nelle case drsquoabitazione al fine di mettere apunto le tecniche di misura e di studiare il comportamento dei solai agli effetti di questa fonte di disturbo egrave statonormalizzato in sede internazionale un generatore meccanico che assolve alla funzione di eccitare le strutturesecondo modalitagrave ben definite e perfettamente riproducibili Il generatore di calpestio normalizzato egrave costituitoda 5 martelli in linea azionati da un albero a camme collegato con un motore elettrico (vedi par 34) e in linea dimassima si puograve dire riproduca amplificandola la sollecitazione prodotta da una persona che cammininellrsquoambiente disturbante

Il principio della misura consiste nel far funzionare il generatore su un pavimento e nel misurare nellrsquoambientesottostante il livello di pressione sonora prodotto Lrsquoanalisi viene condotta per bande drsquoottava o di terzo di ottavae il livello di rumore viene corretto da una quantitagrave che tiene conto dellrsquoassorbimento o del tempo diriverberazione nellrsquoambiente di ricezione Come nel caso dei rumori aerei biogna distinguere tra le prestazioni dellrsquoedificio ossia lrsquoisolamento acusticoche egrave la facoltagrave di attenuare la propagazione sonora tra due ambienti indipendentemente dai percorsi che questapuograve seguire e le prestazioni dellrsquoelemento divisorio che in questo caso non sono piugrave espresse in termini dipotere fonoisolante R ma di livello di pressione sonora di calpestio normalizzato Ln lrsquoisolamento offerto egraveinversamente proporzionale al suo valore Il modello fisico adottato per lo studio del problema fa riferimento ad una piastra eccitata da forze impulsiveperiodiche si suppone inoltre che la durata di ogni singola forza impulsiva sia breve in rapporto al periodo dellapiugrave alta frequenza considerata Sulla base di questi presupposti si puograve prevedere lrsquoLn irradiato da una piastranellrsquoambiente sottostante per calcoli eseguiti in bande di ottava risulta

dB ηhcρA51p

σcρ410logL 3L

2p0

20

20

20

10n = (141)

Per calcoli eseguiti in bande di un terzo di ottava

dB 5- ηhcρA51p

σcρ410logL 3L

2p0

20

20

20

10n = (142)

doveρ0 massa volumica dellrsquoariac0 velocitagrave del suono nellrsquoaria (=340 ms)σ fattore di radiazione in prima approsimazione egrave assimilabile a 1 qualora sia richiesta una valutazione

piugrave accurata per fgtfc risulta

dB ff1

12 -c

minus=σ

η fattore di perdita totale

Fig 142Macchina generatrice di calpestionormalizzato

Capitolo 1

118

p0 pressione sonora di riferimento pari a 210-5 Nm2A0 area di assorbimento acustico equivalente pari a 10 m2ρp massa volumica del solaio (piastra) in kgm3

cL velocitagrave dellrsquoonda longitudinale nel materiale in msh spessore del solaio

Ne risulta uno spettro quasi costante in funzione della frequenza Una leggera pendenza con valori crescenti alcrescere della frequenza egrave dovuta alla dipendenza di alcuni fattori (σ e η) da f il livello sonoro decresce conlrsquoaumentare di η che egrave legato oltre che alla natura del materiale alle sue condizioni di vincolo il livello egrave tantopiugrave basso quanto piugrave rigido egrave il suo incastro alla struttura portante

15 Linee guida alla progettazione acustica

Al fine di conseguire i migliori risultati in termini di isolamento acustico dellrsquoedificio sia nel caso dei rumoriaerei che per quelli impattivi occorre intervenire su due diversi aspetti del problema

- i percorsi di trasmissione- le prestazioni degli elementi del sistema edilizio

Lrsquoisolamento acustico dei locali di un edificio non dipende esclusivamente dalle prestazioni acustiche offertedallrsquoelemento divisorio poicheacute in realtagrave esistono diversi possibili percorsi di trasmissione del rumore

- Percosi diretti per via aerea come fori o fessure in corrispondenza dellrsquoelemento di separazione ne sono uncaso tipico le fessure lungo il perimetro dei serramenti sia interni che esterni

- Percosi indiretti per via aerea quali condotti di areazione o per il passaggio di impianti corridoiintercapedini di controsoffitti o di pavimenti sopraelevati

- Percorsi diretti per via strutturale egrave il caso di un elemento di separazione tra due ambienti che messo invibrazione da una sollecitazione sonora o meccanica si comporta a sua volta come una nuova sorgentecapace di irradiare verso lrsquoaltro lato della partizione

- Percorsi indiretti per via strutturale in questo caso la struttura sollecitata puograve essere quella divisoria e levibrazioni si trasmettono da questa agli elementi laterali oppure sono sollecitate direttamente le strutturelaterali e le vibrazioni si propagano da queste allrsquoelemento di separzione o ad altri elementi laterali

Fig 151Percorsi di trasmissionevia aerea diretta (τe)via aerea indiretta (τs)via strutturale diretta (τd)via strutturale indiretta (τf)

Fondamenti di acustica

119

Occorre in primo luogo cercare di eliminare qualsiasi percorso diretto per via aerea dal momento che aperturedi dimensioni anche molto limitate possono compromettere pesantemente lrsquoisolamento dellrsquointero sistemaTipico egrave il caso delle fessure che si creano in corrispondenza della battuta tra telaio mobile e telaio fisso neiserramenti per cui egrave utile ricorrere a battute doppie o triple e allrsquouso di guarnizioni di tenuta Problemi analoghisi verificano anche in presenza di cassonetti per cui valgono gli stessi accorgimenti

Anche i percorsi indiretti per via aerea dovrebbero esser evitati se possibile ad esempio facendo sigrave che neilocali dotati di controsoffitti o pavimenti sopraelevati non si creino dei plenum capaci di mettere indirettamentein contatto ambienti diversi Nel caso di condotti di areazione e simili risulta evidentemente impossibilesopprimere gli stessi ma si puograve perograve intervenire rivestendo il loro interno con materiali assorbenti limitando inquesto modo la propagazione dei rumori al loro interno La trasmissione lungo i percorsi indiretti per via strutturale puograve essere limitata inserendo dei giunti didesolidarizzazione realizzati con strati di materiali elastici Ersquo da notare perograve che se da un lato questa soluzioneriduce la trasmissione laterale dallrsquoaltro fa si che le strutture siano vincolate meno rigidamente con unaconseguente riduzione dello smorzamento ne puograve quindi derivare un peggioramento delle prestazioni di pareti esolai (riduzione di R e aumento di Ln) peggioramento in genere abbastanza contenuto se non trascurabile

Resta ora da affrontare il problema della trasmissione del rumore secondo i percorsi diretti e strutturali in altreparole attraverso gli elementi di separazione tra i vari locali dellrsquoedificio o tra questi e lrsquoesterno Gli elementi inquestione sono costituiti a seconda dei casi da partizioni verticali e orizzontali quali pareti solai divisori divaria natura serramenti e coperture da ognuno di questi elementi si dovragrave ottenere la massima prestazionepossibile in termini di potere fonoisolante o livello di pressione sonora di calpestio normalizzato

Fig 152Esempi di soglie di porta inordine di efficacia da sinistraverso destra

Fig 153Desolidarizzazione di una parete interna perinterposizione di uno strato di feltrosullrsquoestradosso del solaio

Capitolo 1

120

Pareti

Per ottenere le migliori prestazioni in termini di potere fonoisolante R dalle pareti tradizionali in lateriziooccorre attenersi alle seguenti regole pratiche

- ricorrere a pareti con la piugrave elevata massa superficiale possibile- adottare la tipologia a cassa vuota ovvero una parete doppia con intercapedine- aumentare il piugrave possibile lo spessore dellrsquointercapedine- inserire nellrsquointercapedine un materiale fonoisolante con un elevato coefficiente di assorbimento acustico- utilizzare intonaci di elevata densitagrave e spessore non solo sulle superfici esterne della parete ma anche su

uno dei lati interni della parete a cassa vuota- sigillare accuratamente i giunti tra i mattoni- utilizzare mattoni di grande formato- non realizzare tracce per impianti direttamente affacciate sui due lati della struttura- ricorrere a stratigrafie asimmetriche nei muri a cassa vuota

Le indicazioni appena citate possono essere di grande utilitagrave ma la tipologia costruttiva in questione non sidimostra particolarmente idonea a conseguire elevati standard prestazionali specie se egrave presente lrsquoesigenza dilimitare costi dimensioni e pesi Molto piugrave performanti si dimostrano in genere le pareti leggere multistrato Mentre le pareti pesanti semplici o doppie consentono di contenere la trasmissione del rumore in virtugrave dellaloro massa quelle leggere multistrato si basano su un diverso principio quello di smorzare la trasmissione dellevibrazioni che si propagano da un elemento allrsquoaltro grazie a collegamenti elastici tra i vari strati Due o piugrave stratidi materiali rigidi tipicamente cartongesso o legno il piugrave possibile disaccoppiati dalle altre strutture sonoseparati da aria o materiali elastici con funzione fonoassorbente (fibra di vetro lana di roccia strati porosi ecc)in modo che le vibrazioni indotte nel primo pannello non si trasmettano direttamente ai successivi per via solidama siano smorzate allrsquointerno dellrsquointercapedine trasformandosi in energia meccanica e calore Nelle condizioniideali tali tipologie costruttive permettono di realizzare un sistema massa-molla-massa di elevate prestazioni egraveperograve necessario che i collegamenti tra le parti non siano rigidi requisito questo che in genere non vienetotalmente rispettato data la presenza allrsquointerno dei pannelli di montanti traverse o elementi di fissaggiopuntuali Benchegrave le pareti multistrato leggere non godano di grande diffusione nel contesto dellrsquoedilizia italianane esistono molte tipologie e sono utilizzate massicciamente e con indubbi vantaggi in molti paesi

Fig 154Una parete pesante in laterizio a confrontocon una leggera a lastre di cartongesso sutelaio metallico

Fondamenti di acustica

121

Esiste un ultimo sistema per incrementare le prestazioni di una parete tradizionale e consiste nellrsquoapplicaresulla superficie di questa una controparete costituita da un pannello rigido ad esempio cartongesso conlrsquointerposizione di un supporto elastico Si determina cosigrave un sistema risonante a doppia parete che puograve produrreun incremento del potere fonoisolante ∆R anche sensibile Condizione fondamentale per lrsquoefficacia del sistema egraveche il collegamento tra le due strutture avvenga con il minor numero possibile di punti rigidi inoltre il materialedel supporto (generalmente lana di vetro) deve essere dotato di una ridotta rigiditagrave dinamica srsquo (espressa inMNm3 egrave il rapporto tra il modulo elastico e lo spessore srsquo=Ed) Ersquo un tipo di intervento particolarmente adattoa migliorare le prestazioni di divisori giagrave esistenti

Solai e pavimenti

Ai solai si chiede un contributo in termini di isolamento acustico sia nei confronti dei rumori aerei che diquelli impattivi Lrsquoisolamento dai rumori aerei non egrave generalmente un problema specie con lrsquoutilizzo di solai inlatero-cemento a blocchi e travetti in virtugrave della loro massa elevata piugrave critico risulta il comportamento neiconfronti del calpestio Il fonoisolamento dei rumori di calpestio puograve essere migliorato aumentando la massa e lospessore del solaio tuttavia lrsquoincremento di prestazioni che se ne ricava risulta modesto I sistemi adottati perridurre il livello Ln di una quota che convenzionalmente viene definita ∆L sono i seguenti

- pavimenti resilienti- controsoffitti- pavimenti galleggianti

I pavimenti resilienti consistono di un rivestimento di finitura applicato al solaio portante e dotato di un certogrado di elasticitagrave si tratta solitamente di rivestiementi tessili (moquettes) pavimenti in gomma e in materialeplastico di varia natura Si ottiene in questo modo un incremento dellrsquoisolamento ∆L crescente al crescere di f apartire da una frequenza di taglio che egrave funzione della rigiditagrave dinamica del materiale utilizzato anche in questocaso egrave necessario utilizzare materiali con bassi valori della rigiditagrave dinamica I controsoffitti applicati sullrsquointradosso del solaio sollecitato lavorano in maniera analoga ad una controparetee hanno lo svantaggio di agire solo sulla componente aerea del rumore senza limitare quella strutturale che sipuograve propagare lungo i percorsi di trasmissione laterali Lrsquoutilizzo di pavimenti resilienti e controsoffitti egrave ingenere fortemente vincolato dalla destinazione drsquouso dei locali e dalle specifiche esigenze degli utenti Lo strumento piugrave efficace per incrementare le prestazioni di un solaio egrave il ricorso al pavimento galleggianteesso consiste di un massetto galleggiante armato di 4-10 cm di spessore appoggiato su uno strato di materialeelastico dotato di ridotta rigiditagrave dinamica Lrsquoincremento di prestazioni ∆L cresce con la frequenza a partire dauna frequenza di taglio Gli accorgimenti da seguire nella sua realizzazione sono riportati qui di seguito

Fig 155Controparete in cartongesso suparete tradizionale in laterizio

Capitolo 1

122

- Mantenere una perfetta desolidarizzazione del massetto galleggiante dalla sottostante soletta evitando laformazione di punti di contatto rigidi egrave necessario garantire la perfetta continuitagrave del materiale resiliente inmodo che al momento del getto del massetto questo non entri in contatto con la soletta di base

- Evitare la formazione di ponti acustici tra il massetto con relativo rivestimento di finitura e le struttureverticali quali pareti pilastri soglie di porta e tubi attraversanti il solaio per far ciograve egrave necessario risvoltare ilmateriale resiliente lungo gli elementi verticali e rifilarlo al livello della pavimentazione finita invece chedel massetto anche il contatto tra il battiscopa e la superficie del pavimento deve essere evitatointerponendo una lama drsquoaria o una stricia di materiale elastico

- Utilizzare per lo strato elastico di desolidarizzazione un materiale resiliente con bassa rigiditagrave dinamica ingrado di mantenere tale valore anche sotto lrsquoazione prolungata del carico permanente costituito dal massettogalleggiante i materiali solitamente utilizzati sono feltri di fibre minerali polimeri e materiali compositi

- Pulire il piano di posa del materiale resiliente per evitare che questo si danneggi e che possa subireschiacciamenti localizzati con conseguente incremento della rigiditagrave dunamica

- Realizzare un massetto galleggiante armato di densitagrave e massa elevati compatibilmente con lrsquoaumento dispessore che ciograve comporta

- Interrompere il pavimento galleggiante al di sotto dei tramezzi- Inserire giunti di dilatazione nel massetto-pavimento se questo egrave di dimensioni elevate (oltre i 40 m2 e per

lati superiori a 8 m) nel caso siano presenti giunti sulla soletta di base far coincidere i giunti del massettocon questi

- Non annegare le tubazioni degli impianti nel massetto galleggiante ma sotto lo strato isolante

Lrsquoefficacia di un pavimento galleggiante dipende in gran parte dalla qualitagrave dellrsquoesecuzione e dal rispettoscrupoloso delle indicazioni sopra elencate diventa pertanto fondamentale lrsquoimpiego di maestranze qualificateper lrsquoesecuzione dellrsquoopera

Fig 156 ndash Pavimento galleggiante

Fondamenti di acustica

123

Serramenti

I serramenti costituiscono spesso il punto debole del sistema di controllo dei rumori aerei specie nel caso incui siano dotati di ampie superfici vetrate La frequenza critica delle lastre di vetro viene a trovarsi allrsquointernodella gamma di frequenze considerata in posizione spesso centrale ne segue una caduta di R per effetto dicoincidenza adottando vetri-camera vi egrave inoltre un fenomeno di risonanza con riduzione di isolamento intornoalla frequenza di risonanza massa-aria-massa La scelta dei vetri deve essere fatta in modo oculato privilegiandoelementi di massa elevata e stratificati ma per prestazioni migliori egrave necessario ricorrere ai doppi telai o afinestre fisse e sigillate

La prestazione del serramento dipende oltre che dallrsquoelemento trsparente dal tipo di telaio e dallapermeabilitagrave allrsquoaria Se la massa del telaio non egrave inferiore al 70 di quella della vetrata e se la sua superficienon egrave superiore al 25 di quella complessiva del serramento si puograve assimilarlo alla vetrata nella stima del poterefonoisolante altrimenti dovragrave essere valutato indipendentemente Per ottenere dal telaio il miglior isolamento sipuograve far riferimento alle stesse indicazioni date per la realizzazione di pannelli e pareti Va inoltre garantita latenuta dellrsquoaria applicando guarnizioni tra vetro e telaio mobile e tra questo e lrsquoinfisso in modo da eliminarepercorsi di trasmissione diretti per via aerea (vedi fig 152) Altro punto critico egrave la presenza di un cassonetto che generalmente comporta la presenza di passaggi direttidrsquoaria e fessure oltre che per lo scarso potere fonoisolante dei pannelli che lo compongono si puograve intervenireadottando un cassonetto silenziato il silenziamento consiste nel rivestire il vano interno con materialefonoassorbente e nellrsquoincrementare massa e isolamento dei pannelli

Fig 158Cassonetto silenziato

Fig 157Tipi di vetrate in ordine diefficacia crescentea) vetro monoliticob) vetro-camerac) vetro stratificatod) vetro-camera con una lastra

stratificatae) vetro-camera con due lastre

stratificate

Capitolo 1

124

16 Principali grandezze descrittive delle prestazioni degli edificie degli elementi di edificio

Esistono molte grandezze definite dalla normativa italiana ed internazionale per esprimere le prestazioniacustiche dei sistemi edilizi la loro conoscenza egrave fondamentale per uno studio dettagliato dei metodi di controllodel rumore e per la comprensione delle norme che trattano tali problemi Una prima distinzione egrave tra le grandezze che descrivono le prestazioni dellrsquoedificio (lrsquoisolamento acusticodegli ambienti) e quelle che si riferiscono al comportamento dei singoli elementi costitutivi del sistema(partizioni verticali e orizzontali serramenti ecc) Tutte le grandezze relative al fonoisolamento aereo valutano una differenza di livelli sonori tra un ambientedisturbante e uno disturbato lo stesso potere fonoisolante R precedentemente definito come

tWiW

10logR = dB (161)

in presenza di due locali con campi sonori sufficientemente diffusi e in assenza di trasmissione per vie diverse daquella diretta risulta

dB AS10logL-LR S

21 += (162)

doveL1 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente emittente in dBL2 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente ricevente in dBSS area dellrsquoelemento di separazione in m2A area di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2

Il termine 10log(SSA) garantisce la normalizzazione della misura rispetto allrsquoassorbimento acustico del localedisturbato in altri casi si adotta una normalizzazione rispetto al tempo di riverberazione in questo modo si rendeil risultato indipendente dalle particolaritagrave dellrsquoambiente in questione Analogo egrave il caso dellrsquoisolamento acustico normalizzato rispetto lrsquoassorbimento equivalente Dn

dB AA10logL-LD

021n minus= (163)

dove A0 egrave unrsquoarea di assorbimento equivalente di riferimento e il termine 10log(AA0) garantisce lanormalizzazione della misura

Tab 161 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaR Potere fonoisolante ISO 140-3 4Dnc Isolamento acustico normalizzato del controsoffitto ISO 140-9 3Dne Isolamento acustico normalizzato di un piccolo elemento ISO 140-10 1Dns Isolamento acustico normalizzato per trasmissione aerea

indiretta attraverso un sistema SNon disponibile

Fondamenti di acustica

125

Tab 162 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaRrsquo Potere fonoisolante apparente ISO 140-4 5Rrsquo45deg Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 3Rrsquotrs Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 4Dn Isolamento acustico normalizzato rispetto allrsquoassorbimento

equivalenteISO 140-4 3

DnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-4 4

Dls2mnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-5 7

Tutte le grandezze relative al fonoisolamento dei rumori impattivi si riferiscono invece ad una singola misuradi livello sonoro nellrsquoambiente disturbato a cui va aggiunto un termine per la normalizzazione rispettoallrsquoassorbimento acustico oppure rispetto al tempo di riverberazione del locale disturbato Ne egrave un esempio illivello di pressione sonora di calpestio normalizzato

dB AA10logLL

0in += (164)

doveLi egrave il livello di pressione sonora di calpestio nellrsquoambiente ricevente utilizzando un generatore il rumore

di calpestio normalizzato in conformitagrave alla EN ISO 140-7 in dBA egrave lrsquoarea di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2A0 area di assorbimento equivalente di riferimento pari a 10 m2

Tab 163 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico del rumore di calpestio

ISOLAMENTO ACUSTICO DEL RUMORE DI CALPESTIO

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLn Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-6 4

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLrsquon Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-7 2LrsquonT Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato rispetto

al tempo di riverberazioneISO 140-7 3

Per una descrizione particolareggiata di tutte le grandezze qui elencate si vedano i capitoli 3 5 6 e 7

Capitolo 1

126

Bibliografia

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in Rivista Italiana di Acustica Vol 28 n3-42004[19] UNI EN ISO 717-1 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento acustico per via aerea[110] UNI EN ISO 717-2 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento del rumore di calpestio[111] UNI EN ISO 140 1999 Misurazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

Capitolo 1

14

doveI egrave lrsquointensitagrave sonora riferita a S in Wm2W egrave la potenza sonora in WS egrave la superficie del fronte sonoro in m2

Nel caso di onde sferiche si ha quindi

d4

WI2π

= (115)

d egrave la distanza tra la sorgente e la superficie stessa in m In ogni istante lrsquointensitagrave acustica egrave correlata allrsquoonda dipressione dalla relazione

puI ∆sdot= che considerando i valori medi diventa puI sdot= (116)

u egrave la velocitagrave istantanea delle particelle drsquoaria nel mezzo Nel caso di un mezzo infinitamente esteso e senzaostacoli

( ) ucp o sdotρ= (117)

( ) I004 Icp o2 sdotcongsdotρ= da cui segue che I 20 p cong

(ρoc) egrave la resistenza acustica del mezzo prodotto della sua densitagrave per la velocitagrave di propagazioneAnalogamente alla pressione anche per potenza e intensitagrave sonora si ricorre a una scala logaritmicaIl livello di potenza egrave

WWlog10L

0W

= dB (118)

Il livello di intensitagrave egrave

IIlog10L0

I

= dB (119)

I valori di riferimento sono rispettivamente W0=10-12 W e I0=10-12 Wm2Ersquo da notare inoltre la relazione che lega Lp a LI

L I400I400log01

pplog10L I

0

2

0p =

=

= dB (1110)

I campi sonori e la riverberazione

La descrizione dei fenomeni sonori richiede la conoscenza dei valori che in ogni istante assumono legrandezze acustiche ossia la conoscenza particolareggiata del campo sonoro Quando esistono esclusivamenteonde sonore irradiate dalla sorgente il campo sonoro prende il nome di campo libero Si tratta di una condizionelimite mai perfettamente realizzata dal momento che esistono sempre delle superfici parzialmente riflettentidalle quali viene rinviata parte dellrsquoenergia sonora incidente dando vita ad onde riflesse che si sovrappongono aquelle dirette e interferiscono con esse In un ambiente chiuso le onde riflesse possono essere presenti in grandequantitagrave provocando il fenomeno della riverberazione in questo caso il campo sonoro risulta dallasovrapposizione del campo sonoro diretto e dal campo di riverberazione costituito dallrsquoinsieme delle onderiflesse Le caratteristiche del campo diretto in particolare i valori assunti dalla pressione acustica nei suoi varipunti dipendono dalle sole proprietagrave della sorgente (o delle sorgenti) oltre che dalle costanti fisiche del mezzomentre non sono influenzate dalle caratteristiche dellrsquoambiente che hanno invece grande importanza nel camporiverberato

Fondamenti di acustica

15

Quando unrsquoonda acustica di intensitagrave I investe la superficie di una parete o di un altro oggetto una parte di essaviene riflessa una parte assorbita e unrsquoultima quota viene invece trasmessa

I=Ia+It+Ir (1111)

Viene indicato come fattore di riflessione r il rapporto

I

r rI= (1112)

mentre il fattore di assorbimento apparente a egrave il rapporto

I

IIa ta += (1113)

Inoltre si ha che a + r = 1Allrsquointerno di un locale delimitato da superfici almeno parzialmente riflettenti il livello di pressione sonora egraveespresso dalla relazione

R4

d4Qlog10LL

2wp

+

π+= dB (1114)

doveQ egrave il fattore di direzionalitagrave della sorgente sonora ovvero il rapporto tra lrsquointensitagrave sonora misurata ad

una certa distanza e in una certa direzione e il valore che essa avrebbe a paritagrave di distanza e potenzadella sorgente se questa si comportasse come una perfetta sorgente sferica quindi omnidirezionale

R egrave la costante dellrsquoambiente in m2 definita dalla relazione

m

mia1aS

Rminus

=sum

in cuiam egrave il fattore di assorbimento medio delle supefici che delimitano lrsquoambienteSi egrave la superficie i-esima

Come si vede lrsquoargomento del logaritmo egrave costituito da due termini il primo egrave responsabile del contributofornito dalla radiazione diretta (campo libero) mentre il secondo si riferisce al contributo delle onde riflesse(campo riverberato) In prossimitagrave della sorgente prevale il primo termine che diventa sempre piugrave trascurbileman mano che ci si allontana Se la sorgente sonora cessa lrsquoemissione viene a mancare dapprima il contributo diretto e poi progressivamentela quota riflessa generando una caratteritica coda sonora che viene valutata tramite una grandezza chiamatatempo convenzionale di riverberazione e indicata come T60 Si tratta dellrsquointervallo di tempo in secondinecessario affinchegrave lrsquointensitagrave sonora allrsquointerno dellrsquoambiente si riduca di un milione di volte rispettoallrsquointenitagrave iniziale il che corrisponde ad una riduzione del livello di intensitagrave (o di pressione sonora) di 60 dB La nota formula di Sabine fornisce una relazione tra il tempo di riverberazione il volume dellrsquoambiente elrsquoassorbimento interno di questo

sum sum+=

iii60 ASa

V160T s (1115)

dove Ai egrave lrsquoassorbimento di altre superfici eventualmente presenti nellrsquoambiente (persone arredi ecc) in m2

Capitolo 1

16

La percezione umana

Lo studio dellrsquoacustica non si rivogle solamente agli aspetti fisici del problema ma si occupa anche di come ifenomeni sonori vengono percepiti dallrsquouomo e degli effetti psicofisiologici che producono su di essoTralasceremo nella presente trattazione di addentrarci nellrsquoannosa questione della distinzione tra suono e rumoree utilizzeremo indifferentmente lrsquouno o lrsquoaltro termine per indicare un generico segnale acustico qualunquesiano gli effetti che esso produce sullrsquoascoltatore Il comportamento dellrsquoorecchio umano in presenza di un suono puro egrave tale che la sensazione sonora non egravesolamente conseguenza dei valori di intensitagrave e di pressione sonora ma egrave contemporaneamente legata allafrequenza del suono per cui due suoni che producano la stessa variazione di pressione possono provocare unadiversa sensazione uditiva se caratterizzati da frequenze diverse Il comportamento differenziato dellrsquoorecchioumano egrave descritto dallrsquoaudiogramma che traccia in funzione delle frequenze udibili una serie di curve di ugualesensazione dette appunto isofoniche relative alla percezione di suoni puri La massima sensazione uditiva si haper suoni con una frequenza di circa 4000 Hz che risultano quindi piugrave fastidiosi Ersquo stata introdotta una scalache permette di stabilire lrsquouguale sensazione uditiva alle diverse frequenze si tratta della scala di sensazioneuditiva ed egrave misurata in P phon Il livello di sensazione uditiva di un suono (in phon) egrave numericamente uguale allivello di pressione sonora (in dB) di un suono puro alla frequenza di 1000 Hz La scala dei phon non egrave tuttavia rappresentativa del modo in cui viene percepito un rumore cioegrave un segnaleavente un livello di 100 phon non viene percepito come doppio rispetto a uno con un livello di 50 phon Persopperire a questo limite si egrave ricorso ad un nuovo parametro detto S sensazione sonora la cui intensitagrave espressain son egrave data dalla seguente espressione

1040P

2Sminus

= son (1116)

Per definizione 1 son egrave la sensazione prodotta da un suono puro di frequenza 1000 Hz e Lp = 40 dB

Fig 112Coda sonora in un ambiente riverberante

Fondamenti di acustica

17

Lo studio delle curve isofoniche ha suggerito di inserire negli strumenti di misura del rumore dei filtri chepermettono di simulare il comportamento dellrsquoorecchio umano attenuando il segnale di pressione di una sondamicrofonica nella stessa proporzione con cui attenua lrsquoorecchio Le curve che rappresentano le correzioniapportate dai filtri in funzione della frequenza sono dette curve di ponderazione quelle solitamente utilizzatesono quattro

- curva A traduce il comportamento dellrsquoorecchio a bassi livelli sonori (0-55 dB)- curva B per livelli sonori medi (55-85 dB)- curva C per livelli sonori oltre gli 85 dB- curva D per la valutazione del disturbo con livelli molto elevati come quelli prodotti dai reattori degli aerei

I risultati vengono espressi rispettivamente in dB(A) dB(B) dB(C) dB(D) nella pratica viene quasi semprefatto riferiemnto ai dB(A)

Fig 113Audiogramma normale curveisofoniche a norma ISO 226

Fig 114Curve di ponderazione in frequenzanormalizzate

Capitolo 1

18

Sia nel caso di misure ponderate o meno si tratta sempre di livelli globali e non si puograve quindi valutare lanatura del rumore a partire da questi soli risultati Unrsquoanalisi piugrave accurata puograve essere svolta suddividendo ilcampo delle frequenze in bande piugrave o meno larghe ed esaminando i livelli di pressione sonora in ognuna diqueste si compie in questo modo unrsquoanalisi in frequenza Le suddivisioni piugrave utilizzate sono quelle in bande diottava e di un terzo di ottava

Tab 111 ndash Caratteristiche delle bande di frequenza

Bande di ottava Bande di terzo di ottava

fff 21c sdot=

111

2 f2f 2f sdot==

fff 21c sdot=

13

2 f 2f =

Dovefc egrave la frequenza centrale di banda f1 e f2 sono le due frequenze che la delimitano

Analisi di rumori variabili nel tempo

Un rumore puograve essere caratterizzato da una diversa variabilitagrave nel tempo per questo motivo egrave stata introdottauna classificazione convenzionale che prende in esame i casi piugrave tipici

- rumore stazionario rumore che presenta piccole fluttuazioni di livello durante il periodo di osservazione- rumore fluttuante rumore il cui livello cambia continuamente con fluttuazioni apprezzabili durante il

periodo di osservazione- rumore intermittente rumore il cui livello cade bruscamente al valore di fondo durante il periodo di

osservazione e avente un tempo durante il quale il livello rimane ad un valore costante diverso da quellodellrsquoambiente superiore a circa 1 secondo

- rumore impulsivo rumore caratterizzato da una o piugrave variazioni rapide di energia sonora ognuna di duratainferiore a 1 secondo quando lrsquointervallo fra impulsi di ampiezza comparabile egrave inferiore a 02 secondi ilrumore egrave detto impulsivo quasi stazionario

Il livello sonoro equivalente egrave la grandezza che permette di descrivere un rumore variabile nel tempo esso egravedefinito come il valore del livello di pressione sonora di un rumore continuo che in un certo periodo di tempoha lo stesso valore efficace di pressione del rumore avente livello variabile nel tempo Il livello sonoroequivalente fa riferimento alla scala di ponderazione A in caso contrario si parla semplicemente di livelloequivalente

dB(A) dt p

(t)pT1 log10L

T

0 02A

2

Aeq

= int (1117)

che nel caso discreto come accade utilizzando uno strumento digitale diviene

dB(A) pp

N1 log10L

N

1 02

iA2

Aeq

= sum (1118)

La misurazione di una tale grandezza avviene generalmente utilizzando un fonometro integratore e non presentaparticolari difficoltagrave occorre tuttavia prestare attenzione alla scelta della variabile T ovvero il tempo diintegrazione una scelta errata del tempo T puograve portare ad errori di valutzione anche notevoli

Fondamenti di acustica

19

Se il rumore anzicheacute essere descritto attraverso un livello sonoro variabile con continuitagrave egrave rappresentato dauna serie di livelli sonori associati ad intervalli di tempo in cui egrave suddiviso lrsquointero periodo di osservazione T illivello sonoro equivalente totale puograve essere calcolato come segue

dB(A) 10 Tt log10L

n

1

10AeqiL

iAeqTot

= sum (1119)

Se di un rumore fluttuante egrave dato solo il livello sonoro equivalente si perdono le informazioni relative allrsquoentitagravedelle fluttuazioni Si puograve ovviare a questo limite ricorrendo allrsquoanalisi statistica del rumore che permette dideterminare quale livello sonoro LN egrave stato superato per una certa percentuale (N) del tempo di misura adesempio il valore L90 indica che il livello sonoro egrave stato superiore a tale valore per il 90 del tempo di misuraNello studio dei rumori si ricorre inoltre alle seguenti definizioni

- rumore ambientale egrave il livello sonoro equivalente generato da tutte le sorgenti presenti in un luogo per undeterminato periodo

- rumore specifico egrave il livello sonoro equivalente attribuibile ad una determinata sorgente- rumore residuo egrave il livello sonoro equivalente in assenza di specifiche sorgenti di rumore- rumore di fondo egrave il livello sonoro superato per il 95 del tempo (L95)

Lo strumento dedicato alla rivelazione della pressione sonora egrave il fonometro o misurtore di livello sonoroEsso consiste in un microfono circuiti amplificatori e attenuatori filtri di ponderazione e di analisi spettraleoltre che di un dispositivo di visualizzazione I fonometri possono essere di classe 0 1 2 3 a seconda della loroprecisione e i loro requisiti sono definti da apposite norme internazionali Il funzionamento di un fonometro egrave il seguente il microfono rappresenta il trasduttore pressione-tensioneelettrica ed egrave generalmente del tipo a condensatore con polarizzazione esterna o con prepolarizzazione latensione del microfono viene amplificata attenuata e quindi il segnale viene filtrato per permettere laponderazione in frequenza secondo una delle curve convenzionali precedentemente descritte (la ponderazione Aegrave obbligatoria su tutti i fonometri le altre sono opzionali) Segue lrsquoestrazione del valore efficace (RMS)dapprima il segnale viene rettificato poi se ne estrae la radice quadrata quindi viene ricavato il valore mediomediante un circuito integratore da non confondersi con i circuiti integratori che compiono lrsquointegrazione e lamedia nei fonometri integratori il tutto secondo la seguente definizione matematica

τd)τ(pT1 (t)p

t

Tt

2eff int

minus= (1120)

Piugrave lungo egrave il periodo di integrazione T piugrave piccole saranno le fluttuazioni del valore efficace istantaneo inmodo da ottenere unrsquoindicazione di livello piugrave facilmente valutabile Le costanti di tempo sono normalizzate

- costante di tempo slow (lenta) egrave pari a 1 s- costante di tempo fast (veloce) egrave pari a 125 ms- costante di tempo impulse (impulsiva) caratterizzata da una rapida risposta in salita pari a 35 ms e da una

lenta discesa (29 dBs) per permettere una piugrave agevole lettura sui vecchi strumenti con indicatore ad ago

Nei fonometri integratori egrave infine possibile ricavare il livello sonoro equivalente Leq tramite unrsquointegrazioneanalogica o con una sommatoria il tempo su cui si vuole effettuare la misura puograve essere preimpostato

Capitolo 1

110

12 Acustica dei sistemi edilizi

Il rumore egrave una potenziale causa di disturbo e di danno in molteplici situazioni ma egrave forse allrsquointerno degliedifici che questo problema si manifesta nel modo piugrave evidente suscitando vivaci reazioni Un disagio acusticoaffligge la maggior parte dei manufatti edili sia quelli adibiti ad abitazione che quelli destinati alle piugrave svariateattivitagrave pensiamo ad esempio alle scuole o agli ospedali Le cause sono molteplici da quelle esterne come iltraffico veicolare le attivitagrave industriali e commerciali a quelle interne allrsquoedificio stesso come i comportamentidei vicini o il funzionamento degli impianti tecnici Non sempre egrave possibile intervenire sulla fonte del disturboper ridurlo allrsquoorigine come sarebbe auspicabile unrsquoefficace alternativa egrave la realizzazione di fabbricati in gradodi proteggere gli occupanti da qualsiasi genere di rumore indesiderato indipendentemente dalla sua provenienza

Per ottenere i migliori riultati egrave necessario che il problema venga affrontato fin dalla fase di progettazionevalutando le soluzioni costruttive piugrave efficaci e il comportamento sotto il profilo acustico di ogni singolocomponente purtroppo questa pratica egrave oggi ampiamente disattesa se non totalmente ignorata La conoscenzadei meccanismi di trasmissione del rumore e dei principi del fonoisolamento permette non solo di realizzareambienti piugrave confortevoli ma anche di prevedere con un certo grado di approssimazione quale saragrave ilcomportamento acustico dellrsquoedificio e quindi di perseguire gli standard prestazionali richiesti dallrsquoutenza oimposti dalle norme legislative ottimizzando le scelte progettuali

Trasmissione del rumore

Il rumore proveniente dallrsquoesterno o dallrsquointerno stesso dellrsquoedificio si propaga attraverso i suoi localiseguendo differenti percorsi egrave pertanto utile classificare i piugrave comuni metodi di trasmissione sonora

- Trasmissione per via aerea in questo tipo di trasmissione il rumore egrave generato direttamente sotto forma dionde sonore che si propagano nellrsquoaria e possono giungere allrsquoascoltatore attraverso qualsiasi percorso aereodiretto come una finestra aperta un corridoio o un condotto di ventilazione che mette in comunicazione dueambienti in alternativa le onde sonore possono investire una parete o un altro elemento di separazione tradue ambienti tale elemento messo in vibrazione dalla sollecitazione sonora si comporta a sua volta comeuna nuova sorgente capace di irradiare verso lrsquoaltro lato della partizione Entrambi i meccanismi sonoillustrati in Fig 12

- Trasmissione per via strutturale si verifica quando una quota di energia meccanica viene impartitadirettamente ad una struttura dellrsquoedificio dove per struttura si intende indifferentemente un elemento

Fig 121 Il rumore puograve provenire da molti tipidi sorgenti e propagarsi attraversovari percorsi di trasmissione

Fondamenti di acustica

portante un tamponamento o qualsiasi altro corpo solidamente connesso con lrsquoedificio La sollecitazionepuograve avvenire in diversi modi si tratta generalmente di un urto di vibrazioni o piugrave frequentemente delcalpestio su un pavimento La sollecitazione meccanica che investe la struttura si propaga allrsquointernodellrsquoedificio fino a raggiungere una partizione o una superficie di altro genere che messa cosigrave in vibrazionefinisce per irradiare rumore aereo

Fig 122

ndash Trasmissione del rumore per via strutturale diversi tipi di sorgenti e possibili percorsi di trasmissione [16]

111

Capitolo 1

112

13 Il fonoisolamento dei rumori aerei

Quando lrsquoonda sonora incontra un ostacolo parte dellrsquoenergia viene riflessa dalla sua superficie unrsquoaltra parteviene assorbita dal materiale quindi trasformata in calore o energia meccanica e puograve propagarsi per via lateralementre la quota restante viene trasmessa al di lagrave dellrsquoostacolo Lrsquoisolamento offerto dal materiale dipende dallasua capacitagrave di impedire che lrsquoenergia sonora lo attraversi e si propaghi oltre di esso Bisogna distinguere tra isolamento acustico che egrave la facoltagrave di attenuare la propagazione sonora tra dueambienti indipendentemente dai percorsi che questa puograve seguire e potere fonoisolante che descrive invece lequalitagrave intrinseche di un elemento del sistema edilizio (partizioni serramenti ecc) in rapporto alla suatrasparenza acustica

Fig 131 ndash Percorsi di trasmissione

Detto τ il fattore di trasmissione che esprime il rapporto tra energia sonora trasmessa ed energia sonoraincidente

iWtW

=τ (131)

Il potere fonoisolante R egrave dato da

tWiW

10log1log10R =τ

= dB (132)

Il comportamento di un elemento edilizio nei confronti di questa grandezza egrave complesso e dipendeprincipalmente dallrsquoimpedenza ossia dalla capacitagrave di due mezzi di propagazione contigui (il materialedellrsquoelemento e lrsquoaria) di accoppiarsi Si egrave soliti distinguere tra elementi omogenei monolitici e compositi nelprimo caso egrave possibile attuare un calcolo previsionale abbastanza attendibile mentre nel secondo si devericorrere a delle semplificazioni anche notevoli rientrano in questa categoria anche gli elementi realizzati constrati multipli accoppiati

Fondamenti di acustica

113

Comportamento di elementi omogenei monolitici

In prima approssimazione il potere fonoisolante di questi elementi dipende dalla loro massa dalla frequenza edallrsquoangolo di incidenza dellrsquoonda sonora Il comportamento egrave in linea generale espresso dalla legge di massaanche se come si vedragrave esistono dei precisi limiti al suo campo di applicazione

cosc

fm1log10R2

00

θ

ρπ

+= dB (133)

dovef egrave la frequenza in Hzm egrave la massa in kgm2ρ0 egrave la densitagrave dellrsquoaria in kgm3c0 egrave la velocitagrave di propagazione del suono nellrsquoaria in msθ egrave lrsquoangolo di di incidenza

Un elemento divisorio di dimensioni finite come un pannello o una parete egrave inoltre soggetto ai sequenti fenomeni

- risonanza- effetto di coincidenza- smorzamento o perdita

A seconda della geometria dellrsquoelemento del modo in cui egrave vincolato e delle caretteristiche del materiale egravepossibile definire tramite opportune equazioni le sue frequenze naturali fn la sua piugrave bassa frequenza naturale egravedefinita come frequenza fondamentale f1 ed egrave quella per cui si verifica la maggior ampiezza di oscillazione Latrasmissione acustica attraverso un pannello monostrato omogeneo si divide in due distinte tipologie latrasmissione non risonante che si ha quando lrsquoenergia sonora incidente pone in moto forzato la struttura senzaeccitarne i modi propri (in questo caso il comportamento egrave dominato dalla massa) e la trasmisione risonante incui sono eccitati i modi propri (il comportamento egrave controllato dallo smorzamento e dallrsquoefficienza diradiazione) Lrsquoeffetto di coincidenza si verifica quando su un pannello investito da unrsquoonda sonora la proiezione dellalunghezza drsquoonda del suono λ incidente secondo lrsquoangolo θ egrave uguale alla lunghezza drsquoonda flessionale λtr neltramezzo

θλ

=λsentr (134)

Fig 132Effetto di coincidenza

Capitolo 1

114

In questo caso si ha la ricostruzione dellrsquoonda sollecitante nellrsquoambiente disturbato con una conseguenteperdita di potere fonoisolante rispetto alla legge di massa La piugrave bassa frequenza per cui si verifica il fenomenodella coincidenza si ha per un angolo di incidenza θ=90deg ossia per incidenza radente del suono e si chiamafrequenza critica fc Essa egrave funzione delle caratteristiche del materiale del divisorio e del suo spessore

Hz Eρ

t18c

tc 18cf

20

L

20

c == (135)

dovecL velocitagrave dellrsquoonda longitudinale nel mezzo del divisorio in mst spessore del divisorio in mE Modulo di elasticitagrave longitudinale del divisorio in Nm2ρ massa volumica del divisorio in kgm3

Oltre la frequenza critica diventa determinante il fattore di smorzamento totale η spesso indicato anche comefattore di perdita (loss factor) si tratta di un numero puro che egrave la somma del fattore di perdita interno propriodel materiale e di quello dovuto agli effetti della costruzione (condizioni al perimetro e di vincolo)

n

iJ1jijinttot sum

ne=η+η=η (136)

doveηtot fattore di perdita totale (Total Loss Factor TLF)ηint fattore di perdita interno (Internal Loss Factor ILF)ηij fattore di perdita da accoppiamento (Coupling Loss Factor CLF)

Nel complesso se si esamina lrsquointera gamma delle frequenze si possono individuare varie zone in cui il poterefonoisolante R dipende dai vari fattori sopra descritti

Fig 133 ndash Potere fonoisolante di un divisorio semplice e omogeneo

Fondamenti di acustica

115

Comportamento dei divisori multipli

Molto piugrave complessa egrave la previsione delle prestazioni dei divisori multipli oltre ai problemi connessi ad ognisingolo componente vi sono quelli dovuti alla loro interazione Alcuni casi come i pannelli doppi sono statiampiamente studiati e non solo si conosce il loro comportamento dal punto di vista qualitativo ma sono anchestati sviluppati dei modelli di calcolo previsionale che verranno illutrati piugrave dettagliatamnte nel capitolo 4 Cilimiteremo per il momento a descrivere alcuni tipici fenomeni che sono alla base del loro comportamento

Fig 134 ndash Potere fonoisolante di un divisorio doppio

Come indicato in fig 134 anche per i divisori a doppio starto si possono individuare delle zone in cuiprevalgono la legge di massa o altri fenomeni come la risonanza massa-aria-massa o le risonanze di cavitagrave Larisonanza massa-aria-massa nel caso semplificato di due pannelli uguali di massa m separati da uno strato drsquoariadi larghezza d si verifica per la seguante frequenza

md

cρ2 η2

1f2

00m = Hz (137)

Le risonanze di cavitagrave ad alta frequenza sono dovute ad onde stazionarie nello spazio compreso tra i duepannelli le frequenze fp sono date da

θ 2dcos

cpf 0p = Hz (138)

con la frequanza piugrave bassa per p=1 (primo modo di oscillazione) e θ = 0deg (incidenza normale) quindi

2dcf 0

p1 = Hz (139)

Le risonanze di cavitagrave a bassa frequenza sono invece causate da onde stazionarie bidimensionali legate alledimensioni dei lati (a b) del divisorio Per λ molto maggiore di d si ha

Capitolo 1

116

bq

ap

2cf 2

2

2

20

pq += Hz (1310)

Con la frequenza piugrave bassa per p = q = 1Una delle ipotesi semplificative piugrave comunemente adottate egrave che i due strati siano completamente isolati nei casireali vi sono solitamente degli elementi rigidi di connessione (traverse montanti) che si comportano da pontiacustici riducendo il potere fonoisolante

14 Il fonoisolamento dei rumori impattivi

Con il generico termine i rumori impattivi si egrave soliti intendere un insieme di fenomeni che si possonoverificare allrsquointerno di un edificio per effetto delle seguenti cause

- percussioni dovute a cadute di oggetti urti e calpestio- vibrazioni generate dal funzionamento di macchinari e impianti tecnici piugrave o meno rigidamente collegati con

le strutture dellrsquoedificio- attrito dovuto allo sfregamento di mobili o altri oggetti

Ognuno di questi rumori egrave in grado di propagarsi non solo dalla parte opposta dellrsquoelemento sollecitato maanche in altre parti dellrsquoedificio eventualmente molto lontane dalla sorgente in funzione delle caratteristichestrutturali della costruzione Una delle conseguenze egrave che la trasmissione indiretta attraverso le strutture laterali egravein proporzione maggiore rispetto a quella che si verifica con i rumori aerei Le modalitagrave con cui avviene la trasmissione dei rumori impattivi sono soggette a studi alquanto complessi cheprendono in considerazione il tipo di forza eccitante la forma e la natura del corpo eccitato le sue caratteristicheelastiche e cosigrave via

Fig 141Trasmissione diretta e per vialaterale del rumore di calpestio

Fondamenti di acustica

117

Il calpestio costituisce il rumore drsquourto piugrave verificabile ed avvertito nelle case drsquoabitazione al fine di mettere apunto le tecniche di misura e di studiare il comportamento dei solai agli effetti di questa fonte di disturbo egrave statonormalizzato in sede internazionale un generatore meccanico che assolve alla funzione di eccitare le strutturesecondo modalitagrave ben definite e perfettamente riproducibili Il generatore di calpestio normalizzato egrave costituitoda 5 martelli in linea azionati da un albero a camme collegato con un motore elettrico (vedi par 34) e in linea dimassima si puograve dire riproduca amplificandola la sollecitazione prodotta da una persona che cammininellrsquoambiente disturbante

Il principio della misura consiste nel far funzionare il generatore su un pavimento e nel misurare nellrsquoambientesottostante il livello di pressione sonora prodotto Lrsquoanalisi viene condotta per bande drsquoottava o di terzo di ottavae il livello di rumore viene corretto da una quantitagrave che tiene conto dellrsquoassorbimento o del tempo diriverberazione nellrsquoambiente di ricezione Come nel caso dei rumori aerei biogna distinguere tra le prestazioni dellrsquoedificio ossia lrsquoisolamento acusticoche egrave la facoltagrave di attenuare la propagazione sonora tra due ambienti indipendentemente dai percorsi che questapuograve seguire e le prestazioni dellrsquoelemento divisorio che in questo caso non sono piugrave espresse in termini dipotere fonoisolante R ma di livello di pressione sonora di calpestio normalizzato Ln lrsquoisolamento offerto egraveinversamente proporzionale al suo valore Il modello fisico adottato per lo studio del problema fa riferimento ad una piastra eccitata da forze impulsiveperiodiche si suppone inoltre che la durata di ogni singola forza impulsiva sia breve in rapporto al periodo dellapiugrave alta frequenza considerata Sulla base di questi presupposti si puograve prevedere lrsquoLn irradiato da una piastranellrsquoambiente sottostante per calcoli eseguiti in bande di ottava risulta

dB ηhcρA51p

σcρ410logL 3L

2p0

20

20

20

10n = (141)

Per calcoli eseguiti in bande di un terzo di ottava

dB 5- ηhcρA51p

σcρ410logL 3L

2p0

20

20

20

10n = (142)

doveρ0 massa volumica dellrsquoariac0 velocitagrave del suono nellrsquoaria (=340 ms)σ fattore di radiazione in prima approsimazione egrave assimilabile a 1 qualora sia richiesta una valutazione

piugrave accurata per fgtfc risulta

dB ff1

12 -c

minus=σ

η fattore di perdita totale

Fig 142Macchina generatrice di calpestionormalizzato

Capitolo 1

118

p0 pressione sonora di riferimento pari a 210-5 Nm2A0 area di assorbimento acustico equivalente pari a 10 m2ρp massa volumica del solaio (piastra) in kgm3

cL velocitagrave dellrsquoonda longitudinale nel materiale in msh spessore del solaio

Ne risulta uno spettro quasi costante in funzione della frequenza Una leggera pendenza con valori crescenti alcrescere della frequenza egrave dovuta alla dipendenza di alcuni fattori (σ e η) da f il livello sonoro decresce conlrsquoaumentare di η che egrave legato oltre che alla natura del materiale alle sue condizioni di vincolo il livello egrave tantopiugrave basso quanto piugrave rigido egrave il suo incastro alla struttura portante

15 Linee guida alla progettazione acustica

Al fine di conseguire i migliori risultati in termini di isolamento acustico dellrsquoedificio sia nel caso dei rumoriaerei che per quelli impattivi occorre intervenire su due diversi aspetti del problema

- i percorsi di trasmissione- le prestazioni degli elementi del sistema edilizio

Lrsquoisolamento acustico dei locali di un edificio non dipende esclusivamente dalle prestazioni acustiche offertedallrsquoelemento divisorio poicheacute in realtagrave esistono diversi possibili percorsi di trasmissione del rumore

- Percosi diretti per via aerea come fori o fessure in corrispondenza dellrsquoelemento di separazione ne sono uncaso tipico le fessure lungo il perimetro dei serramenti sia interni che esterni

- Percosi indiretti per via aerea quali condotti di areazione o per il passaggio di impianti corridoiintercapedini di controsoffitti o di pavimenti sopraelevati

- Percorsi diretti per via strutturale egrave il caso di un elemento di separazione tra due ambienti che messo invibrazione da una sollecitazione sonora o meccanica si comporta a sua volta come una nuova sorgentecapace di irradiare verso lrsquoaltro lato della partizione

- Percorsi indiretti per via strutturale in questo caso la struttura sollecitata puograve essere quella divisoria e levibrazioni si trasmettono da questa agli elementi laterali oppure sono sollecitate direttamente le strutturelaterali e le vibrazioni si propagano da queste allrsquoelemento di separzione o ad altri elementi laterali

Fig 151Percorsi di trasmissionevia aerea diretta (τe)via aerea indiretta (τs)via strutturale diretta (τd)via strutturale indiretta (τf)

Fondamenti di acustica

119

Occorre in primo luogo cercare di eliminare qualsiasi percorso diretto per via aerea dal momento che aperturedi dimensioni anche molto limitate possono compromettere pesantemente lrsquoisolamento dellrsquointero sistemaTipico egrave il caso delle fessure che si creano in corrispondenza della battuta tra telaio mobile e telaio fisso neiserramenti per cui egrave utile ricorrere a battute doppie o triple e allrsquouso di guarnizioni di tenuta Problemi analoghisi verificano anche in presenza di cassonetti per cui valgono gli stessi accorgimenti

Anche i percorsi indiretti per via aerea dovrebbero esser evitati se possibile ad esempio facendo sigrave che neilocali dotati di controsoffitti o pavimenti sopraelevati non si creino dei plenum capaci di mettere indirettamentein contatto ambienti diversi Nel caso di condotti di areazione e simili risulta evidentemente impossibilesopprimere gli stessi ma si puograve perograve intervenire rivestendo il loro interno con materiali assorbenti limitando inquesto modo la propagazione dei rumori al loro interno La trasmissione lungo i percorsi indiretti per via strutturale puograve essere limitata inserendo dei giunti didesolidarizzazione realizzati con strati di materiali elastici Ersquo da notare perograve che se da un lato questa soluzioneriduce la trasmissione laterale dallrsquoaltro fa si che le strutture siano vincolate meno rigidamente con unaconseguente riduzione dello smorzamento ne puograve quindi derivare un peggioramento delle prestazioni di pareti esolai (riduzione di R e aumento di Ln) peggioramento in genere abbastanza contenuto se non trascurabile

Resta ora da affrontare il problema della trasmissione del rumore secondo i percorsi diretti e strutturali in altreparole attraverso gli elementi di separazione tra i vari locali dellrsquoedificio o tra questi e lrsquoesterno Gli elementi inquestione sono costituiti a seconda dei casi da partizioni verticali e orizzontali quali pareti solai divisori divaria natura serramenti e coperture da ognuno di questi elementi si dovragrave ottenere la massima prestazionepossibile in termini di potere fonoisolante o livello di pressione sonora di calpestio normalizzato

Fig 152Esempi di soglie di porta inordine di efficacia da sinistraverso destra

Fig 153Desolidarizzazione di una parete interna perinterposizione di uno strato di feltrosullrsquoestradosso del solaio

Capitolo 1

120

Pareti

Per ottenere le migliori prestazioni in termini di potere fonoisolante R dalle pareti tradizionali in lateriziooccorre attenersi alle seguenti regole pratiche

- ricorrere a pareti con la piugrave elevata massa superficiale possibile- adottare la tipologia a cassa vuota ovvero una parete doppia con intercapedine- aumentare il piugrave possibile lo spessore dellrsquointercapedine- inserire nellrsquointercapedine un materiale fonoisolante con un elevato coefficiente di assorbimento acustico- utilizzare intonaci di elevata densitagrave e spessore non solo sulle superfici esterne della parete ma anche su

uno dei lati interni della parete a cassa vuota- sigillare accuratamente i giunti tra i mattoni- utilizzare mattoni di grande formato- non realizzare tracce per impianti direttamente affacciate sui due lati della struttura- ricorrere a stratigrafie asimmetriche nei muri a cassa vuota

Le indicazioni appena citate possono essere di grande utilitagrave ma la tipologia costruttiva in questione non sidimostra particolarmente idonea a conseguire elevati standard prestazionali specie se egrave presente lrsquoesigenza dilimitare costi dimensioni e pesi Molto piugrave performanti si dimostrano in genere le pareti leggere multistrato Mentre le pareti pesanti semplici o doppie consentono di contenere la trasmissione del rumore in virtugrave dellaloro massa quelle leggere multistrato si basano su un diverso principio quello di smorzare la trasmissione dellevibrazioni che si propagano da un elemento allrsquoaltro grazie a collegamenti elastici tra i vari strati Due o piugrave stratidi materiali rigidi tipicamente cartongesso o legno il piugrave possibile disaccoppiati dalle altre strutture sonoseparati da aria o materiali elastici con funzione fonoassorbente (fibra di vetro lana di roccia strati porosi ecc)in modo che le vibrazioni indotte nel primo pannello non si trasmettano direttamente ai successivi per via solidama siano smorzate allrsquointerno dellrsquointercapedine trasformandosi in energia meccanica e calore Nelle condizioniideali tali tipologie costruttive permettono di realizzare un sistema massa-molla-massa di elevate prestazioni egraveperograve necessario che i collegamenti tra le parti non siano rigidi requisito questo che in genere non vienetotalmente rispettato data la presenza allrsquointerno dei pannelli di montanti traverse o elementi di fissaggiopuntuali Benchegrave le pareti multistrato leggere non godano di grande diffusione nel contesto dellrsquoedilizia italianane esistono molte tipologie e sono utilizzate massicciamente e con indubbi vantaggi in molti paesi

Fig 154Una parete pesante in laterizio a confrontocon una leggera a lastre di cartongesso sutelaio metallico

Fondamenti di acustica

121

Esiste un ultimo sistema per incrementare le prestazioni di una parete tradizionale e consiste nellrsquoapplicaresulla superficie di questa una controparete costituita da un pannello rigido ad esempio cartongesso conlrsquointerposizione di un supporto elastico Si determina cosigrave un sistema risonante a doppia parete che puograve produrreun incremento del potere fonoisolante ∆R anche sensibile Condizione fondamentale per lrsquoefficacia del sistema egraveche il collegamento tra le due strutture avvenga con il minor numero possibile di punti rigidi inoltre il materialedel supporto (generalmente lana di vetro) deve essere dotato di una ridotta rigiditagrave dinamica srsquo (espressa inMNm3 egrave il rapporto tra il modulo elastico e lo spessore srsquo=Ed) Ersquo un tipo di intervento particolarmente adattoa migliorare le prestazioni di divisori giagrave esistenti

Solai e pavimenti

Ai solai si chiede un contributo in termini di isolamento acustico sia nei confronti dei rumori aerei che diquelli impattivi Lrsquoisolamento dai rumori aerei non egrave generalmente un problema specie con lrsquoutilizzo di solai inlatero-cemento a blocchi e travetti in virtugrave della loro massa elevata piugrave critico risulta il comportamento neiconfronti del calpestio Il fonoisolamento dei rumori di calpestio puograve essere migliorato aumentando la massa e lospessore del solaio tuttavia lrsquoincremento di prestazioni che se ne ricava risulta modesto I sistemi adottati perridurre il livello Ln di una quota che convenzionalmente viene definita ∆L sono i seguenti

- pavimenti resilienti- controsoffitti- pavimenti galleggianti

I pavimenti resilienti consistono di un rivestimento di finitura applicato al solaio portante e dotato di un certogrado di elasticitagrave si tratta solitamente di rivestiementi tessili (moquettes) pavimenti in gomma e in materialeplastico di varia natura Si ottiene in questo modo un incremento dellrsquoisolamento ∆L crescente al crescere di f apartire da una frequenza di taglio che egrave funzione della rigiditagrave dinamica del materiale utilizzato anche in questocaso egrave necessario utilizzare materiali con bassi valori della rigiditagrave dinamica I controsoffitti applicati sullrsquointradosso del solaio sollecitato lavorano in maniera analoga ad una controparetee hanno lo svantaggio di agire solo sulla componente aerea del rumore senza limitare quella strutturale che sipuograve propagare lungo i percorsi di trasmissione laterali Lrsquoutilizzo di pavimenti resilienti e controsoffitti egrave ingenere fortemente vincolato dalla destinazione drsquouso dei locali e dalle specifiche esigenze degli utenti Lo strumento piugrave efficace per incrementare le prestazioni di un solaio egrave il ricorso al pavimento galleggianteesso consiste di un massetto galleggiante armato di 4-10 cm di spessore appoggiato su uno strato di materialeelastico dotato di ridotta rigiditagrave dinamica Lrsquoincremento di prestazioni ∆L cresce con la frequenza a partire dauna frequenza di taglio Gli accorgimenti da seguire nella sua realizzazione sono riportati qui di seguito

Fig 155Controparete in cartongesso suparete tradizionale in laterizio

Capitolo 1

122

- Mantenere una perfetta desolidarizzazione del massetto galleggiante dalla sottostante soletta evitando laformazione di punti di contatto rigidi egrave necessario garantire la perfetta continuitagrave del materiale resiliente inmodo che al momento del getto del massetto questo non entri in contatto con la soletta di base

- Evitare la formazione di ponti acustici tra il massetto con relativo rivestimento di finitura e le struttureverticali quali pareti pilastri soglie di porta e tubi attraversanti il solaio per far ciograve egrave necessario risvoltare ilmateriale resiliente lungo gli elementi verticali e rifilarlo al livello della pavimentazione finita invece chedel massetto anche il contatto tra il battiscopa e la superficie del pavimento deve essere evitatointerponendo una lama drsquoaria o una stricia di materiale elastico

- Utilizzare per lo strato elastico di desolidarizzazione un materiale resiliente con bassa rigiditagrave dinamica ingrado di mantenere tale valore anche sotto lrsquoazione prolungata del carico permanente costituito dal massettogalleggiante i materiali solitamente utilizzati sono feltri di fibre minerali polimeri e materiali compositi

- Pulire il piano di posa del materiale resiliente per evitare che questo si danneggi e che possa subireschiacciamenti localizzati con conseguente incremento della rigiditagrave dunamica

- Realizzare un massetto galleggiante armato di densitagrave e massa elevati compatibilmente con lrsquoaumento dispessore che ciograve comporta

- Interrompere il pavimento galleggiante al di sotto dei tramezzi- Inserire giunti di dilatazione nel massetto-pavimento se questo egrave di dimensioni elevate (oltre i 40 m2 e per

lati superiori a 8 m) nel caso siano presenti giunti sulla soletta di base far coincidere i giunti del massettocon questi

- Non annegare le tubazioni degli impianti nel massetto galleggiante ma sotto lo strato isolante

Lrsquoefficacia di un pavimento galleggiante dipende in gran parte dalla qualitagrave dellrsquoesecuzione e dal rispettoscrupoloso delle indicazioni sopra elencate diventa pertanto fondamentale lrsquoimpiego di maestranze qualificateper lrsquoesecuzione dellrsquoopera

Fig 156 ndash Pavimento galleggiante

Fondamenti di acustica

123

Serramenti

I serramenti costituiscono spesso il punto debole del sistema di controllo dei rumori aerei specie nel caso incui siano dotati di ampie superfici vetrate La frequenza critica delle lastre di vetro viene a trovarsi allrsquointernodella gamma di frequenze considerata in posizione spesso centrale ne segue una caduta di R per effetto dicoincidenza adottando vetri-camera vi egrave inoltre un fenomeno di risonanza con riduzione di isolamento intornoalla frequenza di risonanza massa-aria-massa La scelta dei vetri deve essere fatta in modo oculato privilegiandoelementi di massa elevata e stratificati ma per prestazioni migliori egrave necessario ricorrere ai doppi telai o afinestre fisse e sigillate

La prestazione del serramento dipende oltre che dallrsquoelemento trsparente dal tipo di telaio e dallapermeabilitagrave allrsquoaria Se la massa del telaio non egrave inferiore al 70 di quella della vetrata e se la sua superficienon egrave superiore al 25 di quella complessiva del serramento si puograve assimilarlo alla vetrata nella stima del poterefonoisolante altrimenti dovragrave essere valutato indipendentemente Per ottenere dal telaio il miglior isolamento sipuograve far riferimento alle stesse indicazioni date per la realizzazione di pannelli e pareti Va inoltre garantita latenuta dellrsquoaria applicando guarnizioni tra vetro e telaio mobile e tra questo e lrsquoinfisso in modo da eliminarepercorsi di trasmissione diretti per via aerea (vedi fig 152) Altro punto critico egrave la presenza di un cassonetto che generalmente comporta la presenza di passaggi direttidrsquoaria e fessure oltre che per lo scarso potere fonoisolante dei pannelli che lo compongono si puograve intervenireadottando un cassonetto silenziato il silenziamento consiste nel rivestire il vano interno con materialefonoassorbente e nellrsquoincrementare massa e isolamento dei pannelli

Fig 158Cassonetto silenziato

Fig 157Tipi di vetrate in ordine diefficacia crescentea) vetro monoliticob) vetro-camerac) vetro stratificatod) vetro-camera con una lastra

stratificatae) vetro-camera con due lastre

stratificate

Capitolo 1

124

16 Principali grandezze descrittive delle prestazioni degli edificie degli elementi di edificio

Esistono molte grandezze definite dalla normativa italiana ed internazionale per esprimere le prestazioniacustiche dei sistemi edilizi la loro conoscenza egrave fondamentale per uno studio dettagliato dei metodi di controllodel rumore e per la comprensione delle norme che trattano tali problemi Una prima distinzione egrave tra le grandezze che descrivono le prestazioni dellrsquoedificio (lrsquoisolamento acusticodegli ambienti) e quelle che si riferiscono al comportamento dei singoli elementi costitutivi del sistema(partizioni verticali e orizzontali serramenti ecc) Tutte le grandezze relative al fonoisolamento aereo valutano una differenza di livelli sonori tra un ambientedisturbante e uno disturbato lo stesso potere fonoisolante R precedentemente definito come

tWiW

10logR = dB (161)

in presenza di due locali con campi sonori sufficientemente diffusi e in assenza di trasmissione per vie diverse daquella diretta risulta

dB AS10logL-LR S

21 += (162)

doveL1 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente emittente in dBL2 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente ricevente in dBSS area dellrsquoelemento di separazione in m2A area di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2

Il termine 10log(SSA) garantisce la normalizzazione della misura rispetto allrsquoassorbimento acustico del localedisturbato in altri casi si adotta una normalizzazione rispetto al tempo di riverberazione in questo modo si rendeil risultato indipendente dalle particolaritagrave dellrsquoambiente in questione Analogo egrave il caso dellrsquoisolamento acustico normalizzato rispetto lrsquoassorbimento equivalente Dn

dB AA10logL-LD

021n minus= (163)

dove A0 egrave unrsquoarea di assorbimento equivalente di riferimento e il termine 10log(AA0) garantisce lanormalizzazione della misura

Tab 161 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaR Potere fonoisolante ISO 140-3 4Dnc Isolamento acustico normalizzato del controsoffitto ISO 140-9 3Dne Isolamento acustico normalizzato di un piccolo elemento ISO 140-10 1Dns Isolamento acustico normalizzato per trasmissione aerea

indiretta attraverso un sistema SNon disponibile

Fondamenti di acustica

125

Tab 162 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaRrsquo Potere fonoisolante apparente ISO 140-4 5Rrsquo45deg Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 3Rrsquotrs Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 4Dn Isolamento acustico normalizzato rispetto allrsquoassorbimento

equivalenteISO 140-4 3

DnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-4 4

Dls2mnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-5 7

Tutte le grandezze relative al fonoisolamento dei rumori impattivi si riferiscono invece ad una singola misuradi livello sonoro nellrsquoambiente disturbato a cui va aggiunto un termine per la normalizzazione rispettoallrsquoassorbimento acustico oppure rispetto al tempo di riverberazione del locale disturbato Ne egrave un esempio illivello di pressione sonora di calpestio normalizzato

dB AA10logLL

0in += (164)

doveLi egrave il livello di pressione sonora di calpestio nellrsquoambiente ricevente utilizzando un generatore il rumore

di calpestio normalizzato in conformitagrave alla EN ISO 140-7 in dBA egrave lrsquoarea di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2A0 area di assorbimento equivalente di riferimento pari a 10 m2

Tab 163 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico del rumore di calpestio

ISOLAMENTO ACUSTICO DEL RUMORE DI CALPESTIO

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLn Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-6 4

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLrsquon Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-7 2LrsquonT Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato rispetto

al tempo di riverberazioneISO 140-7 3

Per una descrizione particolareggiata di tutte le grandezze qui elencate si vedano i capitoli 3 5 6 e 7

Capitolo 1

126

Bibliografia

[10] Spagnolo Renato Manuale di acustica applicata Torino UTET 2002[11] Sacchi Alfredo Caglieris Giovanni Fisica Tecnica Torino UTET 1996[12] Barducci Italo Acustica applicata Milano Masson 1993[13] Resnick R Halliday D Krane K S Fisica Milano Ambrosiana 1967[14] Toni M Interventi materiali e strumenti per lrsquoisolamento acustico degli edifici Rimini Maggioli 1997[15] Elia G Geppetti G Progettazione acustica di edifici civili e industriali Roma NIS 1994[16] Harris C M Noise control in buildings New York McGraw Hill 1997[17] Brosio E Protezione dai rumori di calpestio prestazioni dei pavimenti e problemi di valutazione in

Rivista Italiana di Acustica Vol IV n11980[18] Semprini G La realizzazione e le prestazioni dei pavimenti galleggianti

in Rivista Italiana di Acustica Vol 28 n3-42004[19] UNI EN ISO 717-1 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento acustico per via aerea[110] UNI EN ISO 717-2 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento del rumore di calpestio[111] UNI EN ISO 140 1999 Misurazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

Fondamenti di acustica

15

Quando unrsquoonda acustica di intensitagrave I investe la superficie di una parete o di un altro oggetto una parte di essaviene riflessa una parte assorbita e unrsquoultima quota viene invece trasmessa

I=Ia+It+Ir (1111)

Viene indicato come fattore di riflessione r il rapporto

I

r rI= (1112)

mentre il fattore di assorbimento apparente a egrave il rapporto

I

IIa ta += (1113)

Inoltre si ha che a + r = 1Allrsquointerno di un locale delimitato da superfici almeno parzialmente riflettenti il livello di pressione sonora egraveespresso dalla relazione

R4

d4Qlog10LL

2wp

+

π+= dB (1114)

doveQ egrave il fattore di direzionalitagrave della sorgente sonora ovvero il rapporto tra lrsquointensitagrave sonora misurata ad

una certa distanza e in una certa direzione e il valore che essa avrebbe a paritagrave di distanza e potenzadella sorgente se questa si comportasse come una perfetta sorgente sferica quindi omnidirezionale

R egrave la costante dellrsquoambiente in m2 definita dalla relazione

m

mia1aS

Rminus

=sum

in cuiam egrave il fattore di assorbimento medio delle supefici che delimitano lrsquoambienteSi egrave la superficie i-esima

Come si vede lrsquoargomento del logaritmo egrave costituito da due termini il primo egrave responsabile del contributofornito dalla radiazione diretta (campo libero) mentre il secondo si riferisce al contributo delle onde riflesse(campo riverberato) In prossimitagrave della sorgente prevale il primo termine che diventa sempre piugrave trascurbileman mano che ci si allontana Se la sorgente sonora cessa lrsquoemissione viene a mancare dapprima il contributo diretto e poi progressivamentela quota riflessa generando una caratteritica coda sonora che viene valutata tramite una grandezza chiamatatempo convenzionale di riverberazione e indicata come T60 Si tratta dellrsquointervallo di tempo in secondinecessario affinchegrave lrsquointensitagrave sonora allrsquointerno dellrsquoambiente si riduca di un milione di volte rispettoallrsquointenitagrave iniziale il che corrisponde ad una riduzione del livello di intensitagrave (o di pressione sonora) di 60 dB La nota formula di Sabine fornisce una relazione tra il tempo di riverberazione il volume dellrsquoambiente elrsquoassorbimento interno di questo

sum sum+=

iii60 ASa

V160T s (1115)

dove Ai egrave lrsquoassorbimento di altre superfici eventualmente presenti nellrsquoambiente (persone arredi ecc) in m2

Capitolo 1

16

La percezione umana

Lo studio dellrsquoacustica non si rivogle solamente agli aspetti fisici del problema ma si occupa anche di come ifenomeni sonori vengono percepiti dallrsquouomo e degli effetti psicofisiologici che producono su di essoTralasceremo nella presente trattazione di addentrarci nellrsquoannosa questione della distinzione tra suono e rumoree utilizzeremo indifferentmente lrsquouno o lrsquoaltro termine per indicare un generico segnale acustico qualunquesiano gli effetti che esso produce sullrsquoascoltatore Il comportamento dellrsquoorecchio umano in presenza di un suono puro egrave tale che la sensazione sonora non egravesolamente conseguenza dei valori di intensitagrave e di pressione sonora ma egrave contemporaneamente legata allafrequenza del suono per cui due suoni che producano la stessa variazione di pressione possono provocare unadiversa sensazione uditiva se caratterizzati da frequenze diverse Il comportamento differenziato dellrsquoorecchioumano egrave descritto dallrsquoaudiogramma che traccia in funzione delle frequenze udibili una serie di curve di ugualesensazione dette appunto isofoniche relative alla percezione di suoni puri La massima sensazione uditiva si haper suoni con una frequenza di circa 4000 Hz che risultano quindi piugrave fastidiosi Ersquo stata introdotta una scalache permette di stabilire lrsquouguale sensazione uditiva alle diverse frequenze si tratta della scala di sensazioneuditiva ed egrave misurata in P phon Il livello di sensazione uditiva di un suono (in phon) egrave numericamente uguale allivello di pressione sonora (in dB) di un suono puro alla frequenza di 1000 Hz La scala dei phon non egrave tuttavia rappresentativa del modo in cui viene percepito un rumore cioegrave un segnaleavente un livello di 100 phon non viene percepito come doppio rispetto a uno con un livello di 50 phon Persopperire a questo limite si egrave ricorso ad un nuovo parametro detto S sensazione sonora la cui intensitagrave espressain son egrave data dalla seguente espressione

1040P

2Sminus

= son (1116)

Per definizione 1 son egrave la sensazione prodotta da un suono puro di frequenza 1000 Hz e Lp = 40 dB

Fig 112Coda sonora in un ambiente riverberante

Fondamenti di acustica

17

Lo studio delle curve isofoniche ha suggerito di inserire negli strumenti di misura del rumore dei filtri chepermettono di simulare il comportamento dellrsquoorecchio umano attenuando il segnale di pressione di una sondamicrofonica nella stessa proporzione con cui attenua lrsquoorecchio Le curve che rappresentano le correzioniapportate dai filtri in funzione della frequenza sono dette curve di ponderazione quelle solitamente utilizzatesono quattro

- curva A traduce il comportamento dellrsquoorecchio a bassi livelli sonori (0-55 dB)- curva B per livelli sonori medi (55-85 dB)- curva C per livelli sonori oltre gli 85 dB- curva D per la valutazione del disturbo con livelli molto elevati come quelli prodotti dai reattori degli aerei

I risultati vengono espressi rispettivamente in dB(A) dB(B) dB(C) dB(D) nella pratica viene quasi semprefatto riferiemnto ai dB(A)

Fig 113Audiogramma normale curveisofoniche a norma ISO 226

Fig 114Curve di ponderazione in frequenzanormalizzate

Capitolo 1

18

Sia nel caso di misure ponderate o meno si tratta sempre di livelli globali e non si puograve quindi valutare lanatura del rumore a partire da questi soli risultati Unrsquoanalisi piugrave accurata puograve essere svolta suddividendo ilcampo delle frequenze in bande piugrave o meno larghe ed esaminando i livelli di pressione sonora in ognuna diqueste si compie in questo modo unrsquoanalisi in frequenza Le suddivisioni piugrave utilizzate sono quelle in bande diottava e di un terzo di ottava

Tab 111 ndash Caratteristiche delle bande di frequenza

Bande di ottava Bande di terzo di ottava

fff 21c sdot=

111

2 f2f 2f sdot==

fff 21c sdot=

13

2 f 2f =

Dovefc egrave la frequenza centrale di banda f1 e f2 sono le due frequenze che la delimitano

Analisi di rumori variabili nel tempo

Un rumore puograve essere caratterizzato da una diversa variabilitagrave nel tempo per questo motivo egrave stata introdottauna classificazione convenzionale che prende in esame i casi piugrave tipici

- rumore stazionario rumore che presenta piccole fluttuazioni di livello durante il periodo di osservazione- rumore fluttuante rumore il cui livello cambia continuamente con fluttuazioni apprezzabili durante il

periodo di osservazione- rumore intermittente rumore il cui livello cade bruscamente al valore di fondo durante il periodo di

osservazione e avente un tempo durante il quale il livello rimane ad un valore costante diverso da quellodellrsquoambiente superiore a circa 1 secondo

- rumore impulsivo rumore caratterizzato da una o piugrave variazioni rapide di energia sonora ognuna di duratainferiore a 1 secondo quando lrsquointervallo fra impulsi di ampiezza comparabile egrave inferiore a 02 secondi ilrumore egrave detto impulsivo quasi stazionario

Il livello sonoro equivalente egrave la grandezza che permette di descrivere un rumore variabile nel tempo esso egravedefinito come il valore del livello di pressione sonora di un rumore continuo che in un certo periodo di tempoha lo stesso valore efficace di pressione del rumore avente livello variabile nel tempo Il livello sonoroequivalente fa riferimento alla scala di ponderazione A in caso contrario si parla semplicemente di livelloequivalente

dB(A) dt p

(t)pT1 log10L

T

0 02A

2

Aeq

= int (1117)

che nel caso discreto come accade utilizzando uno strumento digitale diviene

dB(A) pp

N1 log10L

N

1 02

iA2

Aeq

= sum (1118)

La misurazione di una tale grandezza avviene generalmente utilizzando un fonometro integratore e non presentaparticolari difficoltagrave occorre tuttavia prestare attenzione alla scelta della variabile T ovvero il tempo diintegrazione una scelta errata del tempo T puograve portare ad errori di valutzione anche notevoli

Fondamenti di acustica

19

Se il rumore anzicheacute essere descritto attraverso un livello sonoro variabile con continuitagrave egrave rappresentato dauna serie di livelli sonori associati ad intervalli di tempo in cui egrave suddiviso lrsquointero periodo di osservazione T illivello sonoro equivalente totale puograve essere calcolato come segue

dB(A) 10 Tt log10L

n

1

10AeqiL

iAeqTot

= sum (1119)

Se di un rumore fluttuante egrave dato solo il livello sonoro equivalente si perdono le informazioni relative allrsquoentitagravedelle fluttuazioni Si puograve ovviare a questo limite ricorrendo allrsquoanalisi statistica del rumore che permette dideterminare quale livello sonoro LN egrave stato superato per una certa percentuale (N) del tempo di misura adesempio il valore L90 indica che il livello sonoro egrave stato superiore a tale valore per il 90 del tempo di misuraNello studio dei rumori si ricorre inoltre alle seguenti definizioni

- rumore ambientale egrave il livello sonoro equivalente generato da tutte le sorgenti presenti in un luogo per undeterminato periodo

- rumore specifico egrave il livello sonoro equivalente attribuibile ad una determinata sorgente- rumore residuo egrave il livello sonoro equivalente in assenza di specifiche sorgenti di rumore- rumore di fondo egrave il livello sonoro superato per il 95 del tempo (L95)

Lo strumento dedicato alla rivelazione della pressione sonora egrave il fonometro o misurtore di livello sonoroEsso consiste in un microfono circuiti amplificatori e attenuatori filtri di ponderazione e di analisi spettraleoltre che di un dispositivo di visualizzazione I fonometri possono essere di classe 0 1 2 3 a seconda della loroprecisione e i loro requisiti sono definti da apposite norme internazionali Il funzionamento di un fonometro egrave il seguente il microfono rappresenta il trasduttore pressione-tensioneelettrica ed egrave generalmente del tipo a condensatore con polarizzazione esterna o con prepolarizzazione latensione del microfono viene amplificata attenuata e quindi il segnale viene filtrato per permettere laponderazione in frequenza secondo una delle curve convenzionali precedentemente descritte (la ponderazione Aegrave obbligatoria su tutti i fonometri le altre sono opzionali) Segue lrsquoestrazione del valore efficace (RMS)dapprima il segnale viene rettificato poi se ne estrae la radice quadrata quindi viene ricavato il valore mediomediante un circuito integratore da non confondersi con i circuiti integratori che compiono lrsquointegrazione e lamedia nei fonometri integratori il tutto secondo la seguente definizione matematica

τd)τ(pT1 (t)p

t

Tt

2eff int

minus= (1120)

Piugrave lungo egrave il periodo di integrazione T piugrave piccole saranno le fluttuazioni del valore efficace istantaneo inmodo da ottenere unrsquoindicazione di livello piugrave facilmente valutabile Le costanti di tempo sono normalizzate

- costante di tempo slow (lenta) egrave pari a 1 s- costante di tempo fast (veloce) egrave pari a 125 ms- costante di tempo impulse (impulsiva) caratterizzata da una rapida risposta in salita pari a 35 ms e da una

lenta discesa (29 dBs) per permettere una piugrave agevole lettura sui vecchi strumenti con indicatore ad ago

Nei fonometri integratori egrave infine possibile ricavare il livello sonoro equivalente Leq tramite unrsquointegrazioneanalogica o con una sommatoria il tempo su cui si vuole effettuare la misura puograve essere preimpostato

Capitolo 1

110

12 Acustica dei sistemi edilizi

Il rumore egrave una potenziale causa di disturbo e di danno in molteplici situazioni ma egrave forse allrsquointerno degliedifici che questo problema si manifesta nel modo piugrave evidente suscitando vivaci reazioni Un disagio acusticoaffligge la maggior parte dei manufatti edili sia quelli adibiti ad abitazione che quelli destinati alle piugrave svariateattivitagrave pensiamo ad esempio alle scuole o agli ospedali Le cause sono molteplici da quelle esterne come iltraffico veicolare le attivitagrave industriali e commerciali a quelle interne allrsquoedificio stesso come i comportamentidei vicini o il funzionamento degli impianti tecnici Non sempre egrave possibile intervenire sulla fonte del disturboper ridurlo allrsquoorigine come sarebbe auspicabile unrsquoefficace alternativa egrave la realizzazione di fabbricati in gradodi proteggere gli occupanti da qualsiasi genere di rumore indesiderato indipendentemente dalla sua provenienza

Per ottenere i migliori riultati egrave necessario che il problema venga affrontato fin dalla fase di progettazionevalutando le soluzioni costruttive piugrave efficaci e il comportamento sotto il profilo acustico di ogni singolocomponente purtroppo questa pratica egrave oggi ampiamente disattesa se non totalmente ignorata La conoscenzadei meccanismi di trasmissione del rumore e dei principi del fonoisolamento permette non solo di realizzareambienti piugrave confortevoli ma anche di prevedere con un certo grado di approssimazione quale saragrave ilcomportamento acustico dellrsquoedificio e quindi di perseguire gli standard prestazionali richiesti dallrsquoutenza oimposti dalle norme legislative ottimizzando le scelte progettuali

Trasmissione del rumore

Il rumore proveniente dallrsquoesterno o dallrsquointerno stesso dellrsquoedificio si propaga attraverso i suoi localiseguendo differenti percorsi egrave pertanto utile classificare i piugrave comuni metodi di trasmissione sonora

- Trasmissione per via aerea in questo tipo di trasmissione il rumore egrave generato direttamente sotto forma dionde sonore che si propagano nellrsquoaria e possono giungere allrsquoascoltatore attraverso qualsiasi percorso aereodiretto come una finestra aperta un corridoio o un condotto di ventilazione che mette in comunicazione dueambienti in alternativa le onde sonore possono investire una parete o un altro elemento di separazione tradue ambienti tale elemento messo in vibrazione dalla sollecitazione sonora si comporta a sua volta comeuna nuova sorgente capace di irradiare verso lrsquoaltro lato della partizione Entrambi i meccanismi sonoillustrati in Fig 12

- Trasmissione per via strutturale si verifica quando una quota di energia meccanica viene impartitadirettamente ad una struttura dellrsquoedificio dove per struttura si intende indifferentemente un elemento

Fig 121 Il rumore puograve provenire da molti tipidi sorgenti e propagarsi attraversovari percorsi di trasmissione

Fondamenti di acustica

portante un tamponamento o qualsiasi altro corpo solidamente connesso con lrsquoedificio La sollecitazionepuograve avvenire in diversi modi si tratta generalmente di un urto di vibrazioni o piugrave frequentemente delcalpestio su un pavimento La sollecitazione meccanica che investe la struttura si propaga allrsquointernodellrsquoedificio fino a raggiungere una partizione o una superficie di altro genere che messa cosigrave in vibrazionefinisce per irradiare rumore aereo

Fig 122

ndash Trasmissione del rumore per via strutturale diversi tipi di sorgenti e possibili percorsi di trasmissione [16]

111

Capitolo 1

112

13 Il fonoisolamento dei rumori aerei

Quando lrsquoonda sonora incontra un ostacolo parte dellrsquoenergia viene riflessa dalla sua superficie unrsquoaltra parteviene assorbita dal materiale quindi trasformata in calore o energia meccanica e puograve propagarsi per via lateralementre la quota restante viene trasmessa al di lagrave dellrsquoostacolo Lrsquoisolamento offerto dal materiale dipende dallasua capacitagrave di impedire che lrsquoenergia sonora lo attraversi e si propaghi oltre di esso Bisogna distinguere tra isolamento acustico che egrave la facoltagrave di attenuare la propagazione sonora tra dueambienti indipendentemente dai percorsi che questa puograve seguire e potere fonoisolante che descrive invece lequalitagrave intrinseche di un elemento del sistema edilizio (partizioni serramenti ecc) in rapporto alla suatrasparenza acustica

Fig 131 ndash Percorsi di trasmissione

Detto τ il fattore di trasmissione che esprime il rapporto tra energia sonora trasmessa ed energia sonoraincidente

iWtW

=τ (131)

Il potere fonoisolante R egrave dato da

tWiW

10log1log10R =τ

= dB (132)

Il comportamento di un elemento edilizio nei confronti di questa grandezza egrave complesso e dipendeprincipalmente dallrsquoimpedenza ossia dalla capacitagrave di due mezzi di propagazione contigui (il materialedellrsquoelemento e lrsquoaria) di accoppiarsi Si egrave soliti distinguere tra elementi omogenei monolitici e compositi nelprimo caso egrave possibile attuare un calcolo previsionale abbastanza attendibile mentre nel secondo si devericorrere a delle semplificazioni anche notevoli rientrano in questa categoria anche gli elementi realizzati constrati multipli accoppiati

Fondamenti di acustica

113

Comportamento di elementi omogenei monolitici

In prima approssimazione il potere fonoisolante di questi elementi dipende dalla loro massa dalla frequenza edallrsquoangolo di incidenza dellrsquoonda sonora Il comportamento egrave in linea generale espresso dalla legge di massaanche se come si vedragrave esistono dei precisi limiti al suo campo di applicazione

cosc

fm1log10R2

00

θ

ρπ

+= dB (133)

dovef egrave la frequenza in Hzm egrave la massa in kgm2ρ0 egrave la densitagrave dellrsquoaria in kgm3c0 egrave la velocitagrave di propagazione del suono nellrsquoaria in msθ egrave lrsquoangolo di di incidenza

Un elemento divisorio di dimensioni finite come un pannello o una parete egrave inoltre soggetto ai sequenti fenomeni

- risonanza- effetto di coincidenza- smorzamento o perdita

A seconda della geometria dellrsquoelemento del modo in cui egrave vincolato e delle caretteristiche del materiale egravepossibile definire tramite opportune equazioni le sue frequenze naturali fn la sua piugrave bassa frequenza naturale egravedefinita come frequenza fondamentale f1 ed egrave quella per cui si verifica la maggior ampiezza di oscillazione Latrasmissione acustica attraverso un pannello monostrato omogeneo si divide in due distinte tipologie latrasmissione non risonante che si ha quando lrsquoenergia sonora incidente pone in moto forzato la struttura senzaeccitarne i modi propri (in questo caso il comportamento egrave dominato dalla massa) e la trasmisione risonante incui sono eccitati i modi propri (il comportamento egrave controllato dallo smorzamento e dallrsquoefficienza diradiazione) Lrsquoeffetto di coincidenza si verifica quando su un pannello investito da unrsquoonda sonora la proiezione dellalunghezza drsquoonda del suono λ incidente secondo lrsquoangolo θ egrave uguale alla lunghezza drsquoonda flessionale λtr neltramezzo

θλ

=λsentr (134)

Fig 132Effetto di coincidenza

Capitolo 1

114

In questo caso si ha la ricostruzione dellrsquoonda sollecitante nellrsquoambiente disturbato con una conseguenteperdita di potere fonoisolante rispetto alla legge di massa La piugrave bassa frequenza per cui si verifica il fenomenodella coincidenza si ha per un angolo di incidenza θ=90deg ossia per incidenza radente del suono e si chiamafrequenza critica fc Essa egrave funzione delle caratteristiche del materiale del divisorio e del suo spessore

Hz Eρ

t18c

tc 18cf

20

L

20

c == (135)

dovecL velocitagrave dellrsquoonda longitudinale nel mezzo del divisorio in mst spessore del divisorio in mE Modulo di elasticitagrave longitudinale del divisorio in Nm2ρ massa volumica del divisorio in kgm3

Oltre la frequenza critica diventa determinante il fattore di smorzamento totale η spesso indicato anche comefattore di perdita (loss factor) si tratta di un numero puro che egrave la somma del fattore di perdita interno propriodel materiale e di quello dovuto agli effetti della costruzione (condizioni al perimetro e di vincolo)

n

iJ1jijinttot sum

ne=η+η=η (136)

doveηtot fattore di perdita totale (Total Loss Factor TLF)ηint fattore di perdita interno (Internal Loss Factor ILF)ηij fattore di perdita da accoppiamento (Coupling Loss Factor CLF)

Nel complesso se si esamina lrsquointera gamma delle frequenze si possono individuare varie zone in cui il poterefonoisolante R dipende dai vari fattori sopra descritti

Fig 133 ndash Potere fonoisolante di un divisorio semplice e omogeneo

Fondamenti di acustica

115

Comportamento dei divisori multipli

Molto piugrave complessa egrave la previsione delle prestazioni dei divisori multipli oltre ai problemi connessi ad ognisingolo componente vi sono quelli dovuti alla loro interazione Alcuni casi come i pannelli doppi sono statiampiamente studiati e non solo si conosce il loro comportamento dal punto di vista qualitativo ma sono anchestati sviluppati dei modelli di calcolo previsionale che verranno illutrati piugrave dettagliatamnte nel capitolo 4 Cilimiteremo per il momento a descrivere alcuni tipici fenomeni che sono alla base del loro comportamento

Fig 134 ndash Potere fonoisolante di un divisorio doppio

Come indicato in fig 134 anche per i divisori a doppio starto si possono individuare delle zone in cuiprevalgono la legge di massa o altri fenomeni come la risonanza massa-aria-massa o le risonanze di cavitagrave Larisonanza massa-aria-massa nel caso semplificato di due pannelli uguali di massa m separati da uno strato drsquoariadi larghezza d si verifica per la seguante frequenza

md

cρ2 η2

1f2

00m = Hz (137)

Le risonanze di cavitagrave ad alta frequenza sono dovute ad onde stazionarie nello spazio compreso tra i duepannelli le frequenze fp sono date da

θ 2dcos

cpf 0p = Hz (138)

con la frequanza piugrave bassa per p=1 (primo modo di oscillazione) e θ = 0deg (incidenza normale) quindi

2dcf 0

p1 = Hz (139)

Le risonanze di cavitagrave a bassa frequenza sono invece causate da onde stazionarie bidimensionali legate alledimensioni dei lati (a b) del divisorio Per λ molto maggiore di d si ha

Capitolo 1

116

bq

ap

2cf 2

2

2

20

pq += Hz (1310)

Con la frequenza piugrave bassa per p = q = 1Una delle ipotesi semplificative piugrave comunemente adottate egrave che i due strati siano completamente isolati nei casireali vi sono solitamente degli elementi rigidi di connessione (traverse montanti) che si comportano da pontiacustici riducendo il potere fonoisolante

14 Il fonoisolamento dei rumori impattivi

Con il generico termine i rumori impattivi si egrave soliti intendere un insieme di fenomeni che si possonoverificare allrsquointerno di un edificio per effetto delle seguenti cause

- percussioni dovute a cadute di oggetti urti e calpestio- vibrazioni generate dal funzionamento di macchinari e impianti tecnici piugrave o meno rigidamente collegati con

le strutture dellrsquoedificio- attrito dovuto allo sfregamento di mobili o altri oggetti

Ognuno di questi rumori egrave in grado di propagarsi non solo dalla parte opposta dellrsquoelemento sollecitato maanche in altre parti dellrsquoedificio eventualmente molto lontane dalla sorgente in funzione delle caratteristichestrutturali della costruzione Una delle conseguenze egrave che la trasmissione indiretta attraverso le strutture laterali egravein proporzione maggiore rispetto a quella che si verifica con i rumori aerei Le modalitagrave con cui avviene la trasmissione dei rumori impattivi sono soggette a studi alquanto complessi cheprendono in considerazione il tipo di forza eccitante la forma e la natura del corpo eccitato le sue caratteristicheelastiche e cosigrave via

Fig 141Trasmissione diretta e per vialaterale del rumore di calpestio

Fondamenti di acustica

117

Il calpestio costituisce il rumore drsquourto piugrave verificabile ed avvertito nelle case drsquoabitazione al fine di mettere apunto le tecniche di misura e di studiare il comportamento dei solai agli effetti di questa fonte di disturbo egrave statonormalizzato in sede internazionale un generatore meccanico che assolve alla funzione di eccitare le strutturesecondo modalitagrave ben definite e perfettamente riproducibili Il generatore di calpestio normalizzato egrave costituitoda 5 martelli in linea azionati da un albero a camme collegato con un motore elettrico (vedi par 34) e in linea dimassima si puograve dire riproduca amplificandola la sollecitazione prodotta da una persona che cammininellrsquoambiente disturbante

Il principio della misura consiste nel far funzionare il generatore su un pavimento e nel misurare nellrsquoambientesottostante il livello di pressione sonora prodotto Lrsquoanalisi viene condotta per bande drsquoottava o di terzo di ottavae il livello di rumore viene corretto da una quantitagrave che tiene conto dellrsquoassorbimento o del tempo diriverberazione nellrsquoambiente di ricezione Come nel caso dei rumori aerei biogna distinguere tra le prestazioni dellrsquoedificio ossia lrsquoisolamento acusticoche egrave la facoltagrave di attenuare la propagazione sonora tra due ambienti indipendentemente dai percorsi che questapuograve seguire e le prestazioni dellrsquoelemento divisorio che in questo caso non sono piugrave espresse in termini dipotere fonoisolante R ma di livello di pressione sonora di calpestio normalizzato Ln lrsquoisolamento offerto egraveinversamente proporzionale al suo valore Il modello fisico adottato per lo studio del problema fa riferimento ad una piastra eccitata da forze impulsiveperiodiche si suppone inoltre che la durata di ogni singola forza impulsiva sia breve in rapporto al periodo dellapiugrave alta frequenza considerata Sulla base di questi presupposti si puograve prevedere lrsquoLn irradiato da una piastranellrsquoambiente sottostante per calcoli eseguiti in bande di ottava risulta

dB ηhcρA51p

σcρ410logL 3L

2p0

20

20

20

10n = (141)

Per calcoli eseguiti in bande di un terzo di ottava

dB 5- ηhcρA51p

σcρ410logL 3L

2p0

20

20

20

10n = (142)

doveρ0 massa volumica dellrsquoariac0 velocitagrave del suono nellrsquoaria (=340 ms)σ fattore di radiazione in prima approsimazione egrave assimilabile a 1 qualora sia richiesta una valutazione

piugrave accurata per fgtfc risulta

dB ff1

12 -c

minus=σ

η fattore di perdita totale

Fig 142Macchina generatrice di calpestionormalizzato

Capitolo 1

118

p0 pressione sonora di riferimento pari a 210-5 Nm2A0 area di assorbimento acustico equivalente pari a 10 m2ρp massa volumica del solaio (piastra) in kgm3

cL velocitagrave dellrsquoonda longitudinale nel materiale in msh spessore del solaio

Ne risulta uno spettro quasi costante in funzione della frequenza Una leggera pendenza con valori crescenti alcrescere della frequenza egrave dovuta alla dipendenza di alcuni fattori (σ e η) da f il livello sonoro decresce conlrsquoaumentare di η che egrave legato oltre che alla natura del materiale alle sue condizioni di vincolo il livello egrave tantopiugrave basso quanto piugrave rigido egrave il suo incastro alla struttura portante

15 Linee guida alla progettazione acustica

Al fine di conseguire i migliori risultati in termini di isolamento acustico dellrsquoedificio sia nel caso dei rumoriaerei che per quelli impattivi occorre intervenire su due diversi aspetti del problema

- i percorsi di trasmissione- le prestazioni degli elementi del sistema edilizio

Lrsquoisolamento acustico dei locali di un edificio non dipende esclusivamente dalle prestazioni acustiche offertedallrsquoelemento divisorio poicheacute in realtagrave esistono diversi possibili percorsi di trasmissione del rumore

- Percosi diretti per via aerea come fori o fessure in corrispondenza dellrsquoelemento di separazione ne sono uncaso tipico le fessure lungo il perimetro dei serramenti sia interni che esterni

- Percosi indiretti per via aerea quali condotti di areazione o per il passaggio di impianti corridoiintercapedini di controsoffitti o di pavimenti sopraelevati

- Percorsi diretti per via strutturale egrave il caso di un elemento di separazione tra due ambienti che messo invibrazione da una sollecitazione sonora o meccanica si comporta a sua volta come una nuova sorgentecapace di irradiare verso lrsquoaltro lato della partizione

- Percorsi indiretti per via strutturale in questo caso la struttura sollecitata puograve essere quella divisoria e levibrazioni si trasmettono da questa agli elementi laterali oppure sono sollecitate direttamente le strutturelaterali e le vibrazioni si propagano da queste allrsquoelemento di separzione o ad altri elementi laterali

Fig 151Percorsi di trasmissionevia aerea diretta (τe)via aerea indiretta (τs)via strutturale diretta (τd)via strutturale indiretta (τf)

Fondamenti di acustica

119

Occorre in primo luogo cercare di eliminare qualsiasi percorso diretto per via aerea dal momento che aperturedi dimensioni anche molto limitate possono compromettere pesantemente lrsquoisolamento dellrsquointero sistemaTipico egrave il caso delle fessure che si creano in corrispondenza della battuta tra telaio mobile e telaio fisso neiserramenti per cui egrave utile ricorrere a battute doppie o triple e allrsquouso di guarnizioni di tenuta Problemi analoghisi verificano anche in presenza di cassonetti per cui valgono gli stessi accorgimenti

Anche i percorsi indiretti per via aerea dovrebbero esser evitati se possibile ad esempio facendo sigrave che neilocali dotati di controsoffitti o pavimenti sopraelevati non si creino dei plenum capaci di mettere indirettamentein contatto ambienti diversi Nel caso di condotti di areazione e simili risulta evidentemente impossibilesopprimere gli stessi ma si puograve perograve intervenire rivestendo il loro interno con materiali assorbenti limitando inquesto modo la propagazione dei rumori al loro interno La trasmissione lungo i percorsi indiretti per via strutturale puograve essere limitata inserendo dei giunti didesolidarizzazione realizzati con strati di materiali elastici Ersquo da notare perograve che se da un lato questa soluzioneriduce la trasmissione laterale dallrsquoaltro fa si che le strutture siano vincolate meno rigidamente con unaconseguente riduzione dello smorzamento ne puograve quindi derivare un peggioramento delle prestazioni di pareti esolai (riduzione di R e aumento di Ln) peggioramento in genere abbastanza contenuto se non trascurabile

Resta ora da affrontare il problema della trasmissione del rumore secondo i percorsi diretti e strutturali in altreparole attraverso gli elementi di separazione tra i vari locali dellrsquoedificio o tra questi e lrsquoesterno Gli elementi inquestione sono costituiti a seconda dei casi da partizioni verticali e orizzontali quali pareti solai divisori divaria natura serramenti e coperture da ognuno di questi elementi si dovragrave ottenere la massima prestazionepossibile in termini di potere fonoisolante o livello di pressione sonora di calpestio normalizzato

Fig 152Esempi di soglie di porta inordine di efficacia da sinistraverso destra

Fig 153Desolidarizzazione di una parete interna perinterposizione di uno strato di feltrosullrsquoestradosso del solaio

Capitolo 1

120

Pareti

Per ottenere le migliori prestazioni in termini di potere fonoisolante R dalle pareti tradizionali in lateriziooccorre attenersi alle seguenti regole pratiche

- ricorrere a pareti con la piugrave elevata massa superficiale possibile- adottare la tipologia a cassa vuota ovvero una parete doppia con intercapedine- aumentare il piugrave possibile lo spessore dellrsquointercapedine- inserire nellrsquointercapedine un materiale fonoisolante con un elevato coefficiente di assorbimento acustico- utilizzare intonaci di elevata densitagrave e spessore non solo sulle superfici esterne della parete ma anche su

uno dei lati interni della parete a cassa vuota- sigillare accuratamente i giunti tra i mattoni- utilizzare mattoni di grande formato- non realizzare tracce per impianti direttamente affacciate sui due lati della struttura- ricorrere a stratigrafie asimmetriche nei muri a cassa vuota

Le indicazioni appena citate possono essere di grande utilitagrave ma la tipologia costruttiva in questione non sidimostra particolarmente idonea a conseguire elevati standard prestazionali specie se egrave presente lrsquoesigenza dilimitare costi dimensioni e pesi Molto piugrave performanti si dimostrano in genere le pareti leggere multistrato Mentre le pareti pesanti semplici o doppie consentono di contenere la trasmissione del rumore in virtugrave dellaloro massa quelle leggere multistrato si basano su un diverso principio quello di smorzare la trasmissione dellevibrazioni che si propagano da un elemento allrsquoaltro grazie a collegamenti elastici tra i vari strati Due o piugrave stratidi materiali rigidi tipicamente cartongesso o legno il piugrave possibile disaccoppiati dalle altre strutture sonoseparati da aria o materiali elastici con funzione fonoassorbente (fibra di vetro lana di roccia strati porosi ecc)in modo che le vibrazioni indotte nel primo pannello non si trasmettano direttamente ai successivi per via solidama siano smorzate allrsquointerno dellrsquointercapedine trasformandosi in energia meccanica e calore Nelle condizioniideali tali tipologie costruttive permettono di realizzare un sistema massa-molla-massa di elevate prestazioni egraveperograve necessario che i collegamenti tra le parti non siano rigidi requisito questo che in genere non vienetotalmente rispettato data la presenza allrsquointerno dei pannelli di montanti traverse o elementi di fissaggiopuntuali Benchegrave le pareti multistrato leggere non godano di grande diffusione nel contesto dellrsquoedilizia italianane esistono molte tipologie e sono utilizzate massicciamente e con indubbi vantaggi in molti paesi

Fig 154Una parete pesante in laterizio a confrontocon una leggera a lastre di cartongesso sutelaio metallico

Fondamenti di acustica

121

Esiste un ultimo sistema per incrementare le prestazioni di una parete tradizionale e consiste nellrsquoapplicaresulla superficie di questa una controparete costituita da un pannello rigido ad esempio cartongesso conlrsquointerposizione di un supporto elastico Si determina cosigrave un sistema risonante a doppia parete che puograve produrreun incremento del potere fonoisolante ∆R anche sensibile Condizione fondamentale per lrsquoefficacia del sistema egraveche il collegamento tra le due strutture avvenga con il minor numero possibile di punti rigidi inoltre il materialedel supporto (generalmente lana di vetro) deve essere dotato di una ridotta rigiditagrave dinamica srsquo (espressa inMNm3 egrave il rapporto tra il modulo elastico e lo spessore srsquo=Ed) Ersquo un tipo di intervento particolarmente adattoa migliorare le prestazioni di divisori giagrave esistenti

Solai e pavimenti

Ai solai si chiede un contributo in termini di isolamento acustico sia nei confronti dei rumori aerei che diquelli impattivi Lrsquoisolamento dai rumori aerei non egrave generalmente un problema specie con lrsquoutilizzo di solai inlatero-cemento a blocchi e travetti in virtugrave della loro massa elevata piugrave critico risulta il comportamento neiconfronti del calpestio Il fonoisolamento dei rumori di calpestio puograve essere migliorato aumentando la massa e lospessore del solaio tuttavia lrsquoincremento di prestazioni che se ne ricava risulta modesto I sistemi adottati perridurre il livello Ln di una quota che convenzionalmente viene definita ∆L sono i seguenti

- pavimenti resilienti- controsoffitti- pavimenti galleggianti

I pavimenti resilienti consistono di un rivestimento di finitura applicato al solaio portante e dotato di un certogrado di elasticitagrave si tratta solitamente di rivestiementi tessili (moquettes) pavimenti in gomma e in materialeplastico di varia natura Si ottiene in questo modo un incremento dellrsquoisolamento ∆L crescente al crescere di f apartire da una frequenza di taglio che egrave funzione della rigiditagrave dinamica del materiale utilizzato anche in questocaso egrave necessario utilizzare materiali con bassi valori della rigiditagrave dinamica I controsoffitti applicati sullrsquointradosso del solaio sollecitato lavorano in maniera analoga ad una controparetee hanno lo svantaggio di agire solo sulla componente aerea del rumore senza limitare quella strutturale che sipuograve propagare lungo i percorsi di trasmissione laterali Lrsquoutilizzo di pavimenti resilienti e controsoffitti egrave ingenere fortemente vincolato dalla destinazione drsquouso dei locali e dalle specifiche esigenze degli utenti Lo strumento piugrave efficace per incrementare le prestazioni di un solaio egrave il ricorso al pavimento galleggianteesso consiste di un massetto galleggiante armato di 4-10 cm di spessore appoggiato su uno strato di materialeelastico dotato di ridotta rigiditagrave dinamica Lrsquoincremento di prestazioni ∆L cresce con la frequenza a partire dauna frequenza di taglio Gli accorgimenti da seguire nella sua realizzazione sono riportati qui di seguito

Fig 155Controparete in cartongesso suparete tradizionale in laterizio

Capitolo 1

122

- Mantenere una perfetta desolidarizzazione del massetto galleggiante dalla sottostante soletta evitando laformazione di punti di contatto rigidi egrave necessario garantire la perfetta continuitagrave del materiale resiliente inmodo che al momento del getto del massetto questo non entri in contatto con la soletta di base

- Evitare la formazione di ponti acustici tra il massetto con relativo rivestimento di finitura e le struttureverticali quali pareti pilastri soglie di porta e tubi attraversanti il solaio per far ciograve egrave necessario risvoltare ilmateriale resiliente lungo gli elementi verticali e rifilarlo al livello della pavimentazione finita invece chedel massetto anche il contatto tra il battiscopa e la superficie del pavimento deve essere evitatointerponendo una lama drsquoaria o una stricia di materiale elastico

- Utilizzare per lo strato elastico di desolidarizzazione un materiale resiliente con bassa rigiditagrave dinamica ingrado di mantenere tale valore anche sotto lrsquoazione prolungata del carico permanente costituito dal massettogalleggiante i materiali solitamente utilizzati sono feltri di fibre minerali polimeri e materiali compositi

- Pulire il piano di posa del materiale resiliente per evitare che questo si danneggi e che possa subireschiacciamenti localizzati con conseguente incremento della rigiditagrave dunamica

- Realizzare un massetto galleggiante armato di densitagrave e massa elevati compatibilmente con lrsquoaumento dispessore che ciograve comporta

- Interrompere il pavimento galleggiante al di sotto dei tramezzi- Inserire giunti di dilatazione nel massetto-pavimento se questo egrave di dimensioni elevate (oltre i 40 m2 e per

lati superiori a 8 m) nel caso siano presenti giunti sulla soletta di base far coincidere i giunti del massettocon questi

- Non annegare le tubazioni degli impianti nel massetto galleggiante ma sotto lo strato isolante

Lrsquoefficacia di un pavimento galleggiante dipende in gran parte dalla qualitagrave dellrsquoesecuzione e dal rispettoscrupoloso delle indicazioni sopra elencate diventa pertanto fondamentale lrsquoimpiego di maestranze qualificateper lrsquoesecuzione dellrsquoopera

Fig 156 ndash Pavimento galleggiante

Fondamenti di acustica

123

Serramenti

I serramenti costituiscono spesso il punto debole del sistema di controllo dei rumori aerei specie nel caso incui siano dotati di ampie superfici vetrate La frequenza critica delle lastre di vetro viene a trovarsi allrsquointernodella gamma di frequenze considerata in posizione spesso centrale ne segue una caduta di R per effetto dicoincidenza adottando vetri-camera vi egrave inoltre un fenomeno di risonanza con riduzione di isolamento intornoalla frequenza di risonanza massa-aria-massa La scelta dei vetri deve essere fatta in modo oculato privilegiandoelementi di massa elevata e stratificati ma per prestazioni migliori egrave necessario ricorrere ai doppi telai o afinestre fisse e sigillate

La prestazione del serramento dipende oltre che dallrsquoelemento trsparente dal tipo di telaio e dallapermeabilitagrave allrsquoaria Se la massa del telaio non egrave inferiore al 70 di quella della vetrata e se la sua superficienon egrave superiore al 25 di quella complessiva del serramento si puograve assimilarlo alla vetrata nella stima del poterefonoisolante altrimenti dovragrave essere valutato indipendentemente Per ottenere dal telaio il miglior isolamento sipuograve far riferimento alle stesse indicazioni date per la realizzazione di pannelli e pareti Va inoltre garantita latenuta dellrsquoaria applicando guarnizioni tra vetro e telaio mobile e tra questo e lrsquoinfisso in modo da eliminarepercorsi di trasmissione diretti per via aerea (vedi fig 152) Altro punto critico egrave la presenza di un cassonetto che generalmente comporta la presenza di passaggi direttidrsquoaria e fessure oltre che per lo scarso potere fonoisolante dei pannelli che lo compongono si puograve intervenireadottando un cassonetto silenziato il silenziamento consiste nel rivestire il vano interno con materialefonoassorbente e nellrsquoincrementare massa e isolamento dei pannelli

Fig 158Cassonetto silenziato

Fig 157Tipi di vetrate in ordine diefficacia crescentea) vetro monoliticob) vetro-camerac) vetro stratificatod) vetro-camera con una lastra

stratificatae) vetro-camera con due lastre

stratificate

Capitolo 1

124

16 Principali grandezze descrittive delle prestazioni degli edificie degli elementi di edificio

Esistono molte grandezze definite dalla normativa italiana ed internazionale per esprimere le prestazioniacustiche dei sistemi edilizi la loro conoscenza egrave fondamentale per uno studio dettagliato dei metodi di controllodel rumore e per la comprensione delle norme che trattano tali problemi Una prima distinzione egrave tra le grandezze che descrivono le prestazioni dellrsquoedificio (lrsquoisolamento acusticodegli ambienti) e quelle che si riferiscono al comportamento dei singoli elementi costitutivi del sistema(partizioni verticali e orizzontali serramenti ecc) Tutte le grandezze relative al fonoisolamento aereo valutano una differenza di livelli sonori tra un ambientedisturbante e uno disturbato lo stesso potere fonoisolante R precedentemente definito come

tWiW

10logR = dB (161)

in presenza di due locali con campi sonori sufficientemente diffusi e in assenza di trasmissione per vie diverse daquella diretta risulta

dB AS10logL-LR S

21 += (162)

doveL1 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente emittente in dBL2 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente ricevente in dBSS area dellrsquoelemento di separazione in m2A area di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2

Il termine 10log(SSA) garantisce la normalizzazione della misura rispetto allrsquoassorbimento acustico del localedisturbato in altri casi si adotta una normalizzazione rispetto al tempo di riverberazione in questo modo si rendeil risultato indipendente dalle particolaritagrave dellrsquoambiente in questione Analogo egrave il caso dellrsquoisolamento acustico normalizzato rispetto lrsquoassorbimento equivalente Dn

dB AA10logL-LD

021n minus= (163)

dove A0 egrave unrsquoarea di assorbimento equivalente di riferimento e il termine 10log(AA0) garantisce lanormalizzazione della misura

Tab 161 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaR Potere fonoisolante ISO 140-3 4Dnc Isolamento acustico normalizzato del controsoffitto ISO 140-9 3Dne Isolamento acustico normalizzato di un piccolo elemento ISO 140-10 1Dns Isolamento acustico normalizzato per trasmissione aerea

indiretta attraverso un sistema SNon disponibile

Fondamenti di acustica

125

Tab 162 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaRrsquo Potere fonoisolante apparente ISO 140-4 5Rrsquo45deg Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 3Rrsquotrs Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 4Dn Isolamento acustico normalizzato rispetto allrsquoassorbimento

equivalenteISO 140-4 3

DnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-4 4

Dls2mnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-5 7

Tutte le grandezze relative al fonoisolamento dei rumori impattivi si riferiscono invece ad una singola misuradi livello sonoro nellrsquoambiente disturbato a cui va aggiunto un termine per la normalizzazione rispettoallrsquoassorbimento acustico oppure rispetto al tempo di riverberazione del locale disturbato Ne egrave un esempio illivello di pressione sonora di calpestio normalizzato

dB AA10logLL

0in += (164)

doveLi egrave il livello di pressione sonora di calpestio nellrsquoambiente ricevente utilizzando un generatore il rumore

di calpestio normalizzato in conformitagrave alla EN ISO 140-7 in dBA egrave lrsquoarea di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2A0 area di assorbimento equivalente di riferimento pari a 10 m2

Tab 163 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico del rumore di calpestio

ISOLAMENTO ACUSTICO DEL RUMORE DI CALPESTIO

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLn Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-6 4

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLrsquon Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-7 2LrsquonT Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato rispetto

al tempo di riverberazioneISO 140-7 3

Per una descrizione particolareggiata di tutte le grandezze qui elencate si vedano i capitoli 3 5 6 e 7

Capitolo 1

126

Bibliografia

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in Rivista Italiana di Acustica Vol 28 n3-42004[19] UNI EN ISO 717-1 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

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isolamento del rumore di calpestio[111] UNI EN ISO 140 1999 Misurazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

Capitolo 1

16

La percezione umana

Lo studio dellrsquoacustica non si rivogle solamente agli aspetti fisici del problema ma si occupa anche di come ifenomeni sonori vengono percepiti dallrsquouomo e degli effetti psicofisiologici che producono su di essoTralasceremo nella presente trattazione di addentrarci nellrsquoannosa questione della distinzione tra suono e rumoree utilizzeremo indifferentmente lrsquouno o lrsquoaltro termine per indicare un generico segnale acustico qualunquesiano gli effetti che esso produce sullrsquoascoltatore Il comportamento dellrsquoorecchio umano in presenza di un suono puro egrave tale che la sensazione sonora non egravesolamente conseguenza dei valori di intensitagrave e di pressione sonora ma egrave contemporaneamente legata allafrequenza del suono per cui due suoni che producano la stessa variazione di pressione possono provocare unadiversa sensazione uditiva se caratterizzati da frequenze diverse Il comportamento differenziato dellrsquoorecchioumano egrave descritto dallrsquoaudiogramma che traccia in funzione delle frequenze udibili una serie di curve di ugualesensazione dette appunto isofoniche relative alla percezione di suoni puri La massima sensazione uditiva si haper suoni con una frequenza di circa 4000 Hz che risultano quindi piugrave fastidiosi Ersquo stata introdotta una scalache permette di stabilire lrsquouguale sensazione uditiva alle diverse frequenze si tratta della scala di sensazioneuditiva ed egrave misurata in P phon Il livello di sensazione uditiva di un suono (in phon) egrave numericamente uguale allivello di pressione sonora (in dB) di un suono puro alla frequenza di 1000 Hz La scala dei phon non egrave tuttavia rappresentativa del modo in cui viene percepito un rumore cioegrave un segnaleavente un livello di 100 phon non viene percepito come doppio rispetto a uno con un livello di 50 phon Persopperire a questo limite si egrave ricorso ad un nuovo parametro detto S sensazione sonora la cui intensitagrave espressain son egrave data dalla seguente espressione

1040P

2Sminus

= son (1116)

Per definizione 1 son egrave la sensazione prodotta da un suono puro di frequenza 1000 Hz e Lp = 40 dB

Fig 112Coda sonora in un ambiente riverberante

Fondamenti di acustica

17

Lo studio delle curve isofoniche ha suggerito di inserire negli strumenti di misura del rumore dei filtri chepermettono di simulare il comportamento dellrsquoorecchio umano attenuando il segnale di pressione di una sondamicrofonica nella stessa proporzione con cui attenua lrsquoorecchio Le curve che rappresentano le correzioniapportate dai filtri in funzione della frequenza sono dette curve di ponderazione quelle solitamente utilizzatesono quattro

- curva A traduce il comportamento dellrsquoorecchio a bassi livelli sonori (0-55 dB)- curva B per livelli sonori medi (55-85 dB)- curva C per livelli sonori oltre gli 85 dB- curva D per la valutazione del disturbo con livelli molto elevati come quelli prodotti dai reattori degli aerei

I risultati vengono espressi rispettivamente in dB(A) dB(B) dB(C) dB(D) nella pratica viene quasi semprefatto riferiemnto ai dB(A)

Fig 113Audiogramma normale curveisofoniche a norma ISO 226

Fig 114Curve di ponderazione in frequenzanormalizzate

Capitolo 1

18

Sia nel caso di misure ponderate o meno si tratta sempre di livelli globali e non si puograve quindi valutare lanatura del rumore a partire da questi soli risultati Unrsquoanalisi piugrave accurata puograve essere svolta suddividendo ilcampo delle frequenze in bande piugrave o meno larghe ed esaminando i livelli di pressione sonora in ognuna diqueste si compie in questo modo unrsquoanalisi in frequenza Le suddivisioni piugrave utilizzate sono quelle in bande diottava e di un terzo di ottava

Tab 111 ndash Caratteristiche delle bande di frequenza

Bande di ottava Bande di terzo di ottava

fff 21c sdot=

111

2 f2f 2f sdot==

fff 21c sdot=

13

2 f 2f =

Dovefc egrave la frequenza centrale di banda f1 e f2 sono le due frequenze che la delimitano

Analisi di rumori variabili nel tempo

Un rumore puograve essere caratterizzato da una diversa variabilitagrave nel tempo per questo motivo egrave stata introdottauna classificazione convenzionale che prende in esame i casi piugrave tipici

- rumore stazionario rumore che presenta piccole fluttuazioni di livello durante il periodo di osservazione- rumore fluttuante rumore il cui livello cambia continuamente con fluttuazioni apprezzabili durante il

periodo di osservazione- rumore intermittente rumore il cui livello cade bruscamente al valore di fondo durante il periodo di

osservazione e avente un tempo durante il quale il livello rimane ad un valore costante diverso da quellodellrsquoambiente superiore a circa 1 secondo

- rumore impulsivo rumore caratterizzato da una o piugrave variazioni rapide di energia sonora ognuna di duratainferiore a 1 secondo quando lrsquointervallo fra impulsi di ampiezza comparabile egrave inferiore a 02 secondi ilrumore egrave detto impulsivo quasi stazionario

Il livello sonoro equivalente egrave la grandezza che permette di descrivere un rumore variabile nel tempo esso egravedefinito come il valore del livello di pressione sonora di un rumore continuo che in un certo periodo di tempoha lo stesso valore efficace di pressione del rumore avente livello variabile nel tempo Il livello sonoroequivalente fa riferimento alla scala di ponderazione A in caso contrario si parla semplicemente di livelloequivalente

dB(A) dt p

(t)pT1 log10L

T

0 02A

2

Aeq

= int (1117)

che nel caso discreto come accade utilizzando uno strumento digitale diviene

dB(A) pp

N1 log10L

N

1 02

iA2

Aeq

= sum (1118)

La misurazione di una tale grandezza avviene generalmente utilizzando un fonometro integratore e non presentaparticolari difficoltagrave occorre tuttavia prestare attenzione alla scelta della variabile T ovvero il tempo diintegrazione una scelta errata del tempo T puograve portare ad errori di valutzione anche notevoli

Fondamenti di acustica

19

Se il rumore anzicheacute essere descritto attraverso un livello sonoro variabile con continuitagrave egrave rappresentato dauna serie di livelli sonori associati ad intervalli di tempo in cui egrave suddiviso lrsquointero periodo di osservazione T illivello sonoro equivalente totale puograve essere calcolato come segue

dB(A) 10 Tt log10L

n

1

10AeqiL

iAeqTot

= sum (1119)

Se di un rumore fluttuante egrave dato solo il livello sonoro equivalente si perdono le informazioni relative allrsquoentitagravedelle fluttuazioni Si puograve ovviare a questo limite ricorrendo allrsquoanalisi statistica del rumore che permette dideterminare quale livello sonoro LN egrave stato superato per una certa percentuale (N) del tempo di misura adesempio il valore L90 indica che il livello sonoro egrave stato superiore a tale valore per il 90 del tempo di misuraNello studio dei rumori si ricorre inoltre alle seguenti definizioni

- rumore ambientale egrave il livello sonoro equivalente generato da tutte le sorgenti presenti in un luogo per undeterminato periodo

- rumore specifico egrave il livello sonoro equivalente attribuibile ad una determinata sorgente- rumore residuo egrave il livello sonoro equivalente in assenza di specifiche sorgenti di rumore- rumore di fondo egrave il livello sonoro superato per il 95 del tempo (L95)

Lo strumento dedicato alla rivelazione della pressione sonora egrave il fonometro o misurtore di livello sonoroEsso consiste in un microfono circuiti amplificatori e attenuatori filtri di ponderazione e di analisi spettraleoltre che di un dispositivo di visualizzazione I fonometri possono essere di classe 0 1 2 3 a seconda della loroprecisione e i loro requisiti sono definti da apposite norme internazionali Il funzionamento di un fonometro egrave il seguente il microfono rappresenta il trasduttore pressione-tensioneelettrica ed egrave generalmente del tipo a condensatore con polarizzazione esterna o con prepolarizzazione latensione del microfono viene amplificata attenuata e quindi il segnale viene filtrato per permettere laponderazione in frequenza secondo una delle curve convenzionali precedentemente descritte (la ponderazione Aegrave obbligatoria su tutti i fonometri le altre sono opzionali) Segue lrsquoestrazione del valore efficace (RMS)dapprima il segnale viene rettificato poi se ne estrae la radice quadrata quindi viene ricavato il valore mediomediante un circuito integratore da non confondersi con i circuiti integratori che compiono lrsquointegrazione e lamedia nei fonometri integratori il tutto secondo la seguente definizione matematica

τd)τ(pT1 (t)p

t

Tt

2eff int

minus= (1120)

Piugrave lungo egrave il periodo di integrazione T piugrave piccole saranno le fluttuazioni del valore efficace istantaneo inmodo da ottenere unrsquoindicazione di livello piugrave facilmente valutabile Le costanti di tempo sono normalizzate

- costante di tempo slow (lenta) egrave pari a 1 s- costante di tempo fast (veloce) egrave pari a 125 ms- costante di tempo impulse (impulsiva) caratterizzata da una rapida risposta in salita pari a 35 ms e da una

lenta discesa (29 dBs) per permettere una piugrave agevole lettura sui vecchi strumenti con indicatore ad ago

Nei fonometri integratori egrave infine possibile ricavare il livello sonoro equivalente Leq tramite unrsquointegrazioneanalogica o con una sommatoria il tempo su cui si vuole effettuare la misura puograve essere preimpostato

Capitolo 1

110

12 Acustica dei sistemi edilizi

Il rumore egrave una potenziale causa di disturbo e di danno in molteplici situazioni ma egrave forse allrsquointerno degliedifici che questo problema si manifesta nel modo piugrave evidente suscitando vivaci reazioni Un disagio acusticoaffligge la maggior parte dei manufatti edili sia quelli adibiti ad abitazione che quelli destinati alle piugrave svariateattivitagrave pensiamo ad esempio alle scuole o agli ospedali Le cause sono molteplici da quelle esterne come iltraffico veicolare le attivitagrave industriali e commerciali a quelle interne allrsquoedificio stesso come i comportamentidei vicini o il funzionamento degli impianti tecnici Non sempre egrave possibile intervenire sulla fonte del disturboper ridurlo allrsquoorigine come sarebbe auspicabile unrsquoefficace alternativa egrave la realizzazione di fabbricati in gradodi proteggere gli occupanti da qualsiasi genere di rumore indesiderato indipendentemente dalla sua provenienza

Per ottenere i migliori riultati egrave necessario che il problema venga affrontato fin dalla fase di progettazionevalutando le soluzioni costruttive piugrave efficaci e il comportamento sotto il profilo acustico di ogni singolocomponente purtroppo questa pratica egrave oggi ampiamente disattesa se non totalmente ignorata La conoscenzadei meccanismi di trasmissione del rumore e dei principi del fonoisolamento permette non solo di realizzareambienti piugrave confortevoli ma anche di prevedere con un certo grado di approssimazione quale saragrave ilcomportamento acustico dellrsquoedificio e quindi di perseguire gli standard prestazionali richiesti dallrsquoutenza oimposti dalle norme legislative ottimizzando le scelte progettuali

Trasmissione del rumore

Il rumore proveniente dallrsquoesterno o dallrsquointerno stesso dellrsquoedificio si propaga attraverso i suoi localiseguendo differenti percorsi egrave pertanto utile classificare i piugrave comuni metodi di trasmissione sonora

- Trasmissione per via aerea in questo tipo di trasmissione il rumore egrave generato direttamente sotto forma dionde sonore che si propagano nellrsquoaria e possono giungere allrsquoascoltatore attraverso qualsiasi percorso aereodiretto come una finestra aperta un corridoio o un condotto di ventilazione che mette in comunicazione dueambienti in alternativa le onde sonore possono investire una parete o un altro elemento di separazione tradue ambienti tale elemento messo in vibrazione dalla sollecitazione sonora si comporta a sua volta comeuna nuova sorgente capace di irradiare verso lrsquoaltro lato della partizione Entrambi i meccanismi sonoillustrati in Fig 12

- Trasmissione per via strutturale si verifica quando una quota di energia meccanica viene impartitadirettamente ad una struttura dellrsquoedificio dove per struttura si intende indifferentemente un elemento

Fig 121 Il rumore puograve provenire da molti tipidi sorgenti e propagarsi attraversovari percorsi di trasmissione

Fondamenti di acustica

portante un tamponamento o qualsiasi altro corpo solidamente connesso con lrsquoedificio La sollecitazionepuograve avvenire in diversi modi si tratta generalmente di un urto di vibrazioni o piugrave frequentemente delcalpestio su un pavimento La sollecitazione meccanica che investe la struttura si propaga allrsquointernodellrsquoedificio fino a raggiungere una partizione o una superficie di altro genere che messa cosigrave in vibrazionefinisce per irradiare rumore aereo

Fig 122

ndash Trasmissione del rumore per via strutturale diversi tipi di sorgenti e possibili percorsi di trasmissione [16]

111

Capitolo 1

112

13 Il fonoisolamento dei rumori aerei

Quando lrsquoonda sonora incontra un ostacolo parte dellrsquoenergia viene riflessa dalla sua superficie unrsquoaltra parteviene assorbita dal materiale quindi trasformata in calore o energia meccanica e puograve propagarsi per via lateralementre la quota restante viene trasmessa al di lagrave dellrsquoostacolo Lrsquoisolamento offerto dal materiale dipende dallasua capacitagrave di impedire che lrsquoenergia sonora lo attraversi e si propaghi oltre di esso Bisogna distinguere tra isolamento acustico che egrave la facoltagrave di attenuare la propagazione sonora tra dueambienti indipendentemente dai percorsi che questa puograve seguire e potere fonoisolante che descrive invece lequalitagrave intrinseche di un elemento del sistema edilizio (partizioni serramenti ecc) in rapporto alla suatrasparenza acustica

Fig 131 ndash Percorsi di trasmissione

Detto τ il fattore di trasmissione che esprime il rapporto tra energia sonora trasmessa ed energia sonoraincidente

iWtW

=τ (131)

Il potere fonoisolante R egrave dato da

tWiW

10log1log10R =τ

= dB (132)

Il comportamento di un elemento edilizio nei confronti di questa grandezza egrave complesso e dipendeprincipalmente dallrsquoimpedenza ossia dalla capacitagrave di due mezzi di propagazione contigui (il materialedellrsquoelemento e lrsquoaria) di accoppiarsi Si egrave soliti distinguere tra elementi omogenei monolitici e compositi nelprimo caso egrave possibile attuare un calcolo previsionale abbastanza attendibile mentre nel secondo si devericorrere a delle semplificazioni anche notevoli rientrano in questa categoria anche gli elementi realizzati constrati multipli accoppiati

Fondamenti di acustica

113

Comportamento di elementi omogenei monolitici

In prima approssimazione il potere fonoisolante di questi elementi dipende dalla loro massa dalla frequenza edallrsquoangolo di incidenza dellrsquoonda sonora Il comportamento egrave in linea generale espresso dalla legge di massaanche se come si vedragrave esistono dei precisi limiti al suo campo di applicazione

cosc

fm1log10R2

00

θ

ρπ

+= dB (133)

dovef egrave la frequenza in Hzm egrave la massa in kgm2ρ0 egrave la densitagrave dellrsquoaria in kgm3c0 egrave la velocitagrave di propagazione del suono nellrsquoaria in msθ egrave lrsquoangolo di di incidenza

Un elemento divisorio di dimensioni finite come un pannello o una parete egrave inoltre soggetto ai sequenti fenomeni

- risonanza- effetto di coincidenza- smorzamento o perdita

A seconda della geometria dellrsquoelemento del modo in cui egrave vincolato e delle caretteristiche del materiale egravepossibile definire tramite opportune equazioni le sue frequenze naturali fn la sua piugrave bassa frequenza naturale egravedefinita come frequenza fondamentale f1 ed egrave quella per cui si verifica la maggior ampiezza di oscillazione Latrasmissione acustica attraverso un pannello monostrato omogeneo si divide in due distinte tipologie latrasmissione non risonante che si ha quando lrsquoenergia sonora incidente pone in moto forzato la struttura senzaeccitarne i modi propri (in questo caso il comportamento egrave dominato dalla massa) e la trasmisione risonante incui sono eccitati i modi propri (il comportamento egrave controllato dallo smorzamento e dallrsquoefficienza diradiazione) Lrsquoeffetto di coincidenza si verifica quando su un pannello investito da unrsquoonda sonora la proiezione dellalunghezza drsquoonda del suono λ incidente secondo lrsquoangolo θ egrave uguale alla lunghezza drsquoonda flessionale λtr neltramezzo

θλ

=λsentr (134)

Fig 132Effetto di coincidenza

Capitolo 1

114

In questo caso si ha la ricostruzione dellrsquoonda sollecitante nellrsquoambiente disturbato con una conseguenteperdita di potere fonoisolante rispetto alla legge di massa La piugrave bassa frequenza per cui si verifica il fenomenodella coincidenza si ha per un angolo di incidenza θ=90deg ossia per incidenza radente del suono e si chiamafrequenza critica fc Essa egrave funzione delle caratteristiche del materiale del divisorio e del suo spessore

Hz Eρ

t18c

tc 18cf

20

L

20

c == (135)

dovecL velocitagrave dellrsquoonda longitudinale nel mezzo del divisorio in mst spessore del divisorio in mE Modulo di elasticitagrave longitudinale del divisorio in Nm2ρ massa volumica del divisorio in kgm3

Oltre la frequenza critica diventa determinante il fattore di smorzamento totale η spesso indicato anche comefattore di perdita (loss factor) si tratta di un numero puro che egrave la somma del fattore di perdita interno propriodel materiale e di quello dovuto agli effetti della costruzione (condizioni al perimetro e di vincolo)

n

iJ1jijinttot sum

ne=η+η=η (136)

doveηtot fattore di perdita totale (Total Loss Factor TLF)ηint fattore di perdita interno (Internal Loss Factor ILF)ηij fattore di perdita da accoppiamento (Coupling Loss Factor CLF)

Nel complesso se si esamina lrsquointera gamma delle frequenze si possono individuare varie zone in cui il poterefonoisolante R dipende dai vari fattori sopra descritti

Fig 133 ndash Potere fonoisolante di un divisorio semplice e omogeneo

Fondamenti di acustica

115

Comportamento dei divisori multipli

Molto piugrave complessa egrave la previsione delle prestazioni dei divisori multipli oltre ai problemi connessi ad ognisingolo componente vi sono quelli dovuti alla loro interazione Alcuni casi come i pannelli doppi sono statiampiamente studiati e non solo si conosce il loro comportamento dal punto di vista qualitativo ma sono anchestati sviluppati dei modelli di calcolo previsionale che verranno illutrati piugrave dettagliatamnte nel capitolo 4 Cilimiteremo per il momento a descrivere alcuni tipici fenomeni che sono alla base del loro comportamento

Fig 134 ndash Potere fonoisolante di un divisorio doppio

Come indicato in fig 134 anche per i divisori a doppio starto si possono individuare delle zone in cuiprevalgono la legge di massa o altri fenomeni come la risonanza massa-aria-massa o le risonanze di cavitagrave Larisonanza massa-aria-massa nel caso semplificato di due pannelli uguali di massa m separati da uno strato drsquoariadi larghezza d si verifica per la seguante frequenza

md

cρ2 η2

1f2

00m = Hz (137)

Le risonanze di cavitagrave ad alta frequenza sono dovute ad onde stazionarie nello spazio compreso tra i duepannelli le frequenze fp sono date da

θ 2dcos

cpf 0p = Hz (138)

con la frequanza piugrave bassa per p=1 (primo modo di oscillazione) e θ = 0deg (incidenza normale) quindi

2dcf 0

p1 = Hz (139)

Le risonanze di cavitagrave a bassa frequenza sono invece causate da onde stazionarie bidimensionali legate alledimensioni dei lati (a b) del divisorio Per λ molto maggiore di d si ha

Capitolo 1

116

bq

ap

2cf 2

2

2

20

pq += Hz (1310)

Con la frequenza piugrave bassa per p = q = 1Una delle ipotesi semplificative piugrave comunemente adottate egrave che i due strati siano completamente isolati nei casireali vi sono solitamente degli elementi rigidi di connessione (traverse montanti) che si comportano da pontiacustici riducendo il potere fonoisolante

14 Il fonoisolamento dei rumori impattivi

Con il generico termine i rumori impattivi si egrave soliti intendere un insieme di fenomeni che si possonoverificare allrsquointerno di un edificio per effetto delle seguenti cause

- percussioni dovute a cadute di oggetti urti e calpestio- vibrazioni generate dal funzionamento di macchinari e impianti tecnici piugrave o meno rigidamente collegati con

le strutture dellrsquoedificio- attrito dovuto allo sfregamento di mobili o altri oggetti

Ognuno di questi rumori egrave in grado di propagarsi non solo dalla parte opposta dellrsquoelemento sollecitato maanche in altre parti dellrsquoedificio eventualmente molto lontane dalla sorgente in funzione delle caratteristichestrutturali della costruzione Una delle conseguenze egrave che la trasmissione indiretta attraverso le strutture laterali egravein proporzione maggiore rispetto a quella che si verifica con i rumori aerei Le modalitagrave con cui avviene la trasmissione dei rumori impattivi sono soggette a studi alquanto complessi cheprendono in considerazione il tipo di forza eccitante la forma e la natura del corpo eccitato le sue caratteristicheelastiche e cosigrave via

Fig 141Trasmissione diretta e per vialaterale del rumore di calpestio

Fondamenti di acustica

117

Il calpestio costituisce il rumore drsquourto piugrave verificabile ed avvertito nelle case drsquoabitazione al fine di mettere apunto le tecniche di misura e di studiare il comportamento dei solai agli effetti di questa fonte di disturbo egrave statonormalizzato in sede internazionale un generatore meccanico che assolve alla funzione di eccitare le strutturesecondo modalitagrave ben definite e perfettamente riproducibili Il generatore di calpestio normalizzato egrave costituitoda 5 martelli in linea azionati da un albero a camme collegato con un motore elettrico (vedi par 34) e in linea dimassima si puograve dire riproduca amplificandola la sollecitazione prodotta da una persona che cammininellrsquoambiente disturbante

Il principio della misura consiste nel far funzionare il generatore su un pavimento e nel misurare nellrsquoambientesottostante il livello di pressione sonora prodotto Lrsquoanalisi viene condotta per bande drsquoottava o di terzo di ottavae il livello di rumore viene corretto da una quantitagrave che tiene conto dellrsquoassorbimento o del tempo diriverberazione nellrsquoambiente di ricezione Come nel caso dei rumori aerei biogna distinguere tra le prestazioni dellrsquoedificio ossia lrsquoisolamento acusticoche egrave la facoltagrave di attenuare la propagazione sonora tra due ambienti indipendentemente dai percorsi che questapuograve seguire e le prestazioni dellrsquoelemento divisorio che in questo caso non sono piugrave espresse in termini dipotere fonoisolante R ma di livello di pressione sonora di calpestio normalizzato Ln lrsquoisolamento offerto egraveinversamente proporzionale al suo valore Il modello fisico adottato per lo studio del problema fa riferimento ad una piastra eccitata da forze impulsiveperiodiche si suppone inoltre che la durata di ogni singola forza impulsiva sia breve in rapporto al periodo dellapiugrave alta frequenza considerata Sulla base di questi presupposti si puograve prevedere lrsquoLn irradiato da una piastranellrsquoambiente sottostante per calcoli eseguiti in bande di ottava risulta

dB ηhcρA51p

σcρ410logL 3L

2p0

20

20

20

10n = (141)

Per calcoli eseguiti in bande di un terzo di ottava

dB 5- ηhcρA51p

σcρ410logL 3L

2p0

20

20

20

10n = (142)

doveρ0 massa volumica dellrsquoariac0 velocitagrave del suono nellrsquoaria (=340 ms)σ fattore di radiazione in prima approsimazione egrave assimilabile a 1 qualora sia richiesta una valutazione

piugrave accurata per fgtfc risulta

dB ff1

12 -c

minus=σ

η fattore di perdita totale

Fig 142Macchina generatrice di calpestionormalizzato

Capitolo 1

118

p0 pressione sonora di riferimento pari a 210-5 Nm2A0 area di assorbimento acustico equivalente pari a 10 m2ρp massa volumica del solaio (piastra) in kgm3

cL velocitagrave dellrsquoonda longitudinale nel materiale in msh spessore del solaio

Ne risulta uno spettro quasi costante in funzione della frequenza Una leggera pendenza con valori crescenti alcrescere della frequenza egrave dovuta alla dipendenza di alcuni fattori (σ e η) da f il livello sonoro decresce conlrsquoaumentare di η che egrave legato oltre che alla natura del materiale alle sue condizioni di vincolo il livello egrave tantopiugrave basso quanto piugrave rigido egrave il suo incastro alla struttura portante

15 Linee guida alla progettazione acustica

Al fine di conseguire i migliori risultati in termini di isolamento acustico dellrsquoedificio sia nel caso dei rumoriaerei che per quelli impattivi occorre intervenire su due diversi aspetti del problema

- i percorsi di trasmissione- le prestazioni degli elementi del sistema edilizio

Lrsquoisolamento acustico dei locali di un edificio non dipende esclusivamente dalle prestazioni acustiche offertedallrsquoelemento divisorio poicheacute in realtagrave esistono diversi possibili percorsi di trasmissione del rumore

- Percosi diretti per via aerea come fori o fessure in corrispondenza dellrsquoelemento di separazione ne sono uncaso tipico le fessure lungo il perimetro dei serramenti sia interni che esterni

- Percosi indiretti per via aerea quali condotti di areazione o per il passaggio di impianti corridoiintercapedini di controsoffitti o di pavimenti sopraelevati

- Percorsi diretti per via strutturale egrave il caso di un elemento di separazione tra due ambienti che messo invibrazione da una sollecitazione sonora o meccanica si comporta a sua volta come una nuova sorgentecapace di irradiare verso lrsquoaltro lato della partizione

- Percorsi indiretti per via strutturale in questo caso la struttura sollecitata puograve essere quella divisoria e levibrazioni si trasmettono da questa agli elementi laterali oppure sono sollecitate direttamente le strutturelaterali e le vibrazioni si propagano da queste allrsquoelemento di separzione o ad altri elementi laterali

Fig 151Percorsi di trasmissionevia aerea diretta (τe)via aerea indiretta (τs)via strutturale diretta (τd)via strutturale indiretta (τf)

Fondamenti di acustica

119

Occorre in primo luogo cercare di eliminare qualsiasi percorso diretto per via aerea dal momento che aperturedi dimensioni anche molto limitate possono compromettere pesantemente lrsquoisolamento dellrsquointero sistemaTipico egrave il caso delle fessure che si creano in corrispondenza della battuta tra telaio mobile e telaio fisso neiserramenti per cui egrave utile ricorrere a battute doppie o triple e allrsquouso di guarnizioni di tenuta Problemi analoghisi verificano anche in presenza di cassonetti per cui valgono gli stessi accorgimenti

Anche i percorsi indiretti per via aerea dovrebbero esser evitati se possibile ad esempio facendo sigrave che neilocali dotati di controsoffitti o pavimenti sopraelevati non si creino dei plenum capaci di mettere indirettamentein contatto ambienti diversi Nel caso di condotti di areazione e simili risulta evidentemente impossibilesopprimere gli stessi ma si puograve perograve intervenire rivestendo il loro interno con materiali assorbenti limitando inquesto modo la propagazione dei rumori al loro interno La trasmissione lungo i percorsi indiretti per via strutturale puograve essere limitata inserendo dei giunti didesolidarizzazione realizzati con strati di materiali elastici Ersquo da notare perograve che se da un lato questa soluzioneriduce la trasmissione laterale dallrsquoaltro fa si che le strutture siano vincolate meno rigidamente con unaconseguente riduzione dello smorzamento ne puograve quindi derivare un peggioramento delle prestazioni di pareti esolai (riduzione di R e aumento di Ln) peggioramento in genere abbastanza contenuto se non trascurabile

Resta ora da affrontare il problema della trasmissione del rumore secondo i percorsi diretti e strutturali in altreparole attraverso gli elementi di separazione tra i vari locali dellrsquoedificio o tra questi e lrsquoesterno Gli elementi inquestione sono costituiti a seconda dei casi da partizioni verticali e orizzontali quali pareti solai divisori divaria natura serramenti e coperture da ognuno di questi elementi si dovragrave ottenere la massima prestazionepossibile in termini di potere fonoisolante o livello di pressione sonora di calpestio normalizzato

Fig 152Esempi di soglie di porta inordine di efficacia da sinistraverso destra

Fig 153Desolidarizzazione di una parete interna perinterposizione di uno strato di feltrosullrsquoestradosso del solaio

Capitolo 1

120

Pareti

Per ottenere le migliori prestazioni in termini di potere fonoisolante R dalle pareti tradizionali in lateriziooccorre attenersi alle seguenti regole pratiche

- ricorrere a pareti con la piugrave elevata massa superficiale possibile- adottare la tipologia a cassa vuota ovvero una parete doppia con intercapedine- aumentare il piugrave possibile lo spessore dellrsquointercapedine- inserire nellrsquointercapedine un materiale fonoisolante con un elevato coefficiente di assorbimento acustico- utilizzare intonaci di elevata densitagrave e spessore non solo sulle superfici esterne della parete ma anche su

uno dei lati interni della parete a cassa vuota- sigillare accuratamente i giunti tra i mattoni- utilizzare mattoni di grande formato- non realizzare tracce per impianti direttamente affacciate sui due lati della struttura- ricorrere a stratigrafie asimmetriche nei muri a cassa vuota

Le indicazioni appena citate possono essere di grande utilitagrave ma la tipologia costruttiva in questione non sidimostra particolarmente idonea a conseguire elevati standard prestazionali specie se egrave presente lrsquoesigenza dilimitare costi dimensioni e pesi Molto piugrave performanti si dimostrano in genere le pareti leggere multistrato Mentre le pareti pesanti semplici o doppie consentono di contenere la trasmissione del rumore in virtugrave dellaloro massa quelle leggere multistrato si basano su un diverso principio quello di smorzare la trasmissione dellevibrazioni che si propagano da un elemento allrsquoaltro grazie a collegamenti elastici tra i vari strati Due o piugrave stratidi materiali rigidi tipicamente cartongesso o legno il piugrave possibile disaccoppiati dalle altre strutture sonoseparati da aria o materiali elastici con funzione fonoassorbente (fibra di vetro lana di roccia strati porosi ecc)in modo che le vibrazioni indotte nel primo pannello non si trasmettano direttamente ai successivi per via solidama siano smorzate allrsquointerno dellrsquointercapedine trasformandosi in energia meccanica e calore Nelle condizioniideali tali tipologie costruttive permettono di realizzare un sistema massa-molla-massa di elevate prestazioni egraveperograve necessario che i collegamenti tra le parti non siano rigidi requisito questo che in genere non vienetotalmente rispettato data la presenza allrsquointerno dei pannelli di montanti traverse o elementi di fissaggiopuntuali Benchegrave le pareti multistrato leggere non godano di grande diffusione nel contesto dellrsquoedilizia italianane esistono molte tipologie e sono utilizzate massicciamente e con indubbi vantaggi in molti paesi

Fig 154Una parete pesante in laterizio a confrontocon una leggera a lastre di cartongesso sutelaio metallico

Fondamenti di acustica

121

Esiste un ultimo sistema per incrementare le prestazioni di una parete tradizionale e consiste nellrsquoapplicaresulla superficie di questa una controparete costituita da un pannello rigido ad esempio cartongesso conlrsquointerposizione di un supporto elastico Si determina cosigrave un sistema risonante a doppia parete che puograve produrreun incremento del potere fonoisolante ∆R anche sensibile Condizione fondamentale per lrsquoefficacia del sistema egraveche il collegamento tra le due strutture avvenga con il minor numero possibile di punti rigidi inoltre il materialedel supporto (generalmente lana di vetro) deve essere dotato di una ridotta rigiditagrave dinamica srsquo (espressa inMNm3 egrave il rapporto tra il modulo elastico e lo spessore srsquo=Ed) Ersquo un tipo di intervento particolarmente adattoa migliorare le prestazioni di divisori giagrave esistenti

Solai e pavimenti

Ai solai si chiede un contributo in termini di isolamento acustico sia nei confronti dei rumori aerei che diquelli impattivi Lrsquoisolamento dai rumori aerei non egrave generalmente un problema specie con lrsquoutilizzo di solai inlatero-cemento a blocchi e travetti in virtugrave della loro massa elevata piugrave critico risulta il comportamento neiconfronti del calpestio Il fonoisolamento dei rumori di calpestio puograve essere migliorato aumentando la massa e lospessore del solaio tuttavia lrsquoincremento di prestazioni che se ne ricava risulta modesto I sistemi adottati perridurre il livello Ln di una quota che convenzionalmente viene definita ∆L sono i seguenti

- pavimenti resilienti- controsoffitti- pavimenti galleggianti

I pavimenti resilienti consistono di un rivestimento di finitura applicato al solaio portante e dotato di un certogrado di elasticitagrave si tratta solitamente di rivestiementi tessili (moquettes) pavimenti in gomma e in materialeplastico di varia natura Si ottiene in questo modo un incremento dellrsquoisolamento ∆L crescente al crescere di f apartire da una frequenza di taglio che egrave funzione della rigiditagrave dinamica del materiale utilizzato anche in questocaso egrave necessario utilizzare materiali con bassi valori della rigiditagrave dinamica I controsoffitti applicati sullrsquointradosso del solaio sollecitato lavorano in maniera analoga ad una controparetee hanno lo svantaggio di agire solo sulla componente aerea del rumore senza limitare quella strutturale che sipuograve propagare lungo i percorsi di trasmissione laterali Lrsquoutilizzo di pavimenti resilienti e controsoffitti egrave ingenere fortemente vincolato dalla destinazione drsquouso dei locali e dalle specifiche esigenze degli utenti Lo strumento piugrave efficace per incrementare le prestazioni di un solaio egrave il ricorso al pavimento galleggianteesso consiste di un massetto galleggiante armato di 4-10 cm di spessore appoggiato su uno strato di materialeelastico dotato di ridotta rigiditagrave dinamica Lrsquoincremento di prestazioni ∆L cresce con la frequenza a partire dauna frequenza di taglio Gli accorgimenti da seguire nella sua realizzazione sono riportati qui di seguito

Fig 155Controparete in cartongesso suparete tradizionale in laterizio

Capitolo 1

122

- Mantenere una perfetta desolidarizzazione del massetto galleggiante dalla sottostante soletta evitando laformazione di punti di contatto rigidi egrave necessario garantire la perfetta continuitagrave del materiale resiliente inmodo che al momento del getto del massetto questo non entri in contatto con la soletta di base

- Evitare la formazione di ponti acustici tra il massetto con relativo rivestimento di finitura e le struttureverticali quali pareti pilastri soglie di porta e tubi attraversanti il solaio per far ciograve egrave necessario risvoltare ilmateriale resiliente lungo gli elementi verticali e rifilarlo al livello della pavimentazione finita invece chedel massetto anche il contatto tra il battiscopa e la superficie del pavimento deve essere evitatointerponendo una lama drsquoaria o una stricia di materiale elastico

- Utilizzare per lo strato elastico di desolidarizzazione un materiale resiliente con bassa rigiditagrave dinamica ingrado di mantenere tale valore anche sotto lrsquoazione prolungata del carico permanente costituito dal massettogalleggiante i materiali solitamente utilizzati sono feltri di fibre minerali polimeri e materiali compositi

- Pulire il piano di posa del materiale resiliente per evitare che questo si danneggi e che possa subireschiacciamenti localizzati con conseguente incremento della rigiditagrave dunamica

- Realizzare un massetto galleggiante armato di densitagrave e massa elevati compatibilmente con lrsquoaumento dispessore che ciograve comporta

- Interrompere il pavimento galleggiante al di sotto dei tramezzi- Inserire giunti di dilatazione nel massetto-pavimento se questo egrave di dimensioni elevate (oltre i 40 m2 e per

lati superiori a 8 m) nel caso siano presenti giunti sulla soletta di base far coincidere i giunti del massettocon questi

- Non annegare le tubazioni degli impianti nel massetto galleggiante ma sotto lo strato isolante

Lrsquoefficacia di un pavimento galleggiante dipende in gran parte dalla qualitagrave dellrsquoesecuzione e dal rispettoscrupoloso delle indicazioni sopra elencate diventa pertanto fondamentale lrsquoimpiego di maestranze qualificateper lrsquoesecuzione dellrsquoopera

Fig 156 ndash Pavimento galleggiante

Fondamenti di acustica

123

Serramenti

I serramenti costituiscono spesso il punto debole del sistema di controllo dei rumori aerei specie nel caso incui siano dotati di ampie superfici vetrate La frequenza critica delle lastre di vetro viene a trovarsi allrsquointernodella gamma di frequenze considerata in posizione spesso centrale ne segue una caduta di R per effetto dicoincidenza adottando vetri-camera vi egrave inoltre un fenomeno di risonanza con riduzione di isolamento intornoalla frequenza di risonanza massa-aria-massa La scelta dei vetri deve essere fatta in modo oculato privilegiandoelementi di massa elevata e stratificati ma per prestazioni migliori egrave necessario ricorrere ai doppi telai o afinestre fisse e sigillate

La prestazione del serramento dipende oltre che dallrsquoelemento trsparente dal tipo di telaio e dallapermeabilitagrave allrsquoaria Se la massa del telaio non egrave inferiore al 70 di quella della vetrata e se la sua superficienon egrave superiore al 25 di quella complessiva del serramento si puograve assimilarlo alla vetrata nella stima del poterefonoisolante altrimenti dovragrave essere valutato indipendentemente Per ottenere dal telaio il miglior isolamento sipuograve far riferimento alle stesse indicazioni date per la realizzazione di pannelli e pareti Va inoltre garantita latenuta dellrsquoaria applicando guarnizioni tra vetro e telaio mobile e tra questo e lrsquoinfisso in modo da eliminarepercorsi di trasmissione diretti per via aerea (vedi fig 152) Altro punto critico egrave la presenza di un cassonetto che generalmente comporta la presenza di passaggi direttidrsquoaria e fessure oltre che per lo scarso potere fonoisolante dei pannelli che lo compongono si puograve intervenireadottando un cassonetto silenziato il silenziamento consiste nel rivestire il vano interno con materialefonoassorbente e nellrsquoincrementare massa e isolamento dei pannelli

Fig 158Cassonetto silenziato

Fig 157Tipi di vetrate in ordine diefficacia crescentea) vetro monoliticob) vetro-camerac) vetro stratificatod) vetro-camera con una lastra

stratificatae) vetro-camera con due lastre

stratificate

Capitolo 1

124

16 Principali grandezze descrittive delle prestazioni degli edificie degli elementi di edificio

Esistono molte grandezze definite dalla normativa italiana ed internazionale per esprimere le prestazioniacustiche dei sistemi edilizi la loro conoscenza egrave fondamentale per uno studio dettagliato dei metodi di controllodel rumore e per la comprensione delle norme che trattano tali problemi Una prima distinzione egrave tra le grandezze che descrivono le prestazioni dellrsquoedificio (lrsquoisolamento acusticodegli ambienti) e quelle che si riferiscono al comportamento dei singoli elementi costitutivi del sistema(partizioni verticali e orizzontali serramenti ecc) Tutte le grandezze relative al fonoisolamento aereo valutano una differenza di livelli sonori tra un ambientedisturbante e uno disturbato lo stesso potere fonoisolante R precedentemente definito come

tWiW

10logR = dB (161)

in presenza di due locali con campi sonori sufficientemente diffusi e in assenza di trasmissione per vie diverse daquella diretta risulta

dB AS10logL-LR S

21 += (162)

doveL1 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente emittente in dBL2 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente ricevente in dBSS area dellrsquoelemento di separazione in m2A area di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2

Il termine 10log(SSA) garantisce la normalizzazione della misura rispetto allrsquoassorbimento acustico del localedisturbato in altri casi si adotta una normalizzazione rispetto al tempo di riverberazione in questo modo si rendeil risultato indipendente dalle particolaritagrave dellrsquoambiente in questione Analogo egrave il caso dellrsquoisolamento acustico normalizzato rispetto lrsquoassorbimento equivalente Dn

dB AA10logL-LD

021n minus= (163)

dove A0 egrave unrsquoarea di assorbimento equivalente di riferimento e il termine 10log(AA0) garantisce lanormalizzazione della misura

Tab 161 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaR Potere fonoisolante ISO 140-3 4Dnc Isolamento acustico normalizzato del controsoffitto ISO 140-9 3Dne Isolamento acustico normalizzato di un piccolo elemento ISO 140-10 1Dns Isolamento acustico normalizzato per trasmissione aerea

indiretta attraverso un sistema SNon disponibile

Fondamenti di acustica

125

Tab 162 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaRrsquo Potere fonoisolante apparente ISO 140-4 5Rrsquo45deg Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 3Rrsquotrs Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 4Dn Isolamento acustico normalizzato rispetto allrsquoassorbimento

equivalenteISO 140-4 3

DnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-4 4

Dls2mnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-5 7

Tutte le grandezze relative al fonoisolamento dei rumori impattivi si riferiscono invece ad una singola misuradi livello sonoro nellrsquoambiente disturbato a cui va aggiunto un termine per la normalizzazione rispettoallrsquoassorbimento acustico oppure rispetto al tempo di riverberazione del locale disturbato Ne egrave un esempio illivello di pressione sonora di calpestio normalizzato

dB AA10logLL

0in += (164)

doveLi egrave il livello di pressione sonora di calpestio nellrsquoambiente ricevente utilizzando un generatore il rumore

di calpestio normalizzato in conformitagrave alla EN ISO 140-7 in dBA egrave lrsquoarea di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2A0 area di assorbimento equivalente di riferimento pari a 10 m2

Tab 163 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico del rumore di calpestio

ISOLAMENTO ACUSTICO DEL RUMORE DI CALPESTIO

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLn Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-6 4

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLrsquon Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-7 2LrsquonT Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato rispetto

al tempo di riverberazioneISO 140-7 3

Per una descrizione particolareggiata di tutte le grandezze qui elencate si vedano i capitoli 3 5 6 e 7

Capitolo 1

126

Bibliografia

[10] Spagnolo Renato Manuale di acustica applicata Torino UTET 2002[11] Sacchi Alfredo Caglieris Giovanni Fisica Tecnica Torino UTET 1996[12] Barducci Italo Acustica applicata Milano Masson 1993[13] Resnick R Halliday D Krane K S Fisica Milano Ambrosiana 1967[14] Toni M Interventi materiali e strumenti per lrsquoisolamento acustico degli edifici Rimini Maggioli 1997[15] Elia G Geppetti G Progettazione acustica di edifici civili e industriali Roma NIS 1994[16] Harris C M Noise control in buildings New York McGraw Hill 1997[17] Brosio E Protezione dai rumori di calpestio prestazioni dei pavimenti e problemi di valutazione in

Rivista Italiana di Acustica Vol IV n11980[18] Semprini G La realizzazione e le prestazioni dei pavimenti galleggianti

in Rivista Italiana di Acustica Vol 28 n3-42004[19] UNI EN ISO 717-1 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento acustico per via aerea[110] UNI EN ISO 717-2 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento del rumore di calpestio[111] UNI EN ISO 140 1999 Misurazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

Fondamenti di acustica

17

Lo studio delle curve isofoniche ha suggerito di inserire negli strumenti di misura del rumore dei filtri chepermettono di simulare il comportamento dellrsquoorecchio umano attenuando il segnale di pressione di una sondamicrofonica nella stessa proporzione con cui attenua lrsquoorecchio Le curve che rappresentano le correzioniapportate dai filtri in funzione della frequenza sono dette curve di ponderazione quelle solitamente utilizzatesono quattro

- curva A traduce il comportamento dellrsquoorecchio a bassi livelli sonori (0-55 dB)- curva B per livelli sonori medi (55-85 dB)- curva C per livelli sonori oltre gli 85 dB- curva D per la valutazione del disturbo con livelli molto elevati come quelli prodotti dai reattori degli aerei

I risultati vengono espressi rispettivamente in dB(A) dB(B) dB(C) dB(D) nella pratica viene quasi semprefatto riferiemnto ai dB(A)

Fig 113Audiogramma normale curveisofoniche a norma ISO 226

Fig 114Curve di ponderazione in frequenzanormalizzate

Capitolo 1

18

Sia nel caso di misure ponderate o meno si tratta sempre di livelli globali e non si puograve quindi valutare lanatura del rumore a partire da questi soli risultati Unrsquoanalisi piugrave accurata puograve essere svolta suddividendo ilcampo delle frequenze in bande piugrave o meno larghe ed esaminando i livelli di pressione sonora in ognuna diqueste si compie in questo modo unrsquoanalisi in frequenza Le suddivisioni piugrave utilizzate sono quelle in bande diottava e di un terzo di ottava

Tab 111 ndash Caratteristiche delle bande di frequenza

Bande di ottava Bande di terzo di ottava

fff 21c sdot=

111

2 f2f 2f sdot==

fff 21c sdot=

13

2 f 2f =

Dovefc egrave la frequenza centrale di banda f1 e f2 sono le due frequenze che la delimitano

Analisi di rumori variabili nel tempo

Un rumore puograve essere caratterizzato da una diversa variabilitagrave nel tempo per questo motivo egrave stata introdottauna classificazione convenzionale che prende in esame i casi piugrave tipici

- rumore stazionario rumore che presenta piccole fluttuazioni di livello durante il periodo di osservazione- rumore fluttuante rumore il cui livello cambia continuamente con fluttuazioni apprezzabili durante il

periodo di osservazione- rumore intermittente rumore il cui livello cade bruscamente al valore di fondo durante il periodo di

osservazione e avente un tempo durante il quale il livello rimane ad un valore costante diverso da quellodellrsquoambiente superiore a circa 1 secondo

- rumore impulsivo rumore caratterizzato da una o piugrave variazioni rapide di energia sonora ognuna di duratainferiore a 1 secondo quando lrsquointervallo fra impulsi di ampiezza comparabile egrave inferiore a 02 secondi ilrumore egrave detto impulsivo quasi stazionario

Il livello sonoro equivalente egrave la grandezza che permette di descrivere un rumore variabile nel tempo esso egravedefinito come il valore del livello di pressione sonora di un rumore continuo che in un certo periodo di tempoha lo stesso valore efficace di pressione del rumore avente livello variabile nel tempo Il livello sonoroequivalente fa riferimento alla scala di ponderazione A in caso contrario si parla semplicemente di livelloequivalente

dB(A) dt p

(t)pT1 log10L

T

0 02A

2

Aeq

= int (1117)

che nel caso discreto come accade utilizzando uno strumento digitale diviene

dB(A) pp

N1 log10L

N

1 02

iA2

Aeq

= sum (1118)

La misurazione di una tale grandezza avviene generalmente utilizzando un fonometro integratore e non presentaparticolari difficoltagrave occorre tuttavia prestare attenzione alla scelta della variabile T ovvero il tempo diintegrazione una scelta errata del tempo T puograve portare ad errori di valutzione anche notevoli

Fondamenti di acustica

19

Se il rumore anzicheacute essere descritto attraverso un livello sonoro variabile con continuitagrave egrave rappresentato dauna serie di livelli sonori associati ad intervalli di tempo in cui egrave suddiviso lrsquointero periodo di osservazione T illivello sonoro equivalente totale puograve essere calcolato come segue

dB(A) 10 Tt log10L

n

1

10AeqiL

iAeqTot

= sum (1119)

Se di un rumore fluttuante egrave dato solo il livello sonoro equivalente si perdono le informazioni relative allrsquoentitagravedelle fluttuazioni Si puograve ovviare a questo limite ricorrendo allrsquoanalisi statistica del rumore che permette dideterminare quale livello sonoro LN egrave stato superato per una certa percentuale (N) del tempo di misura adesempio il valore L90 indica che il livello sonoro egrave stato superiore a tale valore per il 90 del tempo di misuraNello studio dei rumori si ricorre inoltre alle seguenti definizioni

- rumore ambientale egrave il livello sonoro equivalente generato da tutte le sorgenti presenti in un luogo per undeterminato periodo

- rumore specifico egrave il livello sonoro equivalente attribuibile ad una determinata sorgente- rumore residuo egrave il livello sonoro equivalente in assenza di specifiche sorgenti di rumore- rumore di fondo egrave il livello sonoro superato per il 95 del tempo (L95)

Lo strumento dedicato alla rivelazione della pressione sonora egrave il fonometro o misurtore di livello sonoroEsso consiste in un microfono circuiti amplificatori e attenuatori filtri di ponderazione e di analisi spettraleoltre che di un dispositivo di visualizzazione I fonometri possono essere di classe 0 1 2 3 a seconda della loroprecisione e i loro requisiti sono definti da apposite norme internazionali Il funzionamento di un fonometro egrave il seguente il microfono rappresenta il trasduttore pressione-tensioneelettrica ed egrave generalmente del tipo a condensatore con polarizzazione esterna o con prepolarizzazione latensione del microfono viene amplificata attenuata e quindi il segnale viene filtrato per permettere laponderazione in frequenza secondo una delle curve convenzionali precedentemente descritte (la ponderazione Aegrave obbligatoria su tutti i fonometri le altre sono opzionali) Segue lrsquoestrazione del valore efficace (RMS)dapprima il segnale viene rettificato poi se ne estrae la radice quadrata quindi viene ricavato il valore mediomediante un circuito integratore da non confondersi con i circuiti integratori che compiono lrsquointegrazione e lamedia nei fonometri integratori il tutto secondo la seguente definizione matematica

τd)τ(pT1 (t)p

t

Tt

2eff int

minus= (1120)

Piugrave lungo egrave il periodo di integrazione T piugrave piccole saranno le fluttuazioni del valore efficace istantaneo inmodo da ottenere unrsquoindicazione di livello piugrave facilmente valutabile Le costanti di tempo sono normalizzate

- costante di tempo slow (lenta) egrave pari a 1 s- costante di tempo fast (veloce) egrave pari a 125 ms- costante di tempo impulse (impulsiva) caratterizzata da una rapida risposta in salita pari a 35 ms e da una

lenta discesa (29 dBs) per permettere una piugrave agevole lettura sui vecchi strumenti con indicatore ad ago

Nei fonometri integratori egrave infine possibile ricavare il livello sonoro equivalente Leq tramite unrsquointegrazioneanalogica o con una sommatoria il tempo su cui si vuole effettuare la misura puograve essere preimpostato

Capitolo 1

110

12 Acustica dei sistemi edilizi

Il rumore egrave una potenziale causa di disturbo e di danno in molteplici situazioni ma egrave forse allrsquointerno degliedifici che questo problema si manifesta nel modo piugrave evidente suscitando vivaci reazioni Un disagio acusticoaffligge la maggior parte dei manufatti edili sia quelli adibiti ad abitazione che quelli destinati alle piugrave svariateattivitagrave pensiamo ad esempio alle scuole o agli ospedali Le cause sono molteplici da quelle esterne come iltraffico veicolare le attivitagrave industriali e commerciali a quelle interne allrsquoedificio stesso come i comportamentidei vicini o il funzionamento degli impianti tecnici Non sempre egrave possibile intervenire sulla fonte del disturboper ridurlo allrsquoorigine come sarebbe auspicabile unrsquoefficace alternativa egrave la realizzazione di fabbricati in gradodi proteggere gli occupanti da qualsiasi genere di rumore indesiderato indipendentemente dalla sua provenienza

Per ottenere i migliori riultati egrave necessario che il problema venga affrontato fin dalla fase di progettazionevalutando le soluzioni costruttive piugrave efficaci e il comportamento sotto il profilo acustico di ogni singolocomponente purtroppo questa pratica egrave oggi ampiamente disattesa se non totalmente ignorata La conoscenzadei meccanismi di trasmissione del rumore e dei principi del fonoisolamento permette non solo di realizzareambienti piugrave confortevoli ma anche di prevedere con un certo grado di approssimazione quale saragrave ilcomportamento acustico dellrsquoedificio e quindi di perseguire gli standard prestazionali richiesti dallrsquoutenza oimposti dalle norme legislative ottimizzando le scelte progettuali

Trasmissione del rumore

Il rumore proveniente dallrsquoesterno o dallrsquointerno stesso dellrsquoedificio si propaga attraverso i suoi localiseguendo differenti percorsi egrave pertanto utile classificare i piugrave comuni metodi di trasmissione sonora

- Trasmissione per via aerea in questo tipo di trasmissione il rumore egrave generato direttamente sotto forma dionde sonore che si propagano nellrsquoaria e possono giungere allrsquoascoltatore attraverso qualsiasi percorso aereodiretto come una finestra aperta un corridoio o un condotto di ventilazione che mette in comunicazione dueambienti in alternativa le onde sonore possono investire una parete o un altro elemento di separazione tradue ambienti tale elemento messo in vibrazione dalla sollecitazione sonora si comporta a sua volta comeuna nuova sorgente capace di irradiare verso lrsquoaltro lato della partizione Entrambi i meccanismi sonoillustrati in Fig 12

- Trasmissione per via strutturale si verifica quando una quota di energia meccanica viene impartitadirettamente ad una struttura dellrsquoedificio dove per struttura si intende indifferentemente un elemento

Fig 121 Il rumore puograve provenire da molti tipidi sorgenti e propagarsi attraversovari percorsi di trasmissione

Fondamenti di acustica

portante un tamponamento o qualsiasi altro corpo solidamente connesso con lrsquoedificio La sollecitazionepuograve avvenire in diversi modi si tratta generalmente di un urto di vibrazioni o piugrave frequentemente delcalpestio su un pavimento La sollecitazione meccanica che investe la struttura si propaga allrsquointernodellrsquoedificio fino a raggiungere una partizione o una superficie di altro genere che messa cosigrave in vibrazionefinisce per irradiare rumore aereo

Fig 122

ndash Trasmissione del rumore per via strutturale diversi tipi di sorgenti e possibili percorsi di trasmissione [16]

111

Capitolo 1

112

13 Il fonoisolamento dei rumori aerei

Quando lrsquoonda sonora incontra un ostacolo parte dellrsquoenergia viene riflessa dalla sua superficie unrsquoaltra parteviene assorbita dal materiale quindi trasformata in calore o energia meccanica e puograve propagarsi per via lateralementre la quota restante viene trasmessa al di lagrave dellrsquoostacolo Lrsquoisolamento offerto dal materiale dipende dallasua capacitagrave di impedire che lrsquoenergia sonora lo attraversi e si propaghi oltre di esso Bisogna distinguere tra isolamento acustico che egrave la facoltagrave di attenuare la propagazione sonora tra dueambienti indipendentemente dai percorsi che questa puograve seguire e potere fonoisolante che descrive invece lequalitagrave intrinseche di un elemento del sistema edilizio (partizioni serramenti ecc) in rapporto alla suatrasparenza acustica

Fig 131 ndash Percorsi di trasmissione

Detto τ il fattore di trasmissione che esprime il rapporto tra energia sonora trasmessa ed energia sonoraincidente

iWtW

=τ (131)

Il potere fonoisolante R egrave dato da

tWiW

10log1log10R =τ

= dB (132)

Il comportamento di un elemento edilizio nei confronti di questa grandezza egrave complesso e dipendeprincipalmente dallrsquoimpedenza ossia dalla capacitagrave di due mezzi di propagazione contigui (il materialedellrsquoelemento e lrsquoaria) di accoppiarsi Si egrave soliti distinguere tra elementi omogenei monolitici e compositi nelprimo caso egrave possibile attuare un calcolo previsionale abbastanza attendibile mentre nel secondo si devericorrere a delle semplificazioni anche notevoli rientrano in questa categoria anche gli elementi realizzati constrati multipli accoppiati

Fondamenti di acustica

113

Comportamento di elementi omogenei monolitici

In prima approssimazione il potere fonoisolante di questi elementi dipende dalla loro massa dalla frequenza edallrsquoangolo di incidenza dellrsquoonda sonora Il comportamento egrave in linea generale espresso dalla legge di massaanche se come si vedragrave esistono dei precisi limiti al suo campo di applicazione

cosc

fm1log10R2

00

θ

ρπ

+= dB (133)

dovef egrave la frequenza in Hzm egrave la massa in kgm2ρ0 egrave la densitagrave dellrsquoaria in kgm3c0 egrave la velocitagrave di propagazione del suono nellrsquoaria in msθ egrave lrsquoangolo di di incidenza

Un elemento divisorio di dimensioni finite come un pannello o una parete egrave inoltre soggetto ai sequenti fenomeni

- risonanza- effetto di coincidenza- smorzamento o perdita

A seconda della geometria dellrsquoelemento del modo in cui egrave vincolato e delle caretteristiche del materiale egravepossibile definire tramite opportune equazioni le sue frequenze naturali fn la sua piugrave bassa frequenza naturale egravedefinita come frequenza fondamentale f1 ed egrave quella per cui si verifica la maggior ampiezza di oscillazione Latrasmissione acustica attraverso un pannello monostrato omogeneo si divide in due distinte tipologie latrasmissione non risonante che si ha quando lrsquoenergia sonora incidente pone in moto forzato la struttura senzaeccitarne i modi propri (in questo caso il comportamento egrave dominato dalla massa) e la trasmisione risonante incui sono eccitati i modi propri (il comportamento egrave controllato dallo smorzamento e dallrsquoefficienza diradiazione) Lrsquoeffetto di coincidenza si verifica quando su un pannello investito da unrsquoonda sonora la proiezione dellalunghezza drsquoonda del suono λ incidente secondo lrsquoangolo θ egrave uguale alla lunghezza drsquoonda flessionale λtr neltramezzo

θλ

=λsentr (134)

Fig 132Effetto di coincidenza

Capitolo 1

114

In questo caso si ha la ricostruzione dellrsquoonda sollecitante nellrsquoambiente disturbato con una conseguenteperdita di potere fonoisolante rispetto alla legge di massa La piugrave bassa frequenza per cui si verifica il fenomenodella coincidenza si ha per un angolo di incidenza θ=90deg ossia per incidenza radente del suono e si chiamafrequenza critica fc Essa egrave funzione delle caratteristiche del materiale del divisorio e del suo spessore

Hz Eρ

t18c

tc 18cf

20

L

20

c == (135)

dovecL velocitagrave dellrsquoonda longitudinale nel mezzo del divisorio in mst spessore del divisorio in mE Modulo di elasticitagrave longitudinale del divisorio in Nm2ρ massa volumica del divisorio in kgm3

Oltre la frequenza critica diventa determinante il fattore di smorzamento totale η spesso indicato anche comefattore di perdita (loss factor) si tratta di un numero puro che egrave la somma del fattore di perdita interno propriodel materiale e di quello dovuto agli effetti della costruzione (condizioni al perimetro e di vincolo)

n

iJ1jijinttot sum

ne=η+η=η (136)

doveηtot fattore di perdita totale (Total Loss Factor TLF)ηint fattore di perdita interno (Internal Loss Factor ILF)ηij fattore di perdita da accoppiamento (Coupling Loss Factor CLF)

Nel complesso se si esamina lrsquointera gamma delle frequenze si possono individuare varie zone in cui il poterefonoisolante R dipende dai vari fattori sopra descritti

Fig 133 ndash Potere fonoisolante di un divisorio semplice e omogeneo

Fondamenti di acustica

115

Comportamento dei divisori multipli

Molto piugrave complessa egrave la previsione delle prestazioni dei divisori multipli oltre ai problemi connessi ad ognisingolo componente vi sono quelli dovuti alla loro interazione Alcuni casi come i pannelli doppi sono statiampiamente studiati e non solo si conosce il loro comportamento dal punto di vista qualitativo ma sono anchestati sviluppati dei modelli di calcolo previsionale che verranno illutrati piugrave dettagliatamnte nel capitolo 4 Cilimiteremo per il momento a descrivere alcuni tipici fenomeni che sono alla base del loro comportamento

Fig 134 ndash Potere fonoisolante di un divisorio doppio

Come indicato in fig 134 anche per i divisori a doppio starto si possono individuare delle zone in cuiprevalgono la legge di massa o altri fenomeni come la risonanza massa-aria-massa o le risonanze di cavitagrave Larisonanza massa-aria-massa nel caso semplificato di due pannelli uguali di massa m separati da uno strato drsquoariadi larghezza d si verifica per la seguante frequenza

md

cρ2 η2

1f2

00m = Hz (137)

Le risonanze di cavitagrave ad alta frequenza sono dovute ad onde stazionarie nello spazio compreso tra i duepannelli le frequenze fp sono date da

θ 2dcos

cpf 0p = Hz (138)

con la frequanza piugrave bassa per p=1 (primo modo di oscillazione) e θ = 0deg (incidenza normale) quindi

2dcf 0

p1 = Hz (139)

Le risonanze di cavitagrave a bassa frequenza sono invece causate da onde stazionarie bidimensionali legate alledimensioni dei lati (a b) del divisorio Per λ molto maggiore di d si ha

Capitolo 1

116

bq

ap

2cf 2

2

2

20

pq += Hz (1310)

Con la frequenza piugrave bassa per p = q = 1Una delle ipotesi semplificative piugrave comunemente adottate egrave che i due strati siano completamente isolati nei casireali vi sono solitamente degli elementi rigidi di connessione (traverse montanti) che si comportano da pontiacustici riducendo il potere fonoisolante

14 Il fonoisolamento dei rumori impattivi

Con il generico termine i rumori impattivi si egrave soliti intendere un insieme di fenomeni che si possonoverificare allrsquointerno di un edificio per effetto delle seguenti cause

- percussioni dovute a cadute di oggetti urti e calpestio- vibrazioni generate dal funzionamento di macchinari e impianti tecnici piugrave o meno rigidamente collegati con

le strutture dellrsquoedificio- attrito dovuto allo sfregamento di mobili o altri oggetti

Ognuno di questi rumori egrave in grado di propagarsi non solo dalla parte opposta dellrsquoelemento sollecitato maanche in altre parti dellrsquoedificio eventualmente molto lontane dalla sorgente in funzione delle caratteristichestrutturali della costruzione Una delle conseguenze egrave che la trasmissione indiretta attraverso le strutture laterali egravein proporzione maggiore rispetto a quella che si verifica con i rumori aerei Le modalitagrave con cui avviene la trasmissione dei rumori impattivi sono soggette a studi alquanto complessi cheprendono in considerazione il tipo di forza eccitante la forma e la natura del corpo eccitato le sue caratteristicheelastiche e cosigrave via

Fig 141Trasmissione diretta e per vialaterale del rumore di calpestio

Fondamenti di acustica

117

Il calpestio costituisce il rumore drsquourto piugrave verificabile ed avvertito nelle case drsquoabitazione al fine di mettere apunto le tecniche di misura e di studiare il comportamento dei solai agli effetti di questa fonte di disturbo egrave statonormalizzato in sede internazionale un generatore meccanico che assolve alla funzione di eccitare le strutturesecondo modalitagrave ben definite e perfettamente riproducibili Il generatore di calpestio normalizzato egrave costituitoda 5 martelli in linea azionati da un albero a camme collegato con un motore elettrico (vedi par 34) e in linea dimassima si puograve dire riproduca amplificandola la sollecitazione prodotta da una persona che cammininellrsquoambiente disturbante

Il principio della misura consiste nel far funzionare il generatore su un pavimento e nel misurare nellrsquoambientesottostante il livello di pressione sonora prodotto Lrsquoanalisi viene condotta per bande drsquoottava o di terzo di ottavae il livello di rumore viene corretto da una quantitagrave che tiene conto dellrsquoassorbimento o del tempo diriverberazione nellrsquoambiente di ricezione Come nel caso dei rumori aerei biogna distinguere tra le prestazioni dellrsquoedificio ossia lrsquoisolamento acusticoche egrave la facoltagrave di attenuare la propagazione sonora tra due ambienti indipendentemente dai percorsi che questapuograve seguire e le prestazioni dellrsquoelemento divisorio che in questo caso non sono piugrave espresse in termini dipotere fonoisolante R ma di livello di pressione sonora di calpestio normalizzato Ln lrsquoisolamento offerto egraveinversamente proporzionale al suo valore Il modello fisico adottato per lo studio del problema fa riferimento ad una piastra eccitata da forze impulsiveperiodiche si suppone inoltre che la durata di ogni singola forza impulsiva sia breve in rapporto al periodo dellapiugrave alta frequenza considerata Sulla base di questi presupposti si puograve prevedere lrsquoLn irradiato da una piastranellrsquoambiente sottostante per calcoli eseguiti in bande di ottava risulta

dB ηhcρA51p

σcρ410logL 3L

2p0

20

20

20

10n = (141)

Per calcoli eseguiti in bande di un terzo di ottava

dB 5- ηhcρA51p

σcρ410logL 3L

2p0

20

20

20

10n = (142)

doveρ0 massa volumica dellrsquoariac0 velocitagrave del suono nellrsquoaria (=340 ms)σ fattore di radiazione in prima approsimazione egrave assimilabile a 1 qualora sia richiesta una valutazione

piugrave accurata per fgtfc risulta

dB ff1

12 -c

minus=σ

η fattore di perdita totale

Fig 142Macchina generatrice di calpestionormalizzato

Capitolo 1

118

p0 pressione sonora di riferimento pari a 210-5 Nm2A0 area di assorbimento acustico equivalente pari a 10 m2ρp massa volumica del solaio (piastra) in kgm3

cL velocitagrave dellrsquoonda longitudinale nel materiale in msh spessore del solaio

Ne risulta uno spettro quasi costante in funzione della frequenza Una leggera pendenza con valori crescenti alcrescere della frequenza egrave dovuta alla dipendenza di alcuni fattori (σ e η) da f il livello sonoro decresce conlrsquoaumentare di η che egrave legato oltre che alla natura del materiale alle sue condizioni di vincolo il livello egrave tantopiugrave basso quanto piugrave rigido egrave il suo incastro alla struttura portante

15 Linee guida alla progettazione acustica

Al fine di conseguire i migliori risultati in termini di isolamento acustico dellrsquoedificio sia nel caso dei rumoriaerei che per quelli impattivi occorre intervenire su due diversi aspetti del problema

- i percorsi di trasmissione- le prestazioni degli elementi del sistema edilizio

Lrsquoisolamento acustico dei locali di un edificio non dipende esclusivamente dalle prestazioni acustiche offertedallrsquoelemento divisorio poicheacute in realtagrave esistono diversi possibili percorsi di trasmissione del rumore

- Percosi diretti per via aerea come fori o fessure in corrispondenza dellrsquoelemento di separazione ne sono uncaso tipico le fessure lungo il perimetro dei serramenti sia interni che esterni

- Percosi indiretti per via aerea quali condotti di areazione o per il passaggio di impianti corridoiintercapedini di controsoffitti o di pavimenti sopraelevati

- Percorsi diretti per via strutturale egrave il caso di un elemento di separazione tra due ambienti che messo invibrazione da una sollecitazione sonora o meccanica si comporta a sua volta come una nuova sorgentecapace di irradiare verso lrsquoaltro lato della partizione

- Percorsi indiretti per via strutturale in questo caso la struttura sollecitata puograve essere quella divisoria e levibrazioni si trasmettono da questa agli elementi laterali oppure sono sollecitate direttamente le strutturelaterali e le vibrazioni si propagano da queste allrsquoelemento di separzione o ad altri elementi laterali

Fig 151Percorsi di trasmissionevia aerea diretta (τe)via aerea indiretta (τs)via strutturale diretta (τd)via strutturale indiretta (τf)

Fondamenti di acustica

119

Occorre in primo luogo cercare di eliminare qualsiasi percorso diretto per via aerea dal momento che aperturedi dimensioni anche molto limitate possono compromettere pesantemente lrsquoisolamento dellrsquointero sistemaTipico egrave il caso delle fessure che si creano in corrispondenza della battuta tra telaio mobile e telaio fisso neiserramenti per cui egrave utile ricorrere a battute doppie o triple e allrsquouso di guarnizioni di tenuta Problemi analoghisi verificano anche in presenza di cassonetti per cui valgono gli stessi accorgimenti

Anche i percorsi indiretti per via aerea dovrebbero esser evitati se possibile ad esempio facendo sigrave che neilocali dotati di controsoffitti o pavimenti sopraelevati non si creino dei plenum capaci di mettere indirettamentein contatto ambienti diversi Nel caso di condotti di areazione e simili risulta evidentemente impossibilesopprimere gli stessi ma si puograve perograve intervenire rivestendo il loro interno con materiali assorbenti limitando inquesto modo la propagazione dei rumori al loro interno La trasmissione lungo i percorsi indiretti per via strutturale puograve essere limitata inserendo dei giunti didesolidarizzazione realizzati con strati di materiali elastici Ersquo da notare perograve che se da un lato questa soluzioneriduce la trasmissione laterale dallrsquoaltro fa si che le strutture siano vincolate meno rigidamente con unaconseguente riduzione dello smorzamento ne puograve quindi derivare un peggioramento delle prestazioni di pareti esolai (riduzione di R e aumento di Ln) peggioramento in genere abbastanza contenuto se non trascurabile

Resta ora da affrontare il problema della trasmissione del rumore secondo i percorsi diretti e strutturali in altreparole attraverso gli elementi di separazione tra i vari locali dellrsquoedificio o tra questi e lrsquoesterno Gli elementi inquestione sono costituiti a seconda dei casi da partizioni verticali e orizzontali quali pareti solai divisori divaria natura serramenti e coperture da ognuno di questi elementi si dovragrave ottenere la massima prestazionepossibile in termini di potere fonoisolante o livello di pressione sonora di calpestio normalizzato

Fig 152Esempi di soglie di porta inordine di efficacia da sinistraverso destra

Fig 153Desolidarizzazione di una parete interna perinterposizione di uno strato di feltrosullrsquoestradosso del solaio

Capitolo 1

120

Pareti

Per ottenere le migliori prestazioni in termini di potere fonoisolante R dalle pareti tradizionali in lateriziooccorre attenersi alle seguenti regole pratiche

- ricorrere a pareti con la piugrave elevata massa superficiale possibile- adottare la tipologia a cassa vuota ovvero una parete doppia con intercapedine- aumentare il piugrave possibile lo spessore dellrsquointercapedine- inserire nellrsquointercapedine un materiale fonoisolante con un elevato coefficiente di assorbimento acustico- utilizzare intonaci di elevata densitagrave e spessore non solo sulle superfici esterne della parete ma anche su

uno dei lati interni della parete a cassa vuota- sigillare accuratamente i giunti tra i mattoni- utilizzare mattoni di grande formato- non realizzare tracce per impianti direttamente affacciate sui due lati della struttura- ricorrere a stratigrafie asimmetriche nei muri a cassa vuota

Le indicazioni appena citate possono essere di grande utilitagrave ma la tipologia costruttiva in questione non sidimostra particolarmente idonea a conseguire elevati standard prestazionali specie se egrave presente lrsquoesigenza dilimitare costi dimensioni e pesi Molto piugrave performanti si dimostrano in genere le pareti leggere multistrato Mentre le pareti pesanti semplici o doppie consentono di contenere la trasmissione del rumore in virtugrave dellaloro massa quelle leggere multistrato si basano su un diverso principio quello di smorzare la trasmissione dellevibrazioni che si propagano da un elemento allrsquoaltro grazie a collegamenti elastici tra i vari strati Due o piugrave stratidi materiali rigidi tipicamente cartongesso o legno il piugrave possibile disaccoppiati dalle altre strutture sonoseparati da aria o materiali elastici con funzione fonoassorbente (fibra di vetro lana di roccia strati porosi ecc)in modo che le vibrazioni indotte nel primo pannello non si trasmettano direttamente ai successivi per via solidama siano smorzate allrsquointerno dellrsquointercapedine trasformandosi in energia meccanica e calore Nelle condizioniideali tali tipologie costruttive permettono di realizzare un sistema massa-molla-massa di elevate prestazioni egraveperograve necessario che i collegamenti tra le parti non siano rigidi requisito questo che in genere non vienetotalmente rispettato data la presenza allrsquointerno dei pannelli di montanti traverse o elementi di fissaggiopuntuali Benchegrave le pareti multistrato leggere non godano di grande diffusione nel contesto dellrsquoedilizia italianane esistono molte tipologie e sono utilizzate massicciamente e con indubbi vantaggi in molti paesi

Fig 154Una parete pesante in laterizio a confrontocon una leggera a lastre di cartongesso sutelaio metallico

Fondamenti di acustica

121

Esiste un ultimo sistema per incrementare le prestazioni di una parete tradizionale e consiste nellrsquoapplicaresulla superficie di questa una controparete costituita da un pannello rigido ad esempio cartongesso conlrsquointerposizione di un supporto elastico Si determina cosigrave un sistema risonante a doppia parete che puograve produrreun incremento del potere fonoisolante ∆R anche sensibile Condizione fondamentale per lrsquoefficacia del sistema egraveche il collegamento tra le due strutture avvenga con il minor numero possibile di punti rigidi inoltre il materialedel supporto (generalmente lana di vetro) deve essere dotato di una ridotta rigiditagrave dinamica srsquo (espressa inMNm3 egrave il rapporto tra il modulo elastico e lo spessore srsquo=Ed) Ersquo un tipo di intervento particolarmente adattoa migliorare le prestazioni di divisori giagrave esistenti

Solai e pavimenti

Ai solai si chiede un contributo in termini di isolamento acustico sia nei confronti dei rumori aerei che diquelli impattivi Lrsquoisolamento dai rumori aerei non egrave generalmente un problema specie con lrsquoutilizzo di solai inlatero-cemento a blocchi e travetti in virtugrave della loro massa elevata piugrave critico risulta il comportamento neiconfronti del calpestio Il fonoisolamento dei rumori di calpestio puograve essere migliorato aumentando la massa e lospessore del solaio tuttavia lrsquoincremento di prestazioni che se ne ricava risulta modesto I sistemi adottati perridurre il livello Ln di una quota che convenzionalmente viene definita ∆L sono i seguenti

- pavimenti resilienti- controsoffitti- pavimenti galleggianti

I pavimenti resilienti consistono di un rivestimento di finitura applicato al solaio portante e dotato di un certogrado di elasticitagrave si tratta solitamente di rivestiementi tessili (moquettes) pavimenti in gomma e in materialeplastico di varia natura Si ottiene in questo modo un incremento dellrsquoisolamento ∆L crescente al crescere di f apartire da una frequenza di taglio che egrave funzione della rigiditagrave dinamica del materiale utilizzato anche in questocaso egrave necessario utilizzare materiali con bassi valori della rigiditagrave dinamica I controsoffitti applicati sullrsquointradosso del solaio sollecitato lavorano in maniera analoga ad una controparetee hanno lo svantaggio di agire solo sulla componente aerea del rumore senza limitare quella strutturale che sipuograve propagare lungo i percorsi di trasmissione laterali Lrsquoutilizzo di pavimenti resilienti e controsoffitti egrave ingenere fortemente vincolato dalla destinazione drsquouso dei locali e dalle specifiche esigenze degli utenti Lo strumento piugrave efficace per incrementare le prestazioni di un solaio egrave il ricorso al pavimento galleggianteesso consiste di un massetto galleggiante armato di 4-10 cm di spessore appoggiato su uno strato di materialeelastico dotato di ridotta rigiditagrave dinamica Lrsquoincremento di prestazioni ∆L cresce con la frequenza a partire dauna frequenza di taglio Gli accorgimenti da seguire nella sua realizzazione sono riportati qui di seguito

Fig 155Controparete in cartongesso suparete tradizionale in laterizio

Capitolo 1

122

- Mantenere una perfetta desolidarizzazione del massetto galleggiante dalla sottostante soletta evitando laformazione di punti di contatto rigidi egrave necessario garantire la perfetta continuitagrave del materiale resiliente inmodo che al momento del getto del massetto questo non entri in contatto con la soletta di base

- Evitare la formazione di ponti acustici tra il massetto con relativo rivestimento di finitura e le struttureverticali quali pareti pilastri soglie di porta e tubi attraversanti il solaio per far ciograve egrave necessario risvoltare ilmateriale resiliente lungo gli elementi verticali e rifilarlo al livello della pavimentazione finita invece chedel massetto anche il contatto tra il battiscopa e la superficie del pavimento deve essere evitatointerponendo una lama drsquoaria o una stricia di materiale elastico

- Utilizzare per lo strato elastico di desolidarizzazione un materiale resiliente con bassa rigiditagrave dinamica ingrado di mantenere tale valore anche sotto lrsquoazione prolungata del carico permanente costituito dal massettogalleggiante i materiali solitamente utilizzati sono feltri di fibre minerali polimeri e materiali compositi

- Pulire il piano di posa del materiale resiliente per evitare che questo si danneggi e che possa subireschiacciamenti localizzati con conseguente incremento della rigiditagrave dunamica

- Realizzare un massetto galleggiante armato di densitagrave e massa elevati compatibilmente con lrsquoaumento dispessore che ciograve comporta

- Interrompere il pavimento galleggiante al di sotto dei tramezzi- Inserire giunti di dilatazione nel massetto-pavimento se questo egrave di dimensioni elevate (oltre i 40 m2 e per

lati superiori a 8 m) nel caso siano presenti giunti sulla soletta di base far coincidere i giunti del massettocon questi

- Non annegare le tubazioni degli impianti nel massetto galleggiante ma sotto lo strato isolante

Lrsquoefficacia di un pavimento galleggiante dipende in gran parte dalla qualitagrave dellrsquoesecuzione e dal rispettoscrupoloso delle indicazioni sopra elencate diventa pertanto fondamentale lrsquoimpiego di maestranze qualificateper lrsquoesecuzione dellrsquoopera

Fig 156 ndash Pavimento galleggiante

Fondamenti di acustica

123

Serramenti

I serramenti costituiscono spesso il punto debole del sistema di controllo dei rumori aerei specie nel caso incui siano dotati di ampie superfici vetrate La frequenza critica delle lastre di vetro viene a trovarsi allrsquointernodella gamma di frequenze considerata in posizione spesso centrale ne segue una caduta di R per effetto dicoincidenza adottando vetri-camera vi egrave inoltre un fenomeno di risonanza con riduzione di isolamento intornoalla frequenza di risonanza massa-aria-massa La scelta dei vetri deve essere fatta in modo oculato privilegiandoelementi di massa elevata e stratificati ma per prestazioni migliori egrave necessario ricorrere ai doppi telai o afinestre fisse e sigillate

La prestazione del serramento dipende oltre che dallrsquoelemento trsparente dal tipo di telaio e dallapermeabilitagrave allrsquoaria Se la massa del telaio non egrave inferiore al 70 di quella della vetrata e se la sua superficienon egrave superiore al 25 di quella complessiva del serramento si puograve assimilarlo alla vetrata nella stima del poterefonoisolante altrimenti dovragrave essere valutato indipendentemente Per ottenere dal telaio il miglior isolamento sipuograve far riferimento alle stesse indicazioni date per la realizzazione di pannelli e pareti Va inoltre garantita latenuta dellrsquoaria applicando guarnizioni tra vetro e telaio mobile e tra questo e lrsquoinfisso in modo da eliminarepercorsi di trasmissione diretti per via aerea (vedi fig 152) Altro punto critico egrave la presenza di un cassonetto che generalmente comporta la presenza di passaggi direttidrsquoaria e fessure oltre che per lo scarso potere fonoisolante dei pannelli che lo compongono si puograve intervenireadottando un cassonetto silenziato il silenziamento consiste nel rivestire il vano interno con materialefonoassorbente e nellrsquoincrementare massa e isolamento dei pannelli

Fig 158Cassonetto silenziato

Fig 157Tipi di vetrate in ordine diefficacia crescentea) vetro monoliticob) vetro-camerac) vetro stratificatod) vetro-camera con una lastra

stratificatae) vetro-camera con due lastre

stratificate

Capitolo 1

124

16 Principali grandezze descrittive delle prestazioni degli edificie degli elementi di edificio

Esistono molte grandezze definite dalla normativa italiana ed internazionale per esprimere le prestazioniacustiche dei sistemi edilizi la loro conoscenza egrave fondamentale per uno studio dettagliato dei metodi di controllodel rumore e per la comprensione delle norme che trattano tali problemi Una prima distinzione egrave tra le grandezze che descrivono le prestazioni dellrsquoedificio (lrsquoisolamento acusticodegli ambienti) e quelle che si riferiscono al comportamento dei singoli elementi costitutivi del sistema(partizioni verticali e orizzontali serramenti ecc) Tutte le grandezze relative al fonoisolamento aereo valutano una differenza di livelli sonori tra un ambientedisturbante e uno disturbato lo stesso potere fonoisolante R precedentemente definito come

tWiW

10logR = dB (161)

in presenza di due locali con campi sonori sufficientemente diffusi e in assenza di trasmissione per vie diverse daquella diretta risulta

dB AS10logL-LR S

21 += (162)

doveL1 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente emittente in dBL2 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente ricevente in dBSS area dellrsquoelemento di separazione in m2A area di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2

Il termine 10log(SSA) garantisce la normalizzazione della misura rispetto allrsquoassorbimento acustico del localedisturbato in altri casi si adotta una normalizzazione rispetto al tempo di riverberazione in questo modo si rendeil risultato indipendente dalle particolaritagrave dellrsquoambiente in questione Analogo egrave il caso dellrsquoisolamento acustico normalizzato rispetto lrsquoassorbimento equivalente Dn

dB AA10logL-LD

021n minus= (163)

dove A0 egrave unrsquoarea di assorbimento equivalente di riferimento e il termine 10log(AA0) garantisce lanormalizzazione della misura

Tab 161 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaR Potere fonoisolante ISO 140-3 4Dnc Isolamento acustico normalizzato del controsoffitto ISO 140-9 3Dne Isolamento acustico normalizzato di un piccolo elemento ISO 140-10 1Dns Isolamento acustico normalizzato per trasmissione aerea

indiretta attraverso un sistema SNon disponibile

Fondamenti di acustica

125

Tab 162 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaRrsquo Potere fonoisolante apparente ISO 140-4 5Rrsquo45deg Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 3Rrsquotrs Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 4Dn Isolamento acustico normalizzato rispetto allrsquoassorbimento

equivalenteISO 140-4 3

DnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-4 4

Dls2mnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-5 7

Tutte le grandezze relative al fonoisolamento dei rumori impattivi si riferiscono invece ad una singola misuradi livello sonoro nellrsquoambiente disturbato a cui va aggiunto un termine per la normalizzazione rispettoallrsquoassorbimento acustico oppure rispetto al tempo di riverberazione del locale disturbato Ne egrave un esempio illivello di pressione sonora di calpestio normalizzato

dB AA10logLL

0in += (164)

doveLi egrave il livello di pressione sonora di calpestio nellrsquoambiente ricevente utilizzando un generatore il rumore

di calpestio normalizzato in conformitagrave alla EN ISO 140-7 in dBA egrave lrsquoarea di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2A0 area di assorbimento equivalente di riferimento pari a 10 m2

Tab 163 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico del rumore di calpestio

ISOLAMENTO ACUSTICO DEL RUMORE DI CALPESTIO

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLn Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-6 4

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLrsquon Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-7 2LrsquonT Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato rispetto

al tempo di riverberazioneISO 140-7 3

Per una descrizione particolareggiata di tutte le grandezze qui elencate si vedano i capitoli 3 5 6 e 7

Capitolo 1

126

Bibliografia

[10] Spagnolo Renato Manuale di acustica applicata Torino UTET 2002[11] Sacchi Alfredo Caglieris Giovanni Fisica Tecnica Torino UTET 1996[12] Barducci Italo Acustica applicata Milano Masson 1993[13] Resnick R Halliday D Krane K S Fisica Milano Ambrosiana 1967[14] Toni M Interventi materiali e strumenti per lrsquoisolamento acustico degli edifici Rimini Maggioli 1997[15] Elia G Geppetti G Progettazione acustica di edifici civili e industriali Roma NIS 1994[16] Harris C M Noise control in buildings New York McGraw Hill 1997[17] Brosio E Protezione dai rumori di calpestio prestazioni dei pavimenti e problemi di valutazione in

Rivista Italiana di Acustica Vol IV n11980[18] Semprini G La realizzazione e le prestazioni dei pavimenti galleggianti

in Rivista Italiana di Acustica Vol 28 n3-42004[19] UNI EN ISO 717-1 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento acustico per via aerea[110] UNI EN ISO 717-2 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento del rumore di calpestio[111] UNI EN ISO 140 1999 Misurazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

Capitolo 1

18

Sia nel caso di misure ponderate o meno si tratta sempre di livelli globali e non si puograve quindi valutare lanatura del rumore a partire da questi soli risultati Unrsquoanalisi piugrave accurata puograve essere svolta suddividendo ilcampo delle frequenze in bande piugrave o meno larghe ed esaminando i livelli di pressione sonora in ognuna diqueste si compie in questo modo unrsquoanalisi in frequenza Le suddivisioni piugrave utilizzate sono quelle in bande diottava e di un terzo di ottava

Tab 111 ndash Caratteristiche delle bande di frequenza

Bande di ottava Bande di terzo di ottava

fff 21c sdot=

111

2 f2f 2f sdot==

fff 21c sdot=

13

2 f 2f =

Dovefc egrave la frequenza centrale di banda f1 e f2 sono le due frequenze che la delimitano

Analisi di rumori variabili nel tempo

Un rumore puograve essere caratterizzato da una diversa variabilitagrave nel tempo per questo motivo egrave stata introdottauna classificazione convenzionale che prende in esame i casi piugrave tipici

- rumore stazionario rumore che presenta piccole fluttuazioni di livello durante il periodo di osservazione- rumore fluttuante rumore il cui livello cambia continuamente con fluttuazioni apprezzabili durante il

periodo di osservazione- rumore intermittente rumore il cui livello cade bruscamente al valore di fondo durante il periodo di

osservazione e avente un tempo durante il quale il livello rimane ad un valore costante diverso da quellodellrsquoambiente superiore a circa 1 secondo

- rumore impulsivo rumore caratterizzato da una o piugrave variazioni rapide di energia sonora ognuna di duratainferiore a 1 secondo quando lrsquointervallo fra impulsi di ampiezza comparabile egrave inferiore a 02 secondi ilrumore egrave detto impulsivo quasi stazionario

Il livello sonoro equivalente egrave la grandezza che permette di descrivere un rumore variabile nel tempo esso egravedefinito come il valore del livello di pressione sonora di un rumore continuo che in un certo periodo di tempoha lo stesso valore efficace di pressione del rumore avente livello variabile nel tempo Il livello sonoroequivalente fa riferimento alla scala di ponderazione A in caso contrario si parla semplicemente di livelloequivalente

dB(A) dt p

(t)pT1 log10L

T

0 02A

2

Aeq

= int (1117)

che nel caso discreto come accade utilizzando uno strumento digitale diviene

dB(A) pp

N1 log10L

N

1 02

iA2

Aeq

= sum (1118)

La misurazione di una tale grandezza avviene generalmente utilizzando un fonometro integratore e non presentaparticolari difficoltagrave occorre tuttavia prestare attenzione alla scelta della variabile T ovvero il tempo diintegrazione una scelta errata del tempo T puograve portare ad errori di valutzione anche notevoli

Fondamenti di acustica

19

Se il rumore anzicheacute essere descritto attraverso un livello sonoro variabile con continuitagrave egrave rappresentato dauna serie di livelli sonori associati ad intervalli di tempo in cui egrave suddiviso lrsquointero periodo di osservazione T illivello sonoro equivalente totale puograve essere calcolato come segue

dB(A) 10 Tt log10L

n

1

10AeqiL

iAeqTot

= sum (1119)

Se di un rumore fluttuante egrave dato solo il livello sonoro equivalente si perdono le informazioni relative allrsquoentitagravedelle fluttuazioni Si puograve ovviare a questo limite ricorrendo allrsquoanalisi statistica del rumore che permette dideterminare quale livello sonoro LN egrave stato superato per una certa percentuale (N) del tempo di misura adesempio il valore L90 indica che il livello sonoro egrave stato superiore a tale valore per il 90 del tempo di misuraNello studio dei rumori si ricorre inoltre alle seguenti definizioni

- rumore ambientale egrave il livello sonoro equivalente generato da tutte le sorgenti presenti in un luogo per undeterminato periodo

- rumore specifico egrave il livello sonoro equivalente attribuibile ad una determinata sorgente- rumore residuo egrave il livello sonoro equivalente in assenza di specifiche sorgenti di rumore- rumore di fondo egrave il livello sonoro superato per il 95 del tempo (L95)

Lo strumento dedicato alla rivelazione della pressione sonora egrave il fonometro o misurtore di livello sonoroEsso consiste in un microfono circuiti amplificatori e attenuatori filtri di ponderazione e di analisi spettraleoltre che di un dispositivo di visualizzazione I fonometri possono essere di classe 0 1 2 3 a seconda della loroprecisione e i loro requisiti sono definti da apposite norme internazionali Il funzionamento di un fonometro egrave il seguente il microfono rappresenta il trasduttore pressione-tensioneelettrica ed egrave generalmente del tipo a condensatore con polarizzazione esterna o con prepolarizzazione latensione del microfono viene amplificata attenuata e quindi il segnale viene filtrato per permettere laponderazione in frequenza secondo una delle curve convenzionali precedentemente descritte (la ponderazione Aegrave obbligatoria su tutti i fonometri le altre sono opzionali) Segue lrsquoestrazione del valore efficace (RMS)dapprima il segnale viene rettificato poi se ne estrae la radice quadrata quindi viene ricavato il valore mediomediante un circuito integratore da non confondersi con i circuiti integratori che compiono lrsquointegrazione e lamedia nei fonometri integratori il tutto secondo la seguente definizione matematica

τd)τ(pT1 (t)p

t

Tt

2eff int

minus= (1120)

Piugrave lungo egrave il periodo di integrazione T piugrave piccole saranno le fluttuazioni del valore efficace istantaneo inmodo da ottenere unrsquoindicazione di livello piugrave facilmente valutabile Le costanti di tempo sono normalizzate

- costante di tempo slow (lenta) egrave pari a 1 s- costante di tempo fast (veloce) egrave pari a 125 ms- costante di tempo impulse (impulsiva) caratterizzata da una rapida risposta in salita pari a 35 ms e da una

lenta discesa (29 dBs) per permettere una piugrave agevole lettura sui vecchi strumenti con indicatore ad ago

Nei fonometri integratori egrave infine possibile ricavare il livello sonoro equivalente Leq tramite unrsquointegrazioneanalogica o con una sommatoria il tempo su cui si vuole effettuare la misura puograve essere preimpostato

Capitolo 1

110

12 Acustica dei sistemi edilizi

Il rumore egrave una potenziale causa di disturbo e di danno in molteplici situazioni ma egrave forse allrsquointerno degliedifici che questo problema si manifesta nel modo piugrave evidente suscitando vivaci reazioni Un disagio acusticoaffligge la maggior parte dei manufatti edili sia quelli adibiti ad abitazione che quelli destinati alle piugrave svariateattivitagrave pensiamo ad esempio alle scuole o agli ospedali Le cause sono molteplici da quelle esterne come iltraffico veicolare le attivitagrave industriali e commerciali a quelle interne allrsquoedificio stesso come i comportamentidei vicini o il funzionamento degli impianti tecnici Non sempre egrave possibile intervenire sulla fonte del disturboper ridurlo allrsquoorigine come sarebbe auspicabile unrsquoefficace alternativa egrave la realizzazione di fabbricati in gradodi proteggere gli occupanti da qualsiasi genere di rumore indesiderato indipendentemente dalla sua provenienza

Per ottenere i migliori riultati egrave necessario che il problema venga affrontato fin dalla fase di progettazionevalutando le soluzioni costruttive piugrave efficaci e il comportamento sotto il profilo acustico di ogni singolocomponente purtroppo questa pratica egrave oggi ampiamente disattesa se non totalmente ignorata La conoscenzadei meccanismi di trasmissione del rumore e dei principi del fonoisolamento permette non solo di realizzareambienti piugrave confortevoli ma anche di prevedere con un certo grado di approssimazione quale saragrave ilcomportamento acustico dellrsquoedificio e quindi di perseguire gli standard prestazionali richiesti dallrsquoutenza oimposti dalle norme legislative ottimizzando le scelte progettuali

Trasmissione del rumore

Il rumore proveniente dallrsquoesterno o dallrsquointerno stesso dellrsquoedificio si propaga attraverso i suoi localiseguendo differenti percorsi egrave pertanto utile classificare i piugrave comuni metodi di trasmissione sonora

- Trasmissione per via aerea in questo tipo di trasmissione il rumore egrave generato direttamente sotto forma dionde sonore che si propagano nellrsquoaria e possono giungere allrsquoascoltatore attraverso qualsiasi percorso aereodiretto come una finestra aperta un corridoio o un condotto di ventilazione che mette in comunicazione dueambienti in alternativa le onde sonore possono investire una parete o un altro elemento di separazione tradue ambienti tale elemento messo in vibrazione dalla sollecitazione sonora si comporta a sua volta comeuna nuova sorgente capace di irradiare verso lrsquoaltro lato della partizione Entrambi i meccanismi sonoillustrati in Fig 12

- Trasmissione per via strutturale si verifica quando una quota di energia meccanica viene impartitadirettamente ad una struttura dellrsquoedificio dove per struttura si intende indifferentemente un elemento

Fig 121 Il rumore puograve provenire da molti tipidi sorgenti e propagarsi attraversovari percorsi di trasmissione

Fondamenti di acustica

portante un tamponamento o qualsiasi altro corpo solidamente connesso con lrsquoedificio La sollecitazionepuograve avvenire in diversi modi si tratta generalmente di un urto di vibrazioni o piugrave frequentemente delcalpestio su un pavimento La sollecitazione meccanica che investe la struttura si propaga allrsquointernodellrsquoedificio fino a raggiungere una partizione o una superficie di altro genere che messa cosigrave in vibrazionefinisce per irradiare rumore aereo

Fig 122

ndash Trasmissione del rumore per via strutturale diversi tipi di sorgenti e possibili percorsi di trasmissione [16]

111

Capitolo 1

112

13 Il fonoisolamento dei rumori aerei

Quando lrsquoonda sonora incontra un ostacolo parte dellrsquoenergia viene riflessa dalla sua superficie unrsquoaltra parteviene assorbita dal materiale quindi trasformata in calore o energia meccanica e puograve propagarsi per via lateralementre la quota restante viene trasmessa al di lagrave dellrsquoostacolo Lrsquoisolamento offerto dal materiale dipende dallasua capacitagrave di impedire che lrsquoenergia sonora lo attraversi e si propaghi oltre di esso Bisogna distinguere tra isolamento acustico che egrave la facoltagrave di attenuare la propagazione sonora tra dueambienti indipendentemente dai percorsi che questa puograve seguire e potere fonoisolante che descrive invece lequalitagrave intrinseche di un elemento del sistema edilizio (partizioni serramenti ecc) in rapporto alla suatrasparenza acustica

Fig 131 ndash Percorsi di trasmissione

Detto τ il fattore di trasmissione che esprime il rapporto tra energia sonora trasmessa ed energia sonoraincidente

iWtW

=τ (131)

Il potere fonoisolante R egrave dato da

tWiW

10log1log10R =τ

= dB (132)

Il comportamento di un elemento edilizio nei confronti di questa grandezza egrave complesso e dipendeprincipalmente dallrsquoimpedenza ossia dalla capacitagrave di due mezzi di propagazione contigui (il materialedellrsquoelemento e lrsquoaria) di accoppiarsi Si egrave soliti distinguere tra elementi omogenei monolitici e compositi nelprimo caso egrave possibile attuare un calcolo previsionale abbastanza attendibile mentre nel secondo si devericorrere a delle semplificazioni anche notevoli rientrano in questa categoria anche gli elementi realizzati constrati multipli accoppiati

Fondamenti di acustica

113

Comportamento di elementi omogenei monolitici

In prima approssimazione il potere fonoisolante di questi elementi dipende dalla loro massa dalla frequenza edallrsquoangolo di incidenza dellrsquoonda sonora Il comportamento egrave in linea generale espresso dalla legge di massaanche se come si vedragrave esistono dei precisi limiti al suo campo di applicazione

cosc

fm1log10R2

00

θ

ρπ

+= dB (133)

dovef egrave la frequenza in Hzm egrave la massa in kgm2ρ0 egrave la densitagrave dellrsquoaria in kgm3c0 egrave la velocitagrave di propagazione del suono nellrsquoaria in msθ egrave lrsquoangolo di di incidenza

Un elemento divisorio di dimensioni finite come un pannello o una parete egrave inoltre soggetto ai sequenti fenomeni

- risonanza- effetto di coincidenza- smorzamento o perdita

A seconda della geometria dellrsquoelemento del modo in cui egrave vincolato e delle caretteristiche del materiale egravepossibile definire tramite opportune equazioni le sue frequenze naturali fn la sua piugrave bassa frequenza naturale egravedefinita come frequenza fondamentale f1 ed egrave quella per cui si verifica la maggior ampiezza di oscillazione Latrasmissione acustica attraverso un pannello monostrato omogeneo si divide in due distinte tipologie latrasmissione non risonante che si ha quando lrsquoenergia sonora incidente pone in moto forzato la struttura senzaeccitarne i modi propri (in questo caso il comportamento egrave dominato dalla massa) e la trasmisione risonante incui sono eccitati i modi propri (il comportamento egrave controllato dallo smorzamento e dallrsquoefficienza diradiazione) Lrsquoeffetto di coincidenza si verifica quando su un pannello investito da unrsquoonda sonora la proiezione dellalunghezza drsquoonda del suono λ incidente secondo lrsquoangolo θ egrave uguale alla lunghezza drsquoonda flessionale λtr neltramezzo

θλ

=λsentr (134)

Fig 132Effetto di coincidenza

Capitolo 1

114

In questo caso si ha la ricostruzione dellrsquoonda sollecitante nellrsquoambiente disturbato con una conseguenteperdita di potere fonoisolante rispetto alla legge di massa La piugrave bassa frequenza per cui si verifica il fenomenodella coincidenza si ha per un angolo di incidenza θ=90deg ossia per incidenza radente del suono e si chiamafrequenza critica fc Essa egrave funzione delle caratteristiche del materiale del divisorio e del suo spessore

Hz Eρ

t18c

tc 18cf

20

L

20

c == (135)

dovecL velocitagrave dellrsquoonda longitudinale nel mezzo del divisorio in mst spessore del divisorio in mE Modulo di elasticitagrave longitudinale del divisorio in Nm2ρ massa volumica del divisorio in kgm3

Oltre la frequenza critica diventa determinante il fattore di smorzamento totale η spesso indicato anche comefattore di perdita (loss factor) si tratta di un numero puro che egrave la somma del fattore di perdita interno propriodel materiale e di quello dovuto agli effetti della costruzione (condizioni al perimetro e di vincolo)

n

iJ1jijinttot sum

ne=η+η=η (136)

doveηtot fattore di perdita totale (Total Loss Factor TLF)ηint fattore di perdita interno (Internal Loss Factor ILF)ηij fattore di perdita da accoppiamento (Coupling Loss Factor CLF)

Nel complesso se si esamina lrsquointera gamma delle frequenze si possono individuare varie zone in cui il poterefonoisolante R dipende dai vari fattori sopra descritti

Fig 133 ndash Potere fonoisolante di un divisorio semplice e omogeneo

Fondamenti di acustica

115

Comportamento dei divisori multipli

Molto piugrave complessa egrave la previsione delle prestazioni dei divisori multipli oltre ai problemi connessi ad ognisingolo componente vi sono quelli dovuti alla loro interazione Alcuni casi come i pannelli doppi sono statiampiamente studiati e non solo si conosce il loro comportamento dal punto di vista qualitativo ma sono anchestati sviluppati dei modelli di calcolo previsionale che verranno illutrati piugrave dettagliatamnte nel capitolo 4 Cilimiteremo per il momento a descrivere alcuni tipici fenomeni che sono alla base del loro comportamento

Fig 134 ndash Potere fonoisolante di un divisorio doppio

Come indicato in fig 134 anche per i divisori a doppio starto si possono individuare delle zone in cuiprevalgono la legge di massa o altri fenomeni come la risonanza massa-aria-massa o le risonanze di cavitagrave Larisonanza massa-aria-massa nel caso semplificato di due pannelli uguali di massa m separati da uno strato drsquoariadi larghezza d si verifica per la seguante frequenza

md

cρ2 η2

1f2

00m = Hz (137)

Le risonanze di cavitagrave ad alta frequenza sono dovute ad onde stazionarie nello spazio compreso tra i duepannelli le frequenze fp sono date da

θ 2dcos

cpf 0p = Hz (138)

con la frequanza piugrave bassa per p=1 (primo modo di oscillazione) e θ = 0deg (incidenza normale) quindi

2dcf 0

p1 = Hz (139)

Le risonanze di cavitagrave a bassa frequenza sono invece causate da onde stazionarie bidimensionali legate alledimensioni dei lati (a b) del divisorio Per λ molto maggiore di d si ha

Capitolo 1

116

bq

ap

2cf 2

2

2

20

pq += Hz (1310)

Con la frequenza piugrave bassa per p = q = 1Una delle ipotesi semplificative piugrave comunemente adottate egrave che i due strati siano completamente isolati nei casireali vi sono solitamente degli elementi rigidi di connessione (traverse montanti) che si comportano da pontiacustici riducendo il potere fonoisolante

14 Il fonoisolamento dei rumori impattivi

Con il generico termine i rumori impattivi si egrave soliti intendere un insieme di fenomeni che si possonoverificare allrsquointerno di un edificio per effetto delle seguenti cause

- percussioni dovute a cadute di oggetti urti e calpestio- vibrazioni generate dal funzionamento di macchinari e impianti tecnici piugrave o meno rigidamente collegati con

le strutture dellrsquoedificio- attrito dovuto allo sfregamento di mobili o altri oggetti

Ognuno di questi rumori egrave in grado di propagarsi non solo dalla parte opposta dellrsquoelemento sollecitato maanche in altre parti dellrsquoedificio eventualmente molto lontane dalla sorgente in funzione delle caratteristichestrutturali della costruzione Una delle conseguenze egrave che la trasmissione indiretta attraverso le strutture laterali egravein proporzione maggiore rispetto a quella che si verifica con i rumori aerei Le modalitagrave con cui avviene la trasmissione dei rumori impattivi sono soggette a studi alquanto complessi cheprendono in considerazione il tipo di forza eccitante la forma e la natura del corpo eccitato le sue caratteristicheelastiche e cosigrave via

Fig 141Trasmissione diretta e per vialaterale del rumore di calpestio

Fondamenti di acustica

117

Il calpestio costituisce il rumore drsquourto piugrave verificabile ed avvertito nelle case drsquoabitazione al fine di mettere apunto le tecniche di misura e di studiare il comportamento dei solai agli effetti di questa fonte di disturbo egrave statonormalizzato in sede internazionale un generatore meccanico che assolve alla funzione di eccitare le strutturesecondo modalitagrave ben definite e perfettamente riproducibili Il generatore di calpestio normalizzato egrave costituitoda 5 martelli in linea azionati da un albero a camme collegato con un motore elettrico (vedi par 34) e in linea dimassima si puograve dire riproduca amplificandola la sollecitazione prodotta da una persona che cammininellrsquoambiente disturbante

Il principio della misura consiste nel far funzionare il generatore su un pavimento e nel misurare nellrsquoambientesottostante il livello di pressione sonora prodotto Lrsquoanalisi viene condotta per bande drsquoottava o di terzo di ottavae il livello di rumore viene corretto da una quantitagrave che tiene conto dellrsquoassorbimento o del tempo diriverberazione nellrsquoambiente di ricezione Come nel caso dei rumori aerei biogna distinguere tra le prestazioni dellrsquoedificio ossia lrsquoisolamento acusticoche egrave la facoltagrave di attenuare la propagazione sonora tra due ambienti indipendentemente dai percorsi che questapuograve seguire e le prestazioni dellrsquoelemento divisorio che in questo caso non sono piugrave espresse in termini dipotere fonoisolante R ma di livello di pressione sonora di calpestio normalizzato Ln lrsquoisolamento offerto egraveinversamente proporzionale al suo valore Il modello fisico adottato per lo studio del problema fa riferimento ad una piastra eccitata da forze impulsiveperiodiche si suppone inoltre che la durata di ogni singola forza impulsiva sia breve in rapporto al periodo dellapiugrave alta frequenza considerata Sulla base di questi presupposti si puograve prevedere lrsquoLn irradiato da una piastranellrsquoambiente sottostante per calcoli eseguiti in bande di ottava risulta

dB ηhcρA51p

σcρ410logL 3L

2p0

20

20

20

10n = (141)

Per calcoli eseguiti in bande di un terzo di ottava

dB 5- ηhcρA51p

σcρ410logL 3L

2p0

20

20

20

10n = (142)

doveρ0 massa volumica dellrsquoariac0 velocitagrave del suono nellrsquoaria (=340 ms)σ fattore di radiazione in prima approsimazione egrave assimilabile a 1 qualora sia richiesta una valutazione

piugrave accurata per fgtfc risulta

dB ff1

12 -c

minus=σ

η fattore di perdita totale

Fig 142Macchina generatrice di calpestionormalizzato

Capitolo 1

118

p0 pressione sonora di riferimento pari a 210-5 Nm2A0 area di assorbimento acustico equivalente pari a 10 m2ρp massa volumica del solaio (piastra) in kgm3

cL velocitagrave dellrsquoonda longitudinale nel materiale in msh spessore del solaio

Ne risulta uno spettro quasi costante in funzione della frequenza Una leggera pendenza con valori crescenti alcrescere della frequenza egrave dovuta alla dipendenza di alcuni fattori (σ e η) da f il livello sonoro decresce conlrsquoaumentare di η che egrave legato oltre che alla natura del materiale alle sue condizioni di vincolo il livello egrave tantopiugrave basso quanto piugrave rigido egrave il suo incastro alla struttura portante

15 Linee guida alla progettazione acustica

Al fine di conseguire i migliori risultati in termini di isolamento acustico dellrsquoedificio sia nel caso dei rumoriaerei che per quelli impattivi occorre intervenire su due diversi aspetti del problema

- i percorsi di trasmissione- le prestazioni degli elementi del sistema edilizio

Lrsquoisolamento acustico dei locali di un edificio non dipende esclusivamente dalle prestazioni acustiche offertedallrsquoelemento divisorio poicheacute in realtagrave esistono diversi possibili percorsi di trasmissione del rumore

- Percosi diretti per via aerea come fori o fessure in corrispondenza dellrsquoelemento di separazione ne sono uncaso tipico le fessure lungo il perimetro dei serramenti sia interni che esterni

- Percosi indiretti per via aerea quali condotti di areazione o per il passaggio di impianti corridoiintercapedini di controsoffitti o di pavimenti sopraelevati

- Percorsi diretti per via strutturale egrave il caso di un elemento di separazione tra due ambienti che messo invibrazione da una sollecitazione sonora o meccanica si comporta a sua volta come una nuova sorgentecapace di irradiare verso lrsquoaltro lato della partizione

- Percorsi indiretti per via strutturale in questo caso la struttura sollecitata puograve essere quella divisoria e levibrazioni si trasmettono da questa agli elementi laterali oppure sono sollecitate direttamente le strutturelaterali e le vibrazioni si propagano da queste allrsquoelemento di separzione o ad altri elementi laterali

Fig 151Percorsi di trasmissionevia aerea diretta (τe)via aerea indiretta (τs)via strutturale diretta (τd)via strutturale indiretta (τf)

Fondamenti di acustica

119

Occorre in primo luogo cercare di eliminare qualsiasi percorso diretto per via aerea dal momento che aperturedi dimensioni anche molto limitate possono compromettere pesantemente lrsquoisolamento dellrsquointero sistemaTipico egrave il caso delle fessure che si creano in corrispondenza della battuta tra telaio mobile e telaio fisso neiserramenti per cui egrave utile ricorrere a battute doppie o triple e allrsquouso di guarnizioni di tenuta Problemi analoghisi verificano anche in presenza di cassonetti per cui valgono gli stessi accorgimenti

Anche i percorsi indiretti per via aerea dovrebbero esser evitati se possibile ad esempio facendo sigrave che neilocali dotati di controsoffitti o pavimenti sopraelevati non si creino dei plenum capaci di mettere indirettamentein contatto ambienti diversi Nel caso di condotti di areazione e simili risulta evidentemente impossibilesopprimere gli stessi ma si puograve perograve intervenire rivestendo il loro interno con materiali assorbenti limitando inquesto modo la propagazione dei rumori al loro interno La trasmissione lungo i percorsi indiretti per via strutturale puograve essere limitata inserendo dei giunti didesolidarizzazione realizzati con strati di materiali elastici Ersquo da notare perograve che se da un lato questa soluzioneriduce la trasmissione laterale dallrsquoaltro fa si che le strutture siano vincolate meno rigidamente con unaconseguente riduzione dello smorzamento ne puograve quindi derivare un peggioramento delle prestazioni di pareti esolai (riduzione di R e aumento di Ln) peggioramento in genere abbastanza contenuto se non trascurabile

Resta ora da affrontare il problema della trasmissione del rumore secondo i percorsi diretti e strutturali in altreparole attraverso gli elementi di separazione tra i vari locali dellrsquoedificio o tra questi e lrsquoesterno Gli elementi inquestione sono costituiti a seconda dei casi da partizioni verticali e orizzontali quali pareti solai divisori divaria natura serramenti e coperture da ognuno di questi elementi si dovragrave ottenere la massima prestazionepossibile in termini di potere fonoisolante o livello di pressione sonora di calpestio normalizzato

Fig 152Esempi di soglie di porta inordine di efficacia da sinistraverso destra

Fig 153Desolidarizzazione di una parete interna perinterposizione di uno strato di feltrosullrsquoestradosso del solaio

Capitolo 1

120

Pareti

Per ottenere le migliori prestazioni in termini di potere fonoisolante R dalle pareti tradizionali in lateriziooccorre attenersi alle seguenti regole pratiche

- ricorrere a pareti con la piugrave elevata massa superficiale possibile- adottare la tipologia a cassa vuota ovvero una parete doppia con intercapedine- aumentare il piugrave possibile lo spessore dellrsquointercapedine- inserire nellrsquointercapedine un materiale fonoisolante con un elevato coefficiente di assorbimento acustico- utilizzare intonaci di elevata densitagrave e spessore non solo sulle superfici esterne della parete ma anche su

uno dei lati interni della parete a cassa vuota- sigillare accuratamente i giunti tra i mattoni- utilizzare mattoni di grande formato- non realizzare tracce per impianti direttamente affacciate sui due lati della struttura- ricorrere a stratigrafie asimmetriche nei muri a cassa vuota

Le indicazioni appena citate possono essere di grande utilitagrave ma la tipologia costruttiva in questione non sidimostra particolarmente idonea a conseguire elevati standard prestazionali specie se egrave presente lrsquoesigenza dilimitare costi dimensioni e pesi Molto piugrave performanti si dimostrano in genere le pareti leggere multistrato Mentre le pareti pesanti semplici o doppie consentono di contenere la trasmissione del rumore in virtugrave dellaloro massa quelle leggere multistrato si basano su un diverso principio quello di smorzare la trasmissione dellevibrazioni che si propagano da un elemento allrsquoaltro grazie a collegamenti elastici tra i vari strati Due o piugrave stratidi materiali rigidi tipicamente cartongesso o legno il piugrave possibile disaccoppiati dalle altre strutture sonoseparati da aria o materiali elastici con funzione fonoassorbente (fibra di vetro lana di roccia strati porosi ecc)in modo che le vibrazioni indotte nel primo pannello non si trasmettano direttamente ai successivi per via solidama siano smorzate allrsquointerno dellrsquointercapedine trasformandosi in energia meccanica e calore Nelle condizioniideali tali tipologie costruttive permettono di realizzare un sistema massa-molla-massa di elevate prestazioni egraveperograve necessario che i collegamenti tra le parti non siano rigidi requisito questo che in genere non vienetotalmente rispettato data la presenza allrsquointerno dei pannelli di montanti traverse o elementi di fissaggiopuntuali Benchegrave le pareti multistrato leggere non godano di grande diffusione nel contesto dellrsquoedilizia italianane esistono molte tipologie e sono utilizzate massicciamente e con indubbi vantaggi in molti paesi

Fig 154Una parete pesante in laterizio a confrontocon una leggera a lastre di cartongesso sutelaio metallico

Fondamenti di acustica

121

Esiste un ultimo sistema per incrementare le prestazioni di una parete tradizionale e consiste nellrsquoapplicaresulla superficie di questa una controparete costituita da un pannello rigido ad esempio cartongesso conlrsquointerposizione di un supporto elastico Si determina cosigrave un sistema risonante a doppia parete che puograve produrreun incremento del potere fonoisolante ∆R anche sensibile Condizione fondamentale per lrsquoefficacia del sistema egraveche il collegamento tra le due strutture avvenga con il minor numero possibile di punti rigidi inoltre il materialedel supporto (generalmente lana di vetro) deve essere dotato di una ridotta rigiditagrave dinamica srsquo (espressa inMNm3 egrave il rapporto tra il modulo elastico e lo spessore srsquo=Ed) Ersquo un tipo di intervento particolarmente adattoa migliorare le prestazioni di divisori giagrave esistenti

Solai e pavimenti

Ai solai si chiede un contributo in termini di isolamento acustico sia nei confronti dei rumori aerei che diquelli impattivi Lrsquoisolamento dai rumori aerei non egrave generalmente un problema specie con lrsquoutilizzo di solai inlatero-cemento a blocchi e travetti in virtugrave della loro massa elevata piugrave critico risulta il comportamento neiconfronti del calpestio Il fonoisolamento dei rumori di calpestio puograve essere migliorato aumentando la massa e lospessore del solaio tuttavia lrsquoincremento di prestazioni che se ne ricava risulta modesto I sistemi adottati perridurre il livello Ln di una quota che convenzionalmente viene definita ∆L sono i seguenti

- pavimenti resilienti- controsoffitti- pavimenti galleggianti

I pavimenti resilienti consistono di un rivestimento di finitura applicato al solaio portante e dotato di un certogrado di elasticitagrave si tratta solitamente di rivestiementi tessili (moquettes) pavimenti in gomma e in materialeplastico di varia natura Si ottiene in questo modo un incremento dellrsquoisolamento ∆L crescente al crescere di f apartire da una frequenza di taglio che egrave funzione della rigiditagrave dinamica del materiale utilizzato anche in questocaso egrave necessario utilizzare materiali con bassi valori della rigiditagrave dinamica I controsoffitti applicati sullrsquointradosso del solaio sollecitato lavorano in maniera analoga ad una controparetee hanno lo svantaggio di agire solo sulla componente aerea del rumore senza limitare quella strutturale che sipuograve propagare lungo i percorsi di trasmissione laterali Lrsquoutilizzo di pavimenti resilienti e controsoffitti egrave ingenere fortemente vincolato dalla destinazione drsquouso dei locali e dalle specifiche esigenze degli utenti Lo strumento piugrave efficace per incrementare le prestazioni di un solaio egrave il ricorso al pavimento galleggianteesso consiste di un massetto galleggiante armato di 4-10 cm di spessore appoggiato su uno strato di materialeelastico dotato di ridotta rigiditagrave dinamica Lrsquoincremento di prestazioni ∆L cresce con la frequenza a partire dauna frequenza di taglio Gli accorgimenti da seguire nella sua realizzazione sono riportati qui di seguito

Fig 155Controparete in cartongesso suparete tradizionale in laterizio

Capitolo 1

122

- Mantenere una perfetta desolidarizzazione del massetto galleggiante dalla sottostante soletta evitando laformazione di punti di contatto rigidi egrave necessario garantire la perfetta continuitagrave del materiale resiliente inmodo che al momento del getto del massetto questo non entri in contatto con la soletta di base

- Evitare la formazione di ponti acustici tra il massetto con relativo rivestimento di finitura e le struttureverticali quali pareti pilastri soglie di porta e tubi attraversanti il solaio per far ciograve egrave necessario risvoltare ilmateriale resiliente lungo gli elementi verticali e rifilarlo al livello della pavimentazione finita invece chedel massetto anche il contatto tra il battiscopa e la superficie del pavimento deve essere evitatointerponendo una lama drsquoaria o una stricia di materiale elastico

- Utilizzare per lo strato elastico di desolidarizzazione un materiale resiliente con bassa rigiditagrave dinamica ingrado di mantenere tale valore anche sotto lrsquoazione prolungata del carico permanente costituito dal massettogalleggiante i materiali solitamente utilizzati sono feltri di fibre minerali polimeri e materiali compositi

- Pulire il piano di posa del materiale resiliente per evitare che questo si danneggi e che possa subireschiacciamenti localizzati con conseguente incremento della rigiditagrave dunamica

- Realizzare un massetto galleggiante armato di densitagrave e massa elevati compatibilmente con lrsquoaumento dispessore che ciograve comporta

- Interrompere il pavimento galleggiante al di sotto dei tramezzi- Inserire giunti di dilatazione nel massetto-pavimento se questo egrave di dimensioni elevate (oltre i 40 m2 e per

lati superiori a 8 m) nel caso siano presenti giunti sulla soletta di base far coincidere i giunti del massettocon questi

- Non annegare le tubazioni degli impianti nel massetto galleggiante ma sotto lo strato isolante

Lrsquoefficacia di un pavimento galleggiante dipende in gran parte dalla qualitagrave dellrsquoesecuzione e dal rispettoscrupoloso delle indicazioni sopra elencate diventa pertanto fondamentale lrsquoimpiego di maestranze qualificateper lrsquoesecuzione dellrsquoopera

Fig 156 ndash Pavimento galleggiante

Fondamenti di acustica

123

Serramenti

I serramenti costituiscono spesso il punto debole del sistema di controllo dei rumori aerei specie nel caso incui siano dotati di ampie superfici vetrate La frequenza critica delle lastre di vetro viene a trovarsi allrsquointernodella gamma di frequenze considerata in posizione spesso centrale ne segue una caduta di R per effetto dicoincidenza adottando vetri-camera vi egrave inoltre un fenomeno di risonanza con riduzione di isolamento intornoalla frequenza di risonanza massa-aria-massa La scelta dei vetri deve essere fatta in modo oculato privilegiandoelementi di massa elevata e stratificati ma per prestazioni migliori egrave necessario ricorrere ai doppi telai o afinestre fisse e sigillate

La prestazione del serramento dipende oltre che dallrsquoelemento trsparente dal tipo di telaio e dallapermeabilitagrave allrsquoaria Se la massa del telaio non egrave inferiore al 70 di quella della vetrata e se la sua superficienon egrave superiore al 25 di quella complessiva del serramento si puograve assimilarlo alla vetrata nella stima del poterefonoisolante altrimenti dovragrave essere valutato indipendentemente Per ottenere dal telaio il miglior isolamento sipuograve far riferimento alle stesse indicazioni date per la realizzazione di pannelli e pareti Va inoltre garantita latenuta dellrsquoaria applicando guarnizioni tra vetro e telaio mobile e tra questo e lrsquoinfisso in modo da eliminarepercorsi di trasmissione diretti per via aerea (vedi fig 152) Altro punto critico egrave la presenza di un cassonetto che generalmente comporta la presenza di passaggi direttidrsquoaria e fessure oltre che per lo scarso potere fonoisolante dei pannelli che lo compongono si puograve intervenireadottando un cassonetto silenziato il silenziamento consiste nel rivestire il vano interno con materialefonoassorbente e nellrsquoincrementare massa e isolamento dei pannelli

Fig 158Cassonetto silenziato

Fig 157Tipi di vetrate in ordine diefficacia crescentea) vetro monoliticob) vetro-camerac) vetro stratificatod) vetro-camera con una lastra

stratificatae) vetro-camera con due lastre

stratificate

Capitolo 1

124

16 Principali grandezze descrittive delle prestazioni degli edificie degli elementi di edificio

Esistono molte grandezze definite dalla normativa italiana ed internazionale per esprimere le prestazioniacustiche dei sistemi edilizi la loro conoscenza egrave fondamentale per uno studio dettagliato dei metodi di controllodel rumore e per la comprensione delle norme che trattano tali problemi Una prima distinzione egrave tra le grandezze che descrivono le prestazioni dellrsquoedificio (lrsquoisolamento acusticodegli ambienti) e quelle che si riferiscono al comportamento dei singoli elementi costitutivi del sistema(partizioni verticali e orizzontali serramenti ecc) Tutte le grandezze relative al fonoisolamento aereo valutano una differenza di livelli sonori tra un ambientedisturbante e uno disturbato lo stesso potere fonoisolante R precedentemente definito come

tWiW

10logR = dB (161)

in presenza di due locali con campi sonori sufficientemente diffusi e in assenza di trasmissione per vie diverse daquella diretta risulta

dB AS10logL-LR S

21 += (162)

doveL1 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente emittente in dBL2 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente ricevente in dBSS area dellrsquoelemento di separazione in m2A area di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2

Il termine 10log(SSA) garantisce la normalizzazione della misura rispetto allrsquoassorbimento acustico del localedisturbato in altri casi si adotta una normalizzazione rispetto al tempo di riverberazione in questo modo si rendeil risultato indipendente dalle particolaritagrave dellrsquoambiente in questione Analogo egrave il caso dellrsquoisolamento acustico normalizzato rispetto lrsquoassorbimento equivalente Dn

dB AA10logL-LD

021n minus= (163)

dove A0 egrave unrsquoarea di assorbimento equivalente di riferimento e il termine 10log(AA0) garantisce lanormalizzazione della misura

Tab 161 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaR Potere fonoisolante ISO 140-3 4Dnc Isolamento acustico normalizzato del controsoffitto ISO 140-9 3Dne Isolamento acustico normalizzato di un piccolo elemento ISO 140-10 1Dns Isolamento acustico normalizzato per trasmissione aerea

indiretta attraverso un sistema SNon disponibile

Fondamenti di acustica

125

Tab 162 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaRrsquo Potere fonoisolante apparente ISO 140-4 5Rrsquo45deg Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 3Rrsquotrs Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 4Dn Isolamento acustico normalizzato rispetto allrsquoassorbimento

equivalenteISO 140-4 3

DnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-4 4

Dls2mnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-5 7

Tutte le grandezze relative al fonoisolamento dei rumori impattivi si riferiscono invece ad una singola misuradi livello sonoro nellrsquoambiente disturbato a cui va aggiunto un termine per la normalizzazione rispettoallrsquoassorbimento acustico oppure rispetto al tempo di riverberazione del locale disturbato Ne egrave un esempio illivello di pressione sonora di calpestio normalizzato

dB AA10logLL

0in += (164)

doveLi egrave il livello di pressione sonora di calpestio nellrsquoambiente ricevente utilizzando un generatore il rumore

di calpestio normalizzato in conformitagrave alla EN ISO 140-7 in dBA egrave lrsquoarea di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2A0 area di assorbimento equivalente di riferimento pari a 10 m2

Tab 163 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico del rumore di calpestio

ISOLAMENTO ACUSTICO DEL RUMORE DI CALPESTIO

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLn Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-6 4

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLrsquon Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-7 2LrsquonT Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato rispetto

al tempo di riverberazioneISO 140-7 3

Per una descrizione particolareggiata di tutte le grandezze qui elencate si vedano i capitoli 3 5 6 e 7

Capitolo 1

126

Bibliografia

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in Rivista Italiana di Acustica Vol 28 n3-42004[19] UNI EN ISO 717-1 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento acustico per via aerea[110] UNI EN ISO 717-2 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento del rumore di calpestio[111] UNI EN ISO 140 1999 Misurazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

Fondamenti di acustica

19

Se il rumore anzicheacute essere descritto attraverso un livello sonoro variabile con continuitagrave egrave rappresentato dauna serie di livelli sonori associati ad intervalli di tempo in cui egrave suddiviso lrsquointero periodo di osservazione T illivello sonoro equivalente totale puograve essere calcolato come segue

dB(A) 10 Tt log10L

n

1

10AeqiL

iAeqTot

= sum (1119)

Se di un rumore fluttuante egrave dato solo il livello sonoro equivalente si perdono le informazioni relative allrsquoentitagravedelle fluttuazioni Si puograve ovviare a questo limite ricorrendo allrsquoanalisi statistica del rumore che permette dideterminare quale livello sonoro LN egrave stato superato per una certa percentuale (N) del tempo di misura adesempio il valore L90 indica che il livello sonoro egrave stato superiore a tale valore per il 90 del tempo di misuraNello studio dei rumori si ricorre inoltre alle seguenti definizioni

- rumore ambientale egrave il livello sonoro equivalente generato da tutte le sorgenti presenti in un luogo per undeterminato periodo

- rumore specifico egrave il livello sonoro equivalente attribuibile ad una determinata sorgente- rumore residuo egrave il livello sonoro equivalente in assenza di specifiche sorgenti di rumore- rumore di fondo egrave il livello sonoro superato per il 95 del tempo (L95)

Lo strumento dedicato alla rivelazione della pressione sonora egrave il fonometro o misurtore di livello sonoroEsso consiste in un microfono circuiti amplificatori e attenuatori filtri di ponderazione e di analisi spettraleoltre che di un dispositivo di visualizzazione I fonometri possono essere di classe 0 1 2 3 a seconda della loroprecisione e i loro requisiti sono definti da apposite norme internazionali Il funzionamento di un fonometro egrave il seguente il microfono rappresenta il trasduttore pressione-tensioneelettrica ed egrave generalmente del tipo a condensatore con polarizzazione esterna o con prepolarizzazione latensione del microfono viene amplificata attenuata e quindi il segnale viene filtrato per permettere laponderazione in frequenza secondo una delle curve convenzionali precedentemente descritte (la ponderazione Aegrave obbligatoria su tutti i fonometri le altre sono opzionali) Segue lrsquoestrazione del valore efficace (RMS)dapprima il segnale viene rettificato poi se ne estrae la radice quadrata quindi viene ricavato il valore mediomediante un circuito integratore da non confondersi con i circuiti integratori che compiono lrsquointegrazione e lamedia nei fonometri integratori il tutto secondo la seguente definizione matematica

τd)τ(pT1 (t)p

t

Tt

2eff int

minus= (1120)

Piugrave lungo egrave il periodo di integrazione T piugrave piccole saranno le fluttuazioni del valore efficace istantaneo inmodo da ottenere unrsquoindicazione di livello piugrave facilmente valutabile Le costanti di tempo sono normalizzate

- costante di tempo slow (lenta) egrave pari a 1 s- costante di tempo fast (veloce) egrave pari a 125 ms- costante di tempo impulse (impulsiva) caratterizzata da una rapida risposta in salita pari a 35 ms e da una

lenta discesa (29 dBs) per permettere una piugrave agevole lettura sui vecchi strumenti con indicatore ad ago

Nei fonometri integratori egrave infine possibile ricavare il livello sonoro equivalente Leq tramite unrsquointegrazioneanalogica o con una sommatoria il tempo su cui si vuole effettuare la misura puograve essere preimpostato

Capitolo 1

110

12 Acustica dei sistemi edilizi

Il rumore egrave una potenziale causa di disturbo e di danno in molteplici situazioni ma egrave forse allrsquointerno degliedifici che questo problema si manifesta nel modo piugrave evidente suscitando vivaci reazioni Un disagio acusticoaffligge la maggior parte dei manufatti edili sia quelli adibiti ad abitazione che quelli destinati alle piugrave svariateattivitagrave pensiamo ad esempio alle scuole o agli ospedali Le cause sono molteplici da quelle esterne come iltraffico veicolare le attivitagrave industriali e commerciali a quelle interne allrsquoedificio stesso come i comportamentidei vicini o il funzionamento degli impianti tecnici Non sempre egrave possibile intervenire sulla fonte del disturboper ridurlo allrsquoorigine come sarebbe auspicabile unrsquoefficace alternativa egrave la realizzazione di fabbricati in gradodi proteggere gli occupanti da qualsiasi genere di rumore indesiderato indipendentemente dalla sua provenienza

Per ottenere i migliori riultati egrave necessario che il problema venga affrontato fin dalla fase di progettazionevalutando le soluzioni costruttive piugrave efficaci e il comportamento sotto il profilo acustico di ogni singolocomponente purtroppo questa pratica egrave oggi ampiamente disattesa se non totalmente ignorata La conoscenzadei meccanismi di trasmissione del rumore e dei principi del fonoisolamento permette non solo di realizzareambienti piugrave confortevoli ma anche di prevedere con un certo grado di approssimazione quale saragrave ilcomportamento acustico dellrsquoedificio e quindi di perseguire gli standard prestazionali richiesti dallrsquoutenza oimposti dalle norme legislative ottimizzando le scelte progettuali

Trasmissione del rumore

Il rumore proveniente dallrsquoesterno o dallrsquointerno stesso dellrsquoedificio si propaga attraverso i suoi localiseguendo differenti percorsi egrave pertanto utile classificare i piugrave comuni metodi di trasmissione sonora

- Trasmissione per via aerea in questo tipo di trasmissione il rumore egrave generato direttamente sotto forma dionde sonore che si propagano nellrsquoaria e possono giungere allrsquoascoltatore attraverso qualsiasi percorso aereodiretto come una finestra aperta un corridoio o un condotto di ventilazione che mette in comunicazione dueambienti in alternativa le onde sonore possono investire una parete o un altro elemento di separazione tradue ambienti tale elemento messo in vibrazione dalla sollecitazione sonora si comporta a sua volta comeuna nuova sorgente capace di irradiare verso lrsquoaltro lato della partizione Entrambi i meccanismi sonoillustrati in Fig 12

- Trasmissione per via strutturale si verifica quando una quota di energia meccanica viene impartitadirettamente ad una struttura dellrsquoedificio dove per struttura si intende indifferentemente un elemento

Fig 121 Il rumore puograve provenire da molti tipidi sorgenti e propagarsi attraversovari percorsi di trasmissione

Fondamenti di acustica

portante un tamponamento o qualsiasi altro corpo solidamente connesso con lrsquoedificio La sollecitazionepuograve avvenire in diversi modi si tratta generalmente di un urto di vibrazioni o piugrave frequentemente delcalpestio su un pavimento La sollecitazione meccanica che investe la struttura si propaga allrsquointernodellrsquoedificio fino a raggiungere una partizione o una superficie di altro genere che messa cosigrave in vibrazionefinisce per irradiare rumore aereo

Fig 122

ndash Trasmissione del rumore per via strutturale diversi tipi di sorgenti e possibili percorsi di trasmissione [16]

111

Capitolo 1

112

13 Il fonoisolamento dei rumori aerei

Quando lrsquoonda sonora incontra un ostacolo parte dellrsquoenergia viene riflessa dalla sua superficie unrsquoaltra parteviene assorbita dal materiale quindi trasformata in calore o energia meccanica e puograve propagarsi per via lateralementre la quota restante viene trasmessa al di lagrave dellrsquoostacolo Lrsquoisolamento offerto dal materiale dipende dallasua capacitagrave di impedire che lrsquoenergia sonora lo attraversi e si propaghi oltre di esso Bisogna distinguere tra isolamento acustico che egrave la facoltagrave di attenuare la propagazione sonora tra dueambienti indipendentemente dai percorsi che questa puograve seguire e potere fonoisolante che descrive invece lequalitagrave intrinseche di un elemento del sistema edilizio (partizioni serramenti ecc) in rapporto alla suatrasparenza acustica

Fig 131 ndash Percorsi di trasmissione

Detto τ il fattore di trasmissione che esprime il rapporto tra energia sonora trasmessa ed energia sonoraincidente

iWtW

=τ (131)

Il potere fonoisolante R egrave dato da

tWiW

10log1log10R =τ

= dB (132)

Il comportamento di un elemento edilizio nei confronti di questa grandezza egrave complesso e dipendeprincipalmente dallrsquoimpedenza ossia dalla capacitagrave di due mezzi di propagazione contigui (il materialedellrsquoelemento e lrsquoaria) di accoppiarsi Si egrave soliti distinguere tra elementi omogenei monolitici e compositi nelprimo caso egrave possibile attuare un calcolo previsionale abbastanza attendibile mentre nel secondo si devericorrere a delle semplificazioni anche notevoli rientrano in questa categoria anche gli elementi realizzati constrati multipli accoppiati

Fondamenti di acustica

113

Comportamento di elementi omogenei monolitici

In prima approssimazione il potere fonoisolante di questi elementi dipende dalla loro massa dalla frequenza edallrsquoangolo di incidenza dellrsquoonda sonora Il comportamento egrave in linea generale espresso dalla legge di massaanche se come si vedragrave esistono dei precisi limiti al suo campo di applicazione

cosc

fm1log10R2

00

θ

ρπ

+= dB (133)

dovef egrave la frequenza in Hzm egrave la massa in kgm2ρ0 egrave la densitagrave dellrsquoaria in kgm3c0 egrave la velocitagrave di propagazione del suono nellrsquoaria in msθ egrave lrsquoangolo di di incidenza

Un elemento divisorio di dimensioni finite come un pannello o una parete egrave inoltre soggetto ai sequenti fenomeni

- risonanza- effetto di coincidenza- smorzamento o perdita

A seconda della geometria dellrsquoelemento del modo in cui egrave vincolato e delle caretteristiche del materiale egravepossibile definire tramite opportune equazioni le sue frequenze naturali fn la sua piugrave bassa frequenza naturale egravedefinita come frequenza fondamentale f1 ed egrave quella per cui si verifica la maggior ampiezza di oscillazione Latrasmissione acustica attraverso un pannello monostrato omogeneo si divide in due distinte tipologie latrasmissione non risonante che si ha quando lrsquoenergia sonora incidente pone in moto forzato la struttura senzaeccitarne i modi propri (in questo caso il comportamento egrave dominato dalla massa) e la trasmisione risonante incui sono eccitati i modi propri (il comportamento egrave controllato dallo smorzamento e dallrsquoefficienza diradiazione) Lrsquoeffetto di coincidenza si verifica quando su un pannello investito da unrsquoonda sonora la proiezione dellalunghezza drsquoonda del suono λ incidente secondo lrsquoangolo θ egrave uguale alla lunghezza drsquoonda flessionale λtr neltramezzo

θλ

=λsentr (134)

Fig 132Effetto di coincidenza

Capitolo 1

114

In questo caso si ha la ricostruzione dellrsquoonda sollecitante nellrsquoambiente disturbato con una conseguenteperdita di potere fonoisolante rispetto alla legge di massa La piugrave bassa frequenza per cui si verifica il fenomenodella coincidenza si ha per un angolo di incidenza θ=90deg ossia per incidenza radente del suono e si chiamafrequenza critica fc Essa egrave funzione delle caratteristiche del materiale del divisorio e del suo spessore

Hz Eρ

t18c

tc 18cf

20

L

20

c == (135)

dovecL velocitagrave dellrsquoonda longitudinale nel mezzo del divisorio in mst spessore del divisorio in mE Modulo di elasticitagrave longitudinale del divisorio in Nm2ρ massa volumica del divisorio in kgm3

Oltre la frequenza critica diventa determinante il fattore di smorzamento totale η spesso indicato anche comefattore di perdita (loss factor) si tratta di un numero puro che egrave la somma del fattore di perdita interno propriodel materiale e di quello dovuto agli effetti della costruzione (condizioni al perimetro e di vincolo)

n

iJ1jijinttot sum

ne=η+η=η (136)

doveηtot fattore di perdita totale (Total Loss Factor TLF)ηint fattore di perdita interno (Internal Loss Factor ILF)ηij fattore di perdita da accoppiamento (Coupling Loss Factor CLF)

Nel complesso se si esamina lrsquointera gamma delle frequenze si possono individuare varie zone in cui il poterefonoisolante R dipende dai vari fattori sopra descritti

Fig 133 ndash Potere fonoisolante di un divisorio semplice e omogeneo

Fondamenti di acustica

115

Comportamento dei divisori multipli

Molto piugrave complessa egrave la previsione delle prestazioni dei divisori multipli oltre ai problemi connessi ad ognisingolo componente vi sono quelli dovuti alla loro interazione Alcuni casi come i pannelli doppi sono statiampiamente studiati e non solo si conosce il loro comportamento dal punto di vista qualitativo ma sono anchestati sviluppati dei modelli di calcolo previsionale che verranno illutrati piugrave dettagliatamnte nel capitolo 4 Cilimiteremo per il momento a descrivere alcuni tipici fenomeni che sono alla base del loro comportamento

Fig 134 ndash Potere fonoisolante di un divisorio doppio

Come indicato in fig 134 anche per i divisori a doppio starto si possono individuare delle zone in cuiprevalgono la legge di massa o altri fenomeni come la risonanza massa-aria-massa o le risonanze di cavitagrave Larisonanza massa-aria-massa nel caso semplificato di due pannelli uguali di massa m separati da uno strato drsquoariadi larghezza d si verifica per la seguante frequenza

md

cρ2 η2

1f2

00m = Hz (137)

Le risonanze di cavitagrave ad alta frequenza sono dovute ad onde stazionarie nello spazio compreso tra i duepannelli le frequenze fp sono date da

θ 2dcos

cpf 0p = Hz (138)

con la frequanza piugrave bassa per p=1 (primo modo di oscillazione) e θ = 0deg (incidenza normale) quindi

2dcf 0

p1 = Hz (139)

Le risonanze di cavitagrave a bassa frequenza sono invece causate da onde stazionarie bidimensionali legate alledimensioni dei lati (a b) del divisorio Per λ molto maggiore di d si ha

Capitolo 1

116

bq

ap

2cf 2

2

2

20

pq += Hz (1310)

Con la frequenza piugrave bassa per p = q = 1Una delle ipotesi semplificative piugrave comunemente adottate egrave che i due strati siano completamente isolati nei casireali vi sono solitamente degli elementi rigidi di connessione (traverse montanti) che si comportano da pontiacustici riducendo il potere fonoisolante

14 Il fonoisolamento dei rumori impattivi

Con il generico termine i rumori impattivi si egrave soliti intendere un insieme di fenomeni che si possonoverificare allrsquointerno di un edificio per effetto delle seguenti cause

- percussioni dovute a cadute di oggetti urti e calpestio- vibrazioni generate dal funzionamento di macchinari e impianti tecnici piugrave o meno rigidamente collegati con

le strutture dellrsquoedificio- attrito dovuto allo sfregamento di mobili o altri oggetti

Ognuno di questi rumori egrave in grado di propagarsi non solo dalla parte opposta dellrsquoelemento sollecitato maanche in altre parti dellrsquoedificio eventualmente molto lontane dalla sorgente in funzione delle caratteristichestrutturali della costruzione Una delle conseguenze egrave che la trasmissione indiretta attraverso le strutture laterali egravein proporzione maggiore rispetto a quella che si verifica con i rumori aerei Le modalitagrave con cui avviene la trasmissione dei rumori impattivi sono soggette a studi alquanto complessi cheprendono in considerazione il tipo di forza eccitante la forma e la natura del corpo eccitato le sue caratteristicheelastiche e cosigrave via

Fig 141Trasmissione diretta e per vialaterale del rumore di calpestio

Fondamenti di acustica

117

Il calpestio costituisce il rumore drsquourto piugrave verificabile ed avvertito nelle case drsquoabitazione al fine di mettere apunto le tecniche di misura e di studiare il comportamento dei solai agli effetti di questa fonte di disturbo egrave statonormalizzato in sede internazionale un generatore meccanico che assolve alla funzione di eccitare le strutturesecondo modalitagrave ben definite e perfettamente riproducibili Il generatore di calpestio normalizzato egrave costituitoda 5 martelli in linea azionati da un albero a camme collegato con un motore elettrico (vedi par 34) e in linea dimassima si puograve dire riproduca amplificandola la sollecitazione prodotta da una persona che cammininellrsquoambiente disturbante

Il principio della misura consiste nel far funzionare il generatore su un pavimento e nel misurare nellrsquoambientesottostante il livello di pressione sonora prodotto Lrsquoanalisi viene condotta per bande drsquoottava o di terzo di ottavae il livello di rumore viene corretto da una quantitagrave che tiene conto dellrsquoassorbimento o del tempo diriverberazione nellrsquoambiente di ricezione Come nel caso dei rumori aerei biogna distinguere tra le prestazioni dellrsquoedificio ossia lrsquoisolamento acusticoche egrave la facoltagrave di attenuare la propagazione sonora tra due ambienti indipendentemente dai percorsi che questapuograve seguire e le prestazioni dellrsquoelemento divisorio che in questo caso non sono piugrave espresse in termini dipotere fonoisolante R ma di livello di pressione sonora di calpestio normalizzato Ln lrsquoisolamento offerto egraveinversamente proporzionale al suo valore Il modello fisico adottato per lo studio del problema fa riferimento ad una piastra eccitata da forze impulsiveperiodiche si suppone inoltre che la durata di ogni singola forza impulsiva sia breve in rapporto al periodo dellapiugrave alta frequenza considerata Sulla base di questi presupposti si puograve prevedere lrsquoLn irradiato da una piastranellrsquoambiente sottostante per calcoli eseguiti in bande di ottava risulta

dB ηhcρA51p

σcρ410logL 3L

2p0

20

20

20

10n = (141)

Per calcoli eseguiti in bande di un terzo di ottava

dB 5- ηhcρA51p

σcρ410logL 3L

2p0

20

20

20

10n = (142)

doveρ0 massa volumica dellrsquoariac0 velocitagrave del suono nellrsquoaria (=340 ms)σ fattore di radiazione in prima approsimazione egrave assimilabile a 1 qualora sia richiesta una valutazione

piugrave accurata per fgtfc risulta

dB ff1

12 -c

minus=σ

η fattore di perdita totale

Fig 142Macchina generatrice di calpestionormalizzato

Capitolo 1

118

p0 pressione sonora di riferimento pari a 210-5 Nm2A0 area di assorbimento acustico equivalente pari a 10 m2ρp massa volumica del solaio (piastra) in kgm3

cL velocitagrave dellrsquoonda longitudinale nel materiale in msh spessore del solaio

Ne risulta uno spettro quasi costante in funzione della frequenza Una leggera pendenza con valori crescenti alcrescere della frequenza egrave dovuta alla dipendenza di alcuni fattori (σ e η) da f il livello sonoro decresce conlrsquoaumentare di η che egrave legato oltre che alla natura del materiale alle sue condizioni di vincolo il livello egrave tantopiugrave basso quanto piugrave rigido egrave il suo incastro alla struttura portante

15 Linee guida alla progettazione acustica

Al fine di conseguire i migliori risultati in termini di isolamento acustico dellrsquoedificio sia nel caso dei rumoriaerei che per quelli impattivi occorre intervenire su due diversi aspetti del problema

- i percorsi di trasmissione- le prestazioni degli elementi del sistema edilizio

Lrsquoisolamento acustico dei locali di un edificio non dipende esclusivamente dalle prestazioni acustiche offertedallrsquoelemento divisorio poicheacute in realtagrave esistono diversi possibili percorsi di trasmissione del rumore

- Percosi diretti per via aerea come fori o fessure in corrispondenza dellrsquoelemento di separazione ne sono uncaso tipico le fessure lungo il perimetro dei serramenti sia interni che esterni

- Percosi indiretti per via aerea quali condotti di areazione o per il passaggio di impianti corridoiintercapedini di controsoffitti o di pavimenti sopraelevati

- Percorsi diretti per via strutturale egrave il caso di un elemento di separazione tra due ambienti che messo invibrazione da una sollecitazione sonora o meccanica si comporta a sua volta come una nuova sorgentecapace di irradiare verso lrsquoaltro lato della partizione

- Percorsi indiretti per via strutturale in questo caso la struttura sollecitata puograve essere quella divisoria e levibrazioni si trasmettono da questa agli elementi laterali oppure sono sollecitate direttamente le strutturelaterali e le vibrazioni si propagano da queste allrsquoelemento di separzione o ad altri elementi laterali

Fig 151Percorsi di trasmissionevia aerea diretta (τe)via aerea indiretta (τs)via strutturale diretta (τd)via strutturale indiretta (τf)

Fondamenti di acustica

119

Occorre in primo luogo cercare di eliminare qualsiasi percorso diretto per via aerea dal momento che aperturedi dimensioni anche molto limitate possono compromettere pesantemente lrsquoisolamento dellrsquointero sistemaTipico egrave il caso delle fessure che si creano in corrispondenza della battuta tra telaio mobile e telaio fisso neiserramenti per cui egrave utile ricorrere a battute doppie o triple e allrsquouso di guarnizioni di tenuta Problemi analoghisi verificano anche in presenza di cassonetti per cui valgono gli stessi accorgimenti

Anche i percorsi indiretti per via aerea dovrebbero esser evitati se possibile ad esempio facendo sigrave che neilocali dotati di controsoffitti o pavimenti sopraelevati non si creino dei plenum capaci di mettere indirettamentein contatto ambienti diversi Nel caso di condotti di areazione e simili risulta evidentemente impossibilesopprimere gli stessi ma si puograve perograve intervenire rivestendo il loro interno con materiali assorbenti limitando inquesto modo la propagazione dei rumori al loro interno La trasmissione lungo i percorsi indiretti per via strutturale puograve essere limitata inserendo dei giunti didesolidarizzazione realizzati con strati di materiali elastici Ersquo da notare perograve che se da un lato questa soluzioneriduce la trasmissione laterale dallrsquoaltro fa si che le strutture siano vincolate meno rigidamente con unaconseguente riduzione dello smorzamento ne puograve quindi derivare un peggioramento delle prestazioni di pareti esolai (riduzione di R e aumento di Ln) peggioramento in genere abbastanza contenuto se non trascurabile

Resta ora da affrontare il problema della trasmissione del rumore secondo i percorsi diretti e strutturali in altreparole attraverso gli elementi di separazione tra i vari locali dellrsquoedificio o tra questi e lrsquoesterno Gli elementi inquestione sono costituiti a seconda dei casi da partizioni verticali e orizzontali quali pareti solai divisori divaria natura serramenti e coperture da ognuno di questi elementi si dovragrave ottenere la massima prestazionepossibile in termini di potere fonoisolante o livello di pressione sonora di calpestio normalizzato

Fig 152Esempi di soglie di porta inordine di efficacia da sinistraverso destra

Fig 153Desolidarizzazione di una parete interna perinterposizione di uno strato di feltrosullrsquoestradosso del solaio

Capitolo 1

120

Pareti

Per ottenere le migliori prestazioni in termini di potere fonoisolante R dalle pareti tradizionali in lateriziooccorre attenersi alle seguenti regole pratiche

- ricorrere a pareti con la piugrave elevata massa superficiale possibile- adottare la tipologia a cassa vuota ovvero una parete doppia con intercapedine- aumentare il piugrave possibile lo spessore dellrsquointercapedine- inserire nellrsquointercapedine un materiale fonoisolante con un elevato coefficiente di assorbimento acustico- utilizzare intonaci di elevata densitagrave e spessore non solo sulle superfici esterne della parete ma anche su

uno dei lati interni della parete a cassa vuota- sigillare accuratamente i giunti tra i mattoni- utilizzare mattoni di grande formato- non realizzare tracce per impianti direttamente affacciate sui due lati della struttura- ricorrere a stratigrafie asimmetriche nei muri a cassa vuota

Le indicazioni appena citate possono essere di grande utilitagrave ma la tipologia costruttiva in questione non sidimostra particolarmente idonea a conseguire elevati standard prestazionali specie se egrave presente lrsquoesigenza dilimitare costi dimensioni e pesi Molto piugrave performanti si dimostrano in genere le pareti leggere multistrato Mentre le pareti pesanti semplici o doppie consentono di contenere la trasmissione del rumore in virtugrave dellaloro massa quelle leggere multistrato si basano su un diverso principio quello di smorzare la trasmissione dellevibrazioni che si propagano da un elemento allrsquoaltro grazie a collegamenti elastici tra i vari strati Due o piugrave stratidi materiali rigidi tipicamente cartongesso o legno il piugrave possibile disaccoppiati dalle altre strutture sonoseparati da aria o materiali elastici con funzione fonoassorbente (fibra di vetro lana di roccia strati porosi ecc)in modo che le vibrazioni indotte nel primo pannello non si trasmettano direttamente ai successivi per via solidama siano smorzate allrsquointerno dellrsquointercapedine trasformandosi in energia meccanica e calore Nelle condizioniideali tali tipologie costruttive permettono di realizzare un sistema massa-molla-massa di elevate prestazioni egraveperograve necessario che i collegamenti tra le parti non siano rigidi requisito questo che in genere non vienetotalmente rispettato data la presenza allrsquointerno dei pannelli di montanti traverse o elementi di fissaggiopuntuali Benchegrave le pareti multistrato leggere non godano di grande diffusione nel contesto dellrsquoedilizia italianane esistono molte tipologie e sono utilizzate massicciamente e con indubbi vantaggi in molti paesi

Fig 154Una parete pesante in laterizio a confrontocon una leggera a lastre di cartongesso sutelaio metallico

Fondamenti di acustica

121

Esiste un ultimo sistema per incrementare le prestazioni di una parete tradizionale e consiste nellrsquoapplicaresulla superficie di questa una controparete costituita da un pannello rigido ad esempio cartongesso conlrsquointerposizione di un supporto elastico Si determina cosigrave un sistema risonante a doppia parete che puograve produrreun incremento del potere fonoisolante ∆R anche sensibile Condizione fondamentale per lrsquoefficacia del sistema egraveche il collegamento tra le due strutture avvenga con il minor numero possibile di punti rigidi inoltre il materialedel supporto (generalmente lana di vetro) deve essere dotato di una ridotta rigiditagrave dinamica srsquo (espressa inMNm3 egrave il rapporto tra il modulo elastico e lo spessore srsquo=Ed) Ersquo un tipo di intervento particolarmente adattoa migliorare le prestazioni di divisori giagrave esistenti

Solai e pavimenti

Ai solai si chiede un contributo in termini di isolamento acustico sia nei confronti dei rumori aerei che diquelli impattivi Lrsquoisolamento dai rumori aerei non egrave generalmente un problema specie con lrsquoutilizzo di solai inlatero-cemento a blocchi e travetti in virtugrave della loro massa elevata piugrave critico risulta il comportamento neiconfronti del calpestio Il fonoisolamento dei rumori di calpestio puograve essere migliorato aumentando la massa e lospessore del solaio tuttavia lrsquoincremento di prestazioni che se ne ricava risulta modesto I sistemi adottati perridurre il livello Ln di una quota che convenzionalmente viene definita ∆L sono i seguenti

- pavimenti resilienti- controsoffitti- pavimenti galleggianti

I pavimenti resilienti consistono di un rivestimento di finitura applicato al solaio portante e dotato di un certogrado di elasticitagrave si tratta solitamente di rivestiementi tessili (moquettes) pavimenti in gomma e in materialeplastico di varia natura Si ottiene in questo modo un incremento dellrsquoisolamento ∆L crescente al crescere di f apartire da una frequenza di taglio che egrave funzione della rigiditagrave dinamica del materiale utilizzato anche in questocaso egrave necessario utilizzare materiali con bassi valori della rigiditagrave dinamica I controsoffitti applicati sullrsquointradosso del solaio sollecitato lavorano in maniera analoga ad una controparetee hanno lo svantaggio di agire solo sulla componente aerea del rumore senza limitare quella strutturale che sipuograve propagare lungo i percorsi di trasmissione laterali Lrsquoutilizzo di pavimenti resilienti e controsoffitti egrave ingenere fortemente vincolato dalla destinazione drsquouso dei locali e dalle specifiche esigenze degli utenti Lo strumento piugrave efficace per incrementare le prestazioni di un solaio egrave il ricorso al pavimento galleggianteesso consiste di un massetto galleggiante armato di 4-10 cm di spessore appoggiato su uno strato di materialeelastico dotato di ridotta rigiditagrave dinamica Lrsquoincremento di prestazioni ∆L cresce con la frequenza a partire dauna frequenza di taglio Gli accorgimenti da seguire nella sua realizzazione sono riportati qui di seguito

Fig 155Controparete in cartongesso suparete tradizionale in laterizio

Capitolo 1

122

- Mantenere una perfetta desolidarizzazione del massetto galleggiante dalla sottostante soletta evitando laformazione di punti di contatto rigidi egrave necessario garantire la perfetta continuitagrave del materiale resiliente inmodo che al momento del getto del massetto questo non entri in contatto con la soletta di base

- Evitare la formazione di ponti acustici tra il massetto con relativo rivestimento di finitura e le struttureverticali quali pareti pilastri soglie di porta e tubi attraversanti il solaio per far ciograve egrave necessario risvoltare ilmateriale resiliente lungo gli elementi verticali e rifilarlo al livello della pavimentazione finita invece chedel massetto anche il contatto tra il battiscopa e la superficie del pavimento deve essere evitatointerponendo una lama drsquoaria o una stricia di materiale elastico

- Utilizzare per lo strato elastico di desolidarizzazione un materiale resiliente con bassa rigiditagrave dinamica ingrado di mantenere tale valore anche sotto lrsquoazione prolungata del carico permanente costituito dal massettogalleggiante i materiali solitamente utilizzati sono feltri di fibre minerali polimeri e materiali compositi

- Pulire il piano di posa del materiale resiliente per evitare che questo si danneggi e che possa subireschiacciamenti localizzati con conseguente incremento della rigiditagrave dunamica

- Realizzare un massetto galleggiante armato di densitagrave e massa elevati compatibilmente con lrsquoaumento dispessore che ciograve comporta

- Interrompere il pavimento galleggiante al di sotto dei tramezzi- Inserire giunti di dilatazione nel massetto-pavimento se questo egrave di dimensioni elevate (oltre i 40 m2 e per

lati superiori a 8 m) nel caso siano presenti giunti sulla soletta di base far coincidere i giunti del massettocon questi

- Non annegare le tubazioni degli impianti nel massetto galleggiante ma sotto lo strato isolante

Lrsquoefficacia di un pavimento galleggiante dipende in gran parte dalla qualitagrave dellrsquoesecuzione e dal rispettoscrupoloso delle indicazioni sopra elencate diventa pertanto fondamentale lrsquoimpiego di maestranze qualificateper lrsquoesecuzione dellrsquoopera

Fig 156 ndash Pavimento galleggiante

Fondamenti di acustica

123

Serramenti

I serramenti costituiscono spesso il punto debole del sistema di controllo dei rumori aerei specie nel caso incui siano dotati di ampie superfici vetrate La frequenza critica delle lastre di vetro viene a trovarsi allrsquointernodella gamma di frequenze considerata in posizione spesso centrale ne segue una caduta di R per effetto dicoincidenza adottando vetri-camera vi egrave inoltre un fenomeno di risonanza con riduzione di isolamento intornoalla frequenza di risonanza massa-aria-massa La scelta dei vetri deve essere fatta in modo oculato privilegiandoelementi di massa elevata e stratificati ma per prestazioni migliori egrave necessario ricorrere ai doppi telai o afinestre fisse e sigillate

La prestazione del serramento dipende oltre che dallrsquoelemento trsparente dal tipo di telaio e dallapermeabilitagrave allrsquoaria Se la massa del telaio non egrave inferiore al 70 di quella della vetrata e se la sua superficienon egrave superiore al 25 di quella complessiva del serramento si puograve assimilarlo alla vetrata nella stima del poterefonoisolante altrimenti dovragrave essere valutato indipendentemente Per ottenere dal telaio il miglior isolamento sipuograve far riferimento alle stesse indicazioni date per la realizzazione di pannelli e pareti Va inoltre garantita latenuta dellrsquoaria applicando guarnizioni tra vetro e telaio mobile e tra questo e lrsquoinfisso in modo da eliminarepercorsi di trasmissione diretti per via aerea (vedi fig 152) Altro punto critico egrave la presenza di un cassonetto che generalmente comporta la presenza di passaggi direttidrsquoaria e fessure oltre che per lo scarso potere fonoisolante dei pannelli che lo compongono si puograve intervenireadottando un cassonetto silenziato il silenziamento consiste nel rivestire il vano interno con materialefonoassorbente e nellrsquoincrementare massa e isolamento dei pannelli

Fig 158Cassonetto silenziato

Fig 157Tipi di vetrate in ordine diefficacia crescentea) vetro monoliticob) vetro-camerac) vetro stratificatod) vetro-camera con una lastra

stratificatae) vetro-camera con due lastre

stratificate

Capitolo 1

124

16 Principali grandezze descrittive delle prestazioni degli edificie degli elementi di edificio

Esistono molte grandezze definite dalla normativa italiana ed internazionale per esprimere le prestazioniacustiche dei sistemi edilizi la loro conoscenza egrave fondamentale per uno studio dettagliato dei metodi di controllodel rumore e per la comprensione delle norme che trattano tali problemi Una prima distinzione egrave tra le grandezze che descrivono le prestazioni dellrsquoedificio (lrsquoisolamento acusticodegli ambienti) e quelle che si riferiscono al comportamento dei singoli elementi costitutivi del sistema(partizioni verticali e orizzontali serramenti ecc) Tutte le grandezze relative al fonoisolamento aereo valutano una differenza di livelli sonori tra un ambientedisturbante e uno disturbato lo stesso potere fonoisolante R precedentemente definito come

tWiW

10logR = dB (161)

in presenza di due locali con campi sonori sufficientemente diffusi e in assenza di trasmissione per vie diverse daquella diretta risulta

dB AS10logL-LR S

21 += (162)

doveL1 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente emittente in dBL2 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente ricevente in dBSS area dellrsquoelemento di separazione in m2A area di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2

Il termine 10log(SSA) garantisce la normalizzazione della misura rispetto allrsquoassorbimento acustico del localedisturbato in altri casi si adotta una normalizzazione rispetto al tempo di riverberazione in questo modo si rendeil risultato indipendente dalle particolaritagrave dellrsquoambiente in questione Analogo egrave il caso dellrsquoisolamento acustico normalizzato rispetto lrsquoassorbimento equivalente Dn

dB AA10logL-LD

021n minus= (163)

dove A0 egrave unrsquoarea di assorbimento equivalente di riferimento e il termine 10log(AA0) garantisce lanormalizzazione della misura

Tab 161 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaR Potere fonoisolante ISO 140-3 4Dnc Isolamento acustico normalizzato del controsoffitto ISO 140-9 3Dne Isolamento acustico normalizzato di un piccolo elemento ISO 140-10 1Dns Isolamento acustico normalizzato per trasmissione aerea

indiretta attraverso un sistema SNon disponibile

Fondamenti di acustica

125

Tab 162 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaRrsquo Potere fonoisolante apparente ISO 140-4 5Rrsquo45deg Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 3Rrsquotrs Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 4Dn Isolamento acustico normalizzato rispetto allrsquoassorbimento

equivalenteISO 140-4 3

DnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-4 4

Dls2mnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-5 7

Tutte le grandezze relative al fonoisolamento dei rumori impattivi si riferiscono invece ad una singola misuradi livello sonoro nellrsquoambiente disturbato a cui va aggiunto un termine per la normalizzazione rispettoallrsquoassorbimento acustico oppure rispetto al tempo di riverberazione del locale disturbato Ne egrave un esempio illivello di pressione sonora di calpestio normalizzato

dB AA10logLL

0in += (164)

doveLi egrave il livello di pressione sonora di calpestio nellrsquoambiente ricevente utilizzando un generatore il rumore

di calpestio normalizzato in conformitagrave alla EN ISO 140-7 in dBA egrave lrsquoarea di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2A0 area di assorbimento equivalente di riferimento pari a 10 m2

Tab 163 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico del rumore di calpestio

ISOLAMENTO ACUSTICO DEL RUMORE DI CALPESTIO

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLn Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-6 4

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLrsquon Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-7 2LrsquonT Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato rispetto

al tempo di riverberazioneISO 140-7 3

Per una descrizione particolareggiata di tutte le grandezze qui elencate si vedano i capitoli 3 5 6 e 7

Capitolo 1

126

Bibliografia

[10] Spagnolo Renato Manuale di acustica applicata Torino UTET 2002[11] Sacchi Alfredo Caglieris Giovanni Fisica Tecnica Torino UTET 1996[12] Barducci Italo Acustica applicata Milano Masson 1993[13] Resnick R Halliday D Krane K S Fisica Milano Ambrosiana 1967[14] Toni M Interventi materiali e strumenti per lrsquoisolamento acustico degli edifici Rimini Maggioli 1997[15] Elia G Geppetti G Progettazione acustica di edifici civili e industriali Roma NIS 1994[16] Harris C M Noise control in buildings New York McGraw Hill 1997[17] Brosio E Protezione dai rumori di calpestio prestazioni dei pavimenti e problemi di valutazione in

Rivista Italiana di Acustica Vol IV n11980[18] Semprini G La realizzazione e le prestazioni dei pavimenti galleggianti

in Rivista Italiana di Acustica Vol 28 n3-42004[19] UNI EN ISO 717-1 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento acustico per via aerea[110] UNI EN ISO 717-2 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento del rumore di calpestio[111] UNI EN ISO 140 1999 Misurazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

Capitolo 1

110

12 Acustica dei sistemi edilizi

Il rumore egrave una potenziale causa di disturbo e di danno in molteplici situazioni ma egrave forse allrsquointerno degliedifici che questo problema si manifesta nel modo piugrave evidente suscitando vivaci reazioni Un disagio acusticoaffligge la maggior parte dei manufatti edili sia quelli adibiti ad abitazione che quelli destinati alle piugrave svariateattivitagrave pensiamo ad esempio alle scuole o agli ospedali Le cause sono molteplici da quelle esterne come iltraffico veicolare le attivitagrave industriali e commerciali a quelle interne allrsquoedificio stesso come i comportamentidei vicini o il funzionamento degli impianti tecnici Non sempre egrave possibile intervenire sulla fonte del disturboper ridurlo allrsquoorigine come sarebbe auspicabile unrsquoefficace alternativa egrave la realizzazione di fabbricati in gradodi proteggere gli occupanti da qualsiasi genere di rumore indesiderato indipendentemente dalla sua provenienza

Per ottenere i migliori riultati egrave necessario che il problema venga affrontato fin dalla fase di progettazionevalutando le soluzioni costruttive piugrave efficaci e il comportamento sotto il profilo acustico di ogni singolocomponente purtroppo questa pratica egrave oggi ampiamente disattesa se non totalmente ignorata La conoscenzadei meccanismi di trasmissione del rumore e dei principi del fonoisolamento permette non solo di realizzareambienti piugrave confortevoli ma anche di prevedere con un certo grado di approssimazione quale saragrave ilcomportamento acustico dellrsquoedificio e quindi di perseguire gli standard prestazionali richiesti dallrsquoutenza oimposti dalle norme legislative ottimizzando le scelte progettuali

Trasmissione del rumore

Il rumore proveniente dallrsquoesterno o dallrsquointerno stesso dellrsquoedificio si propaga attraverso i suoi localiseguendo differenti percorsi egrave pertanto utile classificare i piugrave comuni metodi di trasmissione sonora

- Trasmissione per via aerea in questo tipo di trasmissione il rumore egrave generato direttamente sotto forma dionde sonore che si propagano nellrsquoaria e possono giungere allrsquoascoltatore attraverso qualsiasi percorso aereodiretto come una finestra aperta un corridoio o un condotto di ventilazione che mette in comunicazione dueambienti in alternativa le onde sonore possono investire una parete o un altro elemento di separazione tradue ambienti tale elemento messo in vibrazione dalla sollecitazione sonora si comporta a sua volta comeuna nuova sorgente capace di irradiare verso lrsquoaltro lato della partizione Entrambi i meccanismi sonoillustrati in Fig 12

- Trasmissione per via strutturale si verifica quando una quota di energia meccanica viene impartitadirettamente ad una struttura dellrsquoedificio dove per struttura si intende indifferentemente un elemento

Fig 121 Il rumore puograve provenire da molti tipidi sorgenti e propagarsi attraversovari percorsi di trasmissione

Fondamenti di acustica

portante un tamponamento o qualsiasi altro corpo solidamente connesso con lrsquoedificio La sollecitazionepuograve avvenire in diversi modi si tratta generalmente di un urto di vibrazioni o piugrave frequentemente delcalpestio su un pavimento La sollecitazione meccanica che investe la struttura si propaga allrsquointernodellrsquoedificio fino a raggiungere una partizione o una superficie di altro genere che messa cosigrave in vibrazionefinisce per irradiare rumore aereo

Fig 122

ndash Trasmissione del rumore per via strutturale diversi tipi di sorgenti e possibili percorsi di trasmissione [16]

111

Capitolo 1

112

13 Il fonoisolamento dei rumori aerei

Quando lrsquoonda sonora incontra un ostacolo parte dellrsquoenergia viene riflessa dalla sua superficie unrsquoaltra parteviene assorbita dal materiale quindi trasformata in calore o energia meccanica e puograve propagarsi per via lateralementre la quota restante viene trasmessa al di lagrave dellrsquoostacolo Lrsquoisolamento offerto dal materiale dipende dallasua capacitagrave di impedire che lrsquoenergia sonora lo attraversi e si propaghi oltre di esso Bisogna distinguere tra isolamento acustico che egrave la facoltagrave di attenuare la propagazione sonora tra dueambienti indipendentemente dai percorsi che questa puograve seguire e potere fonoisolante che descrive invece lequalitagrave intrinseche di un elemento del sistema edilizio (partizioni serramenti ecc) in rapporto alla suatrasparenza acustica

Fig 131 ndash Percorsi di trasmissione

Detto τ il fattore di trasmissione che esprime il rapporto tra energia sonora trasmessa ed energia sonoraincidente

iWtW

=τ (131)

Il potere fonoisolante R egrave dato da

tWiW

10log1log10R =τ

= dB (132)

Il comportamento di un elemento edilizio nei confronti di questa grandezza egrave complesso e dipendeprincipalmente dallrsquoimpedenza ossia dalla capacitagrave di due mezzi di propagazione contigui (il materialedellrsquoelemento e lrsquoaria) di accoppiarsi Si egrave soliti distinguere tra elementi omogenei monolitici e compositi nelprimo caso egrave possibile attuare un calcolo previsionale abbastanza attendibile mentre nel secondo si devericorrere a delle semplificazioni anche notevoli rientrano in questa categoria anche gli elementi realizzati constrati multipli accoppiati

Fondamenti di acustica

113

Comportamento di elementi omogenei monolitici

In prima approssimazione il potere fonoisolante di questi elementi dipende dalla loro massa dalla frequenza edallrsquoangolo di incidenza dellrsquoonda sonora Il comportamento egrave in linea generale espresso dalla legge di massaanche se come si vedragrave esistono dei precisi limiti al suo campo di applicazione

cosc

fm1log10R2

00

θ

ρπ

+= dB (133)

dovef egrave la frequenza in Hzm egrave la massa in kgm2ρ0 egrave la densitagrave dellrsquoaria in kgm3c0 egrave la velocitagrave di propagazione del suono nellrsquoaria in msθ egrave lrsquoangolo di di incidenza

Un elemento divisorio di dimensioni finite come un pannello o una parete egrave inoltre soggetto ai sequenti fenomeni

- risonanza- effetto di coincidenza- smorzamento o perdita

A seconda della geometria dellrsquoelemento del modo in cui egrave vincolato e delle caretteristiche del materiale egravepossibile definire tramite opportune equazioni le sue frequenze naturali fn la sua piugrave bassa frequenza naturale egravedefinita come frequenza fondamentale f1 ed egrave quella per cui si verifica la maggior ampiezza di oscillazione Latrasmissione acustica attraverso un pannello monostrato omogeneo si divide in due distinte tipologie latrasmissione non risonante che si ha quando lrsquoenergia sonora incidente pone in moto forzato la struttura senzaeccitarne i modi propri (in questo caso il comportamento egrave dominato dalla massa) e la trasmisione risonante incui sono eccitati i modi propri (il comportamento egrave controllato dallo smorzamento e dallrsquoefficienza diradiazione) Lrsquoeffetto di coincidenza si verifica quando su un pannello investito da unrsquoonda sonora la proiezione dellalunghezza drsquoonda del suono λ incidente secondo lrsquoangolo θ egrave uguale alla lunghezza drsquoonda flessionale λtr neltramezzo

θλ

=λsentr (134)

Fig 132Effetto di coincidenza

Capitolo 1

114

In questo caso si ha la ricostruzione dellrsquoonda sollecitante nellrsquoambiente disturbato con una conseguenteperdita di potere fonoisolante rispetto alla legge di massa La piugrave bassa frequenza per cui si verifica il fenomenodella coincidenza si ha per un angolo di incidenza θ=90deg ossia per incidenza radente del suono e si chiamafrequenza critica fc Essa egrave funzione delle caratteristiche del materiale del divisorio e del suo spessore

Hz Eρ

t18c

tc 18cf

20

L

20

c == (135)

dovecL velocitagrave dellrsquoonda longitudinale nel mezzo del divisorio in mst spessore del divisorio in mE Modulo di elasticitagrave longitudinale del divisorio in Nm2ρ massa volumica del divisorio in kgm3

Oltre la frequenza critica diventa determinante il fattore di smorzamento totale η spesso indicato anche comefattore di perdita (loss factor) si tratta di un numero puro che egrave la somma del fattore di perdita interno propriodel materiale e di quello dovuto agli effetti della costruzione (condizioni al perimetro e di vincolo)

n

iJ1jijinttot sum

ne=η+η=η (136)

doveηtot fattore di perdita totale (Total Loss Factor TLF)ηint fattore di perdita interno (Internal Loss Factor ILF)ηij fattore di perdita da accoppiamento (Coupling Loss Factor CLF)

Nel complesso se si esamina lrsquointera gamma delle frequenze si possono individuare varie zone in cui il poterefonoisolante R dipende dai vari fattori sopra descritti

Fig 133 ndash Potere fonoisolante di un divisorio semplice e omogeneo

Fondamenti di acustica

115

Comportamento dei divisori multipli

Molto piugrave complessa egrave la previsione delle prestazioni dei divisori multipli oltre ai problemi connessi ad ognisingolo componente vi sono quelli dovuti alla loro interazione Alcuni casi come i pannelli doppi sono statiampiamente studiati e non solo si conosce il loro comportamento dal punto di vista qualitativo ma sono anchestati sviluppati dei modelli di calcolo previsionale che verranno illutrati piugrave dettagliatamnte nel capitolo 4 Cilimiteremo per il momento a descrivere alcuni tipici fenomeni che sono alla base del loro comportamento

Fig 134 ndash Potere fonoisolante di un divisorio doppio

Come indicato in fig 134 anche per i divisori a doppio starto si possono individuare delle zone in cuiprevalgono la legge di massa o altri fenomeni come la risonanza massa-aria-massa o le risonanze di cavitagrave Larisonanza massa-aria-massa nel caso semplificato di due pannelli uguali di massa m separati da uno strato drsquoariadi larghezza d si verifica per la seguante frequenza

md

cρ2 η2

1f2

00m = Hz (137)

Le risonanze di cavitagrave ad alta frequenza sono dovute ad onde stazionarie nello spazio compreso tra i duepannelli le frequenze fp sono date da

θ 2dcos

cpf 0p = Hz (138)

con la frequanza piugrave bassa per p=1 (primo modo di oscillazione) e θ = 0deg (incidenza normale) quindi

2dcf 0

p1 = Hz (139)

Le risonanze di cavitagrave a bassa frequenza sono invece causate da onde stazionarie bidimensionali legate alledimensioni dei lati (a b) del divisorio Per λ molto maggiore di d si ha

Capitolo 1

116

bq

ap

2cf 2

2

2

20

pq += Hz (1310)

Con la frequenza piugrave bassa per p = q = 1Una delle ipotesi semplificative piugrave comunemente adottate egrave che i due strati siano completamente isolati nei casireali vi sono solitamente degli elementi rigidi di connessione (traverse montanti) che si comportano da pontiacustici riducendo il potere fonoisolante

14 Il fonoisolamento dei rumori impattivi

Con il generico termine i rumori impattivi si egrave soliti intendere un insieme di fenomeni che si possonoverificare allrsquointerno di un edificio per effetto delle seguenti cause

- percussioni dovute a cadute di oggetti urti e calpestio- vibrazioni generate dal funzionamento di macchinari e impianti tecnici piugrave o meno rigidamente collegati con

le strutture dellrsquoedificio- attrito dovuto allo sfregamento di mobili o altri oggetti

Ognuno di questi rumori egrave in grado di propagarsi non solo dalla parte opposta dellrsquoelemento sollecitato maanche in altre parti dellrsquoedificio eventualmente molto lontane dalla sorgente in funzione delle caratteristichestrutturali della costruzione Una delle conseguenze egrave che la trasmissione indiretta attraverso le strutture laterali egravein proporzione maggiore rispetto a quella che si verifica con i rumori aerei Le modalitagrave con cui avviene la trasmissione dei rumori impattivi sono soggette a studi alquanto complessi cheprendono in considerazione il tipo di forza eccitante la forma e la natura del corpo eccitato le sue caratteristicheelastiche e cosigrave via

Fig 141Trasmissione diretta e per vialaterale del rumore di calpestio

Fondamenti di acustica

117

Il calpestio costituisce il rumore drsquourto piugrave verificabile ed avvertito nelle case drsquoabitazione al fine di mettere apunto le tecniche di misura e di studiare il comportamento dei solai agli effetti di questa fonte di disturbo egrave statonormalizzato in sede internazionale un generatore meccanico che assolve alla funzione di eccitare le strutturesecondo modalitagrave ben definite e perfettamente riproducibili Il generatore di calpestio normalizzato egrave costituitoda 5 martelli in linea azionati da un albero a camme collegato con un motore elettrico (vedi par 34) e in linea dimassima si puograve dire riproduca amplificandola la sollecitazione prodotta da una persona che cammininellrsquoambiente disturbante

Il principio della misura consiste nel far funzionare il generatore su un pavimento e nel misurare nellrsquoambientesottostante il livello di pressione sonora prodotto Lrsquoanalisi viene condotta per bande drsquoottava o di terzo di ottavae il livello di rumore viene corretto da una quantitagrave che tiene conto dellrsquoassorbimento o del tempo diriverberazione nellrsquoambiente di ricezione Come nel caso dei rumori aerei biogna distinguere tra le prestazioni dellrsquoedificio ossia lrsquoisolamento acusticoche egrave la facoltagrave di attenuare la propagazione sonora tra due ambienti indipendentemente dai percorsi che questapuograve seguire e le prestazioni dellrsquoelemento divisorio che in questo caso non sono piugrave espresse in termini dipotere fonoisolante R ma di livello di pressione sonora di calpestio normalizzato Ln lrsquoisolamento offerto egraveinversamente proporzionale al suo valore Il modello fisico adottato per lo studio del problema fa riferimento ad una piastra eccitata da forze impulsiveperiodiche si suppone inoltre che la durata di ogni singola forza impulsiva sia breve in rapporto al periodo dellapiugrave alta frequenza considerata Sulla base di questi presupposti si puograve prevedere lrsquoLn irradiato da una piastranellrsquoambiente sottostante per calcoli eseguiti in bande di ottava risulta

dB ηhcρA51p

σcρ410logL 3L

2p0

20

20

20

10n = (141)

Per calcoli eseguiti in bande di un terzo di ottava

dB 5- ηhcρA51p

σcρ410logL 3L

2p0

20

20

20

10n = (142)

doveρ0 massa volumica dellrsquoariac0 velocitagrave del suono nellrsquoaria (=340 ms)σ fattore di radiazione in prima approsimazione egrave assimilabile a 1 qualora sia richiesta una valutazione

piugrave accurata per fgtfc risulta

dB ff1

12 -c

minus=σ

η fattore di perdita totale

Fig 142Macchina generatrice di calpestionormalizzato

Capitolo 1

118

p0 pressione sonora di riferimento pari a 210-5 Nm2A0 area di assorbimento acustico equivalente pari a 10 m2ρp massa volumica del solaio (piastra) in kgm3

cL velocitagrave dellrsquoonda longitudinale nel materiale in msh spessore del solaio

Ne risulta uno spettro quasi costante in funzione della frequenza Una leggera pendenza con valori crescenti alcrescere della frequenza egrave dovuta alla dipendenza di alcuni fattori (σ e η) da f il livello sonoro decresce conlrsquoaumentare di η che egrave legato oltre che alla natura del materiale alle sue condizioni di vincolo il livello egrave tantopiugrave basso quanto piugrave rigido egrave il suo incastro alla struttura portante

15 Linee guida alla progettazione acustica

Al fine di conseguire i migliori risultati in termini di isolamento acustico dellrsquoedificio sia nel caso dei rumoriaerei che per quelli impattivi occorre intervenire su due diversi aspetti del problema

- i percorsi di trasmissione- le prestazioni degli elementi del sistema edilizio

Lrsquoisolamento acustico dei locali di un edificio non dipende esclusivamente dalle prestazioni acustiche offertedallrsquoelemento divisorio poicheacute in realtagrave esistono diversi possibili percorsi di trasmissione del rumore

- Percosi diretti per via aerea come fori o fessure in corrispondenza dellrsquoelemento di separazione ne sono uncaso tipico le fessure lungo il perimetro dei serramenti sia interni che esterni

- Percosi indiretti per via aerea quali condotti di areazione o per il passaggio di impianti corridoiintercapedini di controsoffitti o di pavimenti sopraelevati

- Percorsi diretti per via strutturale egrave il caso di un elemento di separazione tra due ambienti che messo invibrazione da una sollecitazione sonora o meccanica si comporta a sua volta come una nuova sorgentecapace di irradiare verso lrsquoaltro lato della partizione

- Percorsi indiretti per via strutturale in questo caso la struttura sollecitata puograve essere quella divisoria e levibrazioni si trasmettono da questa agli elementi laterali oppure sono sollecitate direttamente le strutturelaterali e le vibrazioni si propagano da queste allrsquoelemento di separzione o ad altri elementi laterali

Fig 151Percorsi di trasmissionevia aerea diretta (τe)via aerea indiretta (τs)via strutturale diretta (τd)via strutturale indiretta (τf)

Fondamenti di acustica

119

Occorre in primo luogo cercare di eliminare qualsiasi percorso diretto per via aerea dal momento che aperturedi dimensioni anche molto limitate possono compromettere pesantemente lrsquoisolamento dellrsquointero sistemaTipico egrave il caso delle fessure che si creano in corrispondenza della battuta tra telaio mobile e telaio fisso neiserramenti per cui egrave utile ricorrere a battute doppie o triple e allrsquouso di guarnizioni di tenuta Problemi analoghisi verificano anche in presenza di cassonetti per cui valgono gli stessi accorgimenti

Anche i percorsi indiretti per via aerea dovrebbero esser evitati se possibile ad esempio facendo sigrave che neilocali dotati di controsoffitti o pavimenti sopraelevati non si creino dei plenum capaci di mettere indirettamentein contatto ambienti diversi Nel caso di condotti di areazione e simili risulta evidentemente impossibilesopprimere gli stessi ma si puograve perograve intervenire rivestendo il loro interno con materiali assorbenti limitando inquesto modo la propagazione dei rumori al loro interno La trasmissione lungo i percorsi indiretti per via strutturale puograve essere limitata inserendo dei giunti didesolidarizzazione realizzati con strati di materiali elastici Ersquo da notare perograve che se da un lato questa soluzioneriduce la trasmissione laterale dallrsquoaltro fa si che le strutture siano vincolate meno rigidamente con unaconseguente riduzione dello smorzamento ne puograve quindi derivare un peggioramento delle prestazioni di pareti esolai (riduzione di R e aumento di Ln) peggioramento in genere abbastanza contenuto se non trascurabile

Resta ora da affrontare il problema della trasmissione del rumore secondo i percorsi diretti e strutturali in altreparole attraverso gli elementi di separazione tra i vari locali dellrsquoedificio o tra questi e lrsquoesterno Gli elementi inquestione sono costituiti a seconda dei casi da partizioni verticali e orizzontali quali pareti solai divisori divaria natura serramenti e coperture da ognuno di questi elementi si dovragrave ottenere la massima prestazionepossibile in termini di potere fonoisolante o livello di pressione sonora di calpestio normalizzato

Fig 152Esempi di soglie di porta inordine di efficacia da sinistraverso destra

Fig 153Desolidarizzazione di una parete interna perinterposizione di uno strato di feltrosullrsquoestradosso del solaio

Capitolo 1

120

Pareti

Per ottenere le migliori prestazioni in termini di potere fonoisolante R dalle pareti tradizionali in lateriziooccorre attenersi alle seguenti regole pratiche

- ricorrere a pareti con la piugrave elevata massa superficiale possibile- adottare la tipologia a cassa vuota ovvero una parete doppia con intercapedine- aumentare il piugrave possibile lo spessore dellrsquointercapedine- inserire nellrsquointercapedine un materiale fonoisolante con un elevato coefficiente di assorbimento acustico- utilizzare intonaci di elevata densitagrave e spessore non solo sulle superfici esterne della parete ma anche su

uno dei lati interni della parete a cassa vuota- sigillare accuratamente i giunti tra i mattoni- utilizzare mattoni di grande formato- non realizzare tracce per impianti direttamente affacciate sui due lati della struttura- ricorrere a stratigrafie asimmetriche nei muri a cassa vuota

Le indicazioni appena citate possono essere di grande utilitagrave ma la tipologia costruttiva in questione non sidimostra particolarmente idonea a conseguire elevati standard prestazionali specie se egrave presente lrsquoesigenza dilimitare costi dimensioni e pesi Molto piugrave performanti si dimostrano in genere le pareti leggere multistrato Mentre le pareti pesanti semplici o doppie consentono di contenere la trasmissione del rumore in virtugrave dellaloro massa quelle leggere multistrato si basano su un diverso principio quello di smorzare la trasmissione dellevibrazioni che si propagano da un elemento allrsquoaltro grazie a collegamenti elastici tra i vari strati Due o piugrave stratidi materiali rigidi tipicamente cartongesso o legno il piugrave possibile disaccoppiati dalle altre strutture sonoseparati da aria o materiali elastici con funzione fonoassorbente (fibra di vetro lana di roccia strati porosi ecc)in modo che le vibrazioni indotte nel primo pannello non si trasmettano direttamente ai successivi per via solidama siano smorzate allrsquointerno dellrsquointercapedine trasformandosi in energia meccanica e calore Nelle condizioniideali tali tipologie costruttive permettono di realizzare un sistema massa-molla-massa di elevate prestazioni egraveperograve necessario che i collegamenti tra le parti non siano rigidi requisito questo che in genere non vienetotalmente rispettato data la presenza allrsquointerno dei pannelli di montanti traverse o elementi di fissaggiopuntuali Benchegrave le pareti multistrato leggere non godano di grande diffusione nel contesto dellrsquoedilizia italianane esistono molte tipologie e sono utilizzate massicciamente e con indubbi vantaggi in molti paesi

Fig 154Una parete pesante in laterizio a confrontocon una leggera a lastre di cartongesso sutelaio metallico

Fondamenti di acustica

121

Esiste un ultimo sistema per incrementare le prestazioni di una parete tradizionale e consiste nellrsquoapplicaresulla superficie di questa una controparete costituita da un pannello rigido ad esempio cartongesso conlrsquointerposizione di un supporto elastico Si determina cosigrave un sistema risonante a doppia parete che puograve produrreun incremento del potere fonoisolante ∆R anche sensibile Condizione fondamentale per lrsquoefficacia del sistema egraveche il collegamento tra le due strutture avvenga con il minor numero possibile di punti rigidi inoltre il materialedel supporto (generalmente lana di vetro) deve essere dotato di una ridotta rigiditagrave dinamica srsquo (espressa inMNm3 egrave il rapporto tra il modulo elastico e lo spessore srsquo=Ed) Ersquo un tipo di intervento particolarmente adattoa migliorare le prestazioni di divisori giagrave esistenti

Solai e pavimenti

Ai solai si chiede un contributo in termini di isolamento acustico sia nei confronti dei rumori aerei che diquelli impattivi Lrsquoisolamento dai rumori aerei non egrave generalmente un problema specie con lrsquoutilizzo di solai inlatero-cemento a blocchi e travetti in virtugrave della loro massa elevata piugrave critico risulta il comportamento neiconfronti del calpestio Il fonoisolamento dei rumori di calpestio puograve essere migliorato aumentando la massa e lospessore del solaio tuttavia lrsquoincremento di prestazioni che se ne ricava risulta modesto I sistemi adottati perridurre il livello Ln di una quota che convenzionalmente viene definita ∆L sono i seguenti

- pavimenti resilienti- controsoffitti- pavimenti galleggianti

I pavimenti resilienti consistono di un rivestimento di finitura applicato al solaio portante e dotato di un certogrado di elasticitagrave si tratta solitamente di rivestiementi tessili (moquettes) pavimenti in gomma e in materialeplastico di varia natura Si ottiene in questo modo un incremento dellrsquoisolamento ∆L crescente al crescere di f apartire da una frequenza di taglio che egrave funzione della rigiditagrave dinamica del materiale utilizzato anche in questocaso egrave necessario utilizzare materiali con bassi valori della rigiditagrave dinamica I controsoffitti applicati sullrsquointradosso del solaio sollecitato lavorano in maniera analoga ad una controparetee hanno lo svantaggio di agire solo sulla componente aerea del rumore senza limitare quella strutturale che sipuograve propagare lungo i percorsi di trasmissione laterali Lrsquoutilizzo di pavimenti resilienti e controsoffitti egrave ingenere fortemente vincolato dalla destinazione drsquouso dei locali e dalle specifiche esigenze degli utenti Lo strumento piugrave efficace per incrementare le prestazioni di un solaio egrave il ricorso al pavimento galleggianteesso consiste di un massetto galleggiante armato di 4-10 cm di spessore appoggiato su uno strato di materialeelastico dotato di ridotta rigiditagrave dinamica Lrsquoincremento di prestazioni ∆L cresce con la frequenza a partire dauna frequenza di taglio Gli accorgimenti da seguire nella sua realizzazione sono riportati qui di seguito

Fig 155Controparete in cartongesso suparete tradizionale in laterizio

Capitolo 1

122

- Mantenere una perfetta desolidarizzazione del massetto galleggiante dalla sottostante soletta evitando laformazione di punti di contatto rigidi egrave necessario garantire la perfetta continuitagrave del materiale resiliente inmodo che al momento del getto del massetto questo non entri in contatto con la soletta di base

- Evitare la formazione di ponti acustici tra il massetto con relativo rivestimento di finitura e le struttureverticali quali pareti pilastri soglie di porta e tubi attraversanti il solaio per far ciograve egrave necessario risvoltare ilmateriale resiliente lungo gli elementi verticali e rifilarlo al livello della pavimentazione finita invece chedel massetto anche il contatto tra il battiscopa e la superficie del pavimento deve essere evitatointerponendo una lama drsquoaria o una stricia di materiale elastico

- Utilizzare per lo strato elastico di desolidarizzazione un materiale resiliente con bassa rigiditagrave dinamica ingrado di mantenere tale valore anche sotto lrsquoazione prolungata del carico permanente costituito dal massettogalleggiante i materiali solitamente utilizzati sono feltri di fibre minerali polimeri e materiali compositi

- Pulire il piano di posa del materiale resiliente per evitare che questo si danneggi e che possa subireschiacciamenti localizzati con conseguente incremento della rigiditagrave dunamica

- Realizzare un massetto galleggiante armato di densitagrave e massa elevati compatibilmente con lrsquoaumento dispessore che ciograve comporta

- Interrompere il pavimento galleggiante al di sotto dei tramezzi- Inserire giunti di dilatazione nel massetto-pavimento se questo egrave di dimensioni elevate (oltre i 40 m2 e per

lati superiori a 8 m) nel caso siano presenti giunti sulla soletta di base far coincidere i giunti del massettocon questi

- Non annegare le tubazioni degli impianti nel massetto galleggiante ma sotto lo strato isolante

Lrsquoefficacia di un pavimento galleggiante dipende in gran parte dalla qualitagrave dellrsquoesecuzione e dal rispettoscrupoloso delle indicazioni sopra elencate diventa pertanto fondamentale lrsquoimpiego di maestranze qualificateper lrsquoesecuzione dellrsquoopera

Fig 156 ndash Pavimento galleggiante

Fondamenti di acustica

123

Serramenti

I serramenti costituiscono spesso il punto debole del sistema di controllo dei rumori aerei specie nel caso incui siano dotati di ampie superfici vetrate La frequenza critica delle lastre di vetro viene a trovarsi allrsquointernodella gamma di frequenze considerata in posizione spesso centrale ne segue una caduta di R per effetto dicoincidenza adottando vetri-camera vi egrave inoltre un fenomeno di risonanza con riduzione di isolamento intornoalla frequenza di risonanza massa-aria-massa La scelta dei vetri deve essere fatta in modo oculato privilegiandoelementi di massa elevata e stratificati ma per prestazioni migliori egrave necessario ricorrere ai doppi telai o afinestre fisse e sigillate

La prestazione del serramento dipende oltre che dallrsquoelemento trsparente dal tipo di telaio e dallapermeabilitagrave allrsquoaria Se la massa del telaio non egrave inferiore al 70 di quella della vetrata e se la sua superficienon egrave superiore al 25 di quella complessiva del serramento si puograve assimilarlo alla vetrata nella stima del poterefonoisolante altrimenti dovragrave essere valutato indipendentemente Per ottenere dal telaio il miglior isolamento sipuograve far riferimento alle stesse indicazioni date per la realizzazione di pannelli e pareti Va inoltre garantita latenuta dellrsquoaria applicando guarnizioni tra vetro e telaio mobile e tra questo e lrsquoinfisso in modo da eliminarepercorsi di trasmissione diretti per via aerea (vedi fig 152) Altro punto critico egrave la presenza di un cassonetto che generalmente comporta la presenza di passaggi direttidrsquoaria e fessure oltre che per lo scarso potere fonoisolante dei pannelli che lo compongono si puograve intervenireadottando un cassonetto silenziato il silenziamento consiste nel rivestire il vano interno con materialefonoassorbente e nellrsquoincrementare massa e isolamento dei pannelli

Fig 158Cassonetto silenziato

Fig 157Tipi di vetrate in ordine diefficacia crescentea) vetro monoliticob) vetro-camerac) vetro stratificatod) vetro-camera con una lastra

stratificatae) vetro-camera con due lastre

stratificate

Capitolo 1

124

16 Principali grandezze descrittive delle prestazioni degli edificie degli elementi di edificio

Esistono molte grandezze definite dalla normativa italiana ed internazionale per esprimere le prestazioniacustiche dei sistemi edilizi la loro conoscenza egrave fondamentale per uno studio dettagliato dei metodi di controllodel rumore e per la comprensione delle norme che trattano tali problemi Una prima distinzione egrave tra le grandezze che descrivono le prestazioni dellrsquoedificio (lrsquoisolamento acusticodegli ambienti) e quelle che si riferiscono al comportamento dei singoli elementi costitutivi del sistema(partizioni verticali e orizzontali serramenti ecc) Tutte le grandezze relative al fonoisolamento aereo valutano una differenza di livelli sonori tra un ambientedisturbante e uno disturbato lo stesso potere fonoisolante R precedentemente definito come

tWiW

10logR = dB (161)

in presenza di due locali con campi sonori sufficientemente diffusi e in assenza di trasmissione per vie diverse daquella diretta risulta

dB AS10logL-LR S

21 += (162)

doveL1 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente emittente in dBL2 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente ricevente in dBSS area dellrsquoelemento di separazione in m2A area di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2

Il termine 10log(SSA) garantisce la normalizzazione della misura rispetto allrsquoassorbimento acustico del localedisturbato in altri casi si adotta una normalizzazione rispetto al tempo di riverberazione in questo modo si rendeil risultato indipendente dalle particolaritagrave dellrsquoambiente in questione Analogo egrave il caso dellrsquoisolamento acustico normalizzato rispetto lrsquoassorbimento equivalente Dn

dB AA10logL-LD

021n minus= (163)

dove A0 egrave unrsquoarea di assorbimento equivalente di riferimento e il termine 10log(AA0) garantisce lanormalizzazione della misura

Tab 161 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaR Potere fonoisolante ISO 140-3 4Dnc Isolamento acustico normalizzato del controsoffitto ISO 140-9 3Dne Isolamento acustico normalizzato di un piccolo elemento ISO 140-10 1Dns Isolamento acustico normalizzato per trasmissione aerea

indiretta attraverso un sistema SNon disponibile

Fondamenti di acustica

125

Tab 162 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaRrsquo Potere fonoisolante apparente ISO 140-4 5Rrsquo45deg Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 3Rrsquotrs Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 4Dn Isolamento acustico normalizzato rispetto allrsquoassorbimento

equivalenteISO 140-4 3

DnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-4 4

Dls2mnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-5 7

Tutte le grandezze relative al fonoisolamento dei rumori impattivi si riferiscono invece ad una singola misuradi livello sonoro nellrsquoambiente disturbato a cui va aggiunto un termine per la normalizzazione rispettoallrsquoassorbimento acustico oppure rispetto al tempo di riverberazione del locale disturbato Ne egrave un esempio illivello di pressione sonora di calpestio normalizzato

dB AA10logLL

0in += (164)

doveLi egrave il livello di pressione sonora di calpestio nellrsquoambiente ricevente utilizzando un generatore il rumore

di calpestio normalizzato in conformitagrave alla EN ISO 140-7 in dBA egrave lrsquoarea di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2A0 area di assorbimento equivalente di riferimento pari a 10 m2

Tab 163 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico del rumore di calpestio

ISOLAMENTO ACUSTICO DEL RUMORE DI CALPESTIO

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLn Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-6 4

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLrsquon Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-7 2LrsquonT Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato rispetto

al tempo di riverberazioneISO 140-7 3

Per una descrizione particolareggiata di tutte le grandezze qui elencate si vedano i capitoli 3 5 6 e 7

Capitolo 1

126

Bibliografia

[10] Spagnolo Renato Manuale di acustica applicata Torino UTET 2002[11] Sacchi Alfredo Caglieris Giovanni Fisica Tecnica Torino UTET 1996[12] Barducci Italo Acustica applicata Milano Masson 1993[13] Resnick R Halliday D Krane K S Fisica Milano Ambrosiana 1967[14] Toni M Interventi materiali e strumenti per lrsquoisolamento acustico degli edifici Rimini Maggioli 1997[15] Elia G Geppetti G Progettazione acustica di edifici civili e industriali Roma NIS 1994[16] Harris C M Noise control in buildings New York McGraw Hill 1997[17] Brosio E Protezione dai rumori di calpestio prestazioni dei pavimenti e problemi di valutazione in

Rivista Italiana di Acustica Vol IV n11980[18] Semprini G La realizzazione e le prestazioni dei pavimenti galleggianti

in Rivista Italiana di Acustica Vol 28 n3-42004[19] UNI EN ISO 717-1 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento acustico per via aerea[110] UNI EN ISO 717-2 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento del rumore di calpestio[111] UNI EN ISO 140 1999 Misurazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

Fondamenti di acustica

portante un tamponamento o qualsiasi altro corpo solidamente connesso con lrsquoedificio La sollecitazionepuograve avvenire in diversi modi si tratta generalmente di un urto di vibrazioni o piugrave frequentemente delcalpestio su un pavimento La sollecitazione meccanica che investe la struttura si propaga allrsquointernodellrsquoedificio fino a raggiungere una partizione o una superficie di altro genere che messa cosigrave in vibrazionefinisce per irradiare rumore aereo

Fig 122

ndash Trasmissione del rumore per via strutturale diversi tipi di sorgenti e possibili percorsi di trasmissione [16]

111

Capitolo 1

112

13 Il fonoisolamento dei rumori aerei

Quando lrsquoonda sonora incontra un ostacolo parte dellrsquoenergia viene riflessa dalla sua superficie unrsquoaltra parteviene assorbita dal materiale quindi trasformata in calore o energia meccanica e puograve propagarsi per via lateralementre la quota restante viene trasmessa al di lagrave dellrsquoostacolo Lrsquoisolamento offerto dal materiale dipende dallasua capacitagrave di impedire che lrsquoenergia sonora lo attraversi e si propaghi oltre di esso Bisogna distinguere tra isolamento acustico che egrave la facoltagrave di attenuare la propagazione sonora tra dueambienti indipendentemente dai percorsi che questa puograve seguire e potere fonoisolante che descrive invece lequalitagrave intrinseche di un elemento del sistema edilizio (partizioni serramenti ecc) in rapporto alla suatrasparenza acustica

Fig 131 ndash Percorsi di trasmissione

Detto τ il fattore di trasmissione che esprime il rapporto tra energia sonora trasmessa ed energia sonoraincidente

iWtW

=τ (131)

Il potere fonoisolante R egrave dato da

tWiW

10log1log10R =τ

= dB (132)

Il comportamento di un elemento edilizio nei confronti di questa grandezza egrave complesso e dipendeprincipalmente dallrsquoimpedenza ossia dalla capacitagrave di due mezzi di propagazione contigui (il materialedellrsquoelemento e lrsquoaria) di accoppiarsi Si egrave soliti distinguere tra elementi omogenei monolitici e compositi nelprimo caso egrave possibile attuare un calcolo previsionale abbastanza attendibile mentre nel secondo si devericorrere a delle semplificazioni anche notevoli rientrano in questa categoria anche gli elementi realizzati constrati multipli accoppiati

Fondamenti di acustica

113

Comportamento di elementi omogenei monolitici

In prima approssimazione il potere fonoisolante di questi elementi dipende dalla loro massa dalla frequenza edallrsquoangolo di incidenza dellrsquoonda sonora Il comportamento egrave in linea generale espresso dalla legge di massaanche se come si vedragrave esistono dei precisi limiti al suo campo di applicazione

cosc

fm1log10R2

00

θ

ρπ

+= dB (133)

dovef egrave la frequenza in Hzm egrave la massa in kgm2ρ0 egrave la densitagrave dellrsquoaria in kgm3c0 egrave la velocitagrave di propagazione del suono nellrsquoaria in msθ egrave lrsquoangolo di di incidenza

Un elemento divisorio di dimensioni finite come un pannello o una parete egrave inoltre soggetto ai sequenti fenomeni

- risonanza- effetto di coincidenza- smorzamento o perdita

A seconda della geometria dellrsquoelemento del modo in cui egrave vincolato e delle caretteristiche del materiale egravepossibile definire tramite opportune equazioni le sue frequenze naturali fn la sua piugrave bassa frequenza naturale egravedefinita come frequenza fondamentale f1 ed egrave quella per cui si verifica la maggior ampiezza di oscillazione Latrasmissione acustica attraverso un pannello monostrato omogeneo si divide in due distinte tipologie latrasmissione non risonante che si ha quando lrsquoenergia sonora incidente pone in moto forzato la struttura senzaeccitarne i modi propri (in questo caso il comportamento egrave dominato dalla massa) e la trasmisione risonante incui sono eccitati i modi propri (il comportamento egrave controllato dallo smorzamento e dallrsquoefficienza diradiazione) Lrsquoeffetto di coincidenza si verifica quando su un pannello investito da unrsquoonda sonora la proiezione dellalunghezza drsquoonda del suono λ incidente secondo lrsquoangolo θ egrave uguale alla lunghezza drsquoonda flessionale λtr neltramezzo

θλ

=λsentr (134)

Fig 132Effetto di coincidenza

Capitolo 1

114

In questo caso si ha la ricostruzione dellrsquoonda sollecitante nellrsquoambiente disturbato con una conseguenteperdita di potere fonoisolante rispetto alla legge di massa La piugrave bassa frequenza per cui si verifica il fenomenodella coincidenza si ha per un angolo di incidenza θ=90deg ossia per incidenza radente del suono e si chiamafrequenza critica fc Essa egrave funzione delle caratteristiche del materiale del divisorio e del suo spessore

Hz Eρ

t18c

tc 18cf

20

L

20

c == (135)

dovecL velocitagrave dellrsquoonda longitudinale nel mezzo del divisorio in mst spessore del divisorio in mE Modulo di elasticitagrave longitudinale del divisorio in Nm2ρ massa volumica del divisorio in kgm3

Oltre la frequenza critica diventa determinante il fattore di smorzamento totale η spesso indicato anche comefattore di perdita (loss factor) si tratta di un numero puro che egrave la somma del fattore di perdita interno propriodel materiale e di quello dovuto agli effetti della costruzione (condizioni al perimetro e di vincolo)

n

iJ1jijinttot sum

ne=η+η=η (136)

doveηtot fattore di perdita totale (Total Loss Factor TLF)ηint fattore di perdita interno (Internal Loss Factor ILF)ηij fattore di perdita da accoppiamento (Coupling Loss Factor CLF)

Nel complesso se si esamina lrsquointera gamma delle frequenze si possono individuare varie zone in cui il poterefonoisolante R dipende dai vari fattori sopra descritti

Fig 133 ndash Potere fonoisolante di un divisorio semplice e omogeneo

Fondamenti di acustica

115

Comportamento dei divisori multipli

Molto piugrave complessa egrave la previsione delle prestazioni dei divisori multipli oltre ai problemi connessi ad ognisingolo componente vi sono quelli dovuti alla loro interazione Alcuni casi come i pannelli doppi sono statiampiamente studiati e non solo si conosce il loro comportamento dal punto di vista qualitativo ma sono anchestati sviluppati dei modelli di calcolo previsionale che verranno illutrati piugrave dettagliatamnte nel capitolo 4 Cilimiteremo per il momento a descrivere alcuni tipici fenomeni che sono alla base del loro comportamento

Fig 134 ndash Potere fonoisolante di un divisorio doppio

Come indicato in fig 134 anche per i divisori a doppio starto si possono individuare delle zone in cuiprevalgono la legge di massa o altri fenomeni come la risonanza massa-aria-massa o le risonanze di cavitagrave Larisonanza massa-aria-massa nel caso semplificato di due pannelli uguali di massa m separati da uno strato drsquoariadi larghezza d si verifica per la seguante frequenza

md

cρ2 η2

1f2

00m = Hz (137)

Le risonanze di cavitagrave ad alta frequenza sono dovute ad onde stazionarie nello spazio compreso tra i duepannelli le frequenze fp sono date da

θ 2dcos

cpf 0p = Hz (138)

con la frequanza piugrave bassa per p=1 (primo modo di oscillazione) e θ = 0deg (incidenza normale) quindi

2dcf 0

p1 = Hz (139)

Le risonanze di cavitagrave a bassa frequenza sono invece causate da onde stazionarie bidimensionali legate alledimensioni dei lati (a b) del divisorio Per λ molto maggiore di d si ha

Capitolo 1

116

bq

ap

2cf 2

2

2

20

pq += Hz (1310)

Con la frequenza piugrave bassa per p = q = 1Una delle ipotesi semplificative piugrave comunemente adottate egrave che i due strati siano completamente isolati nei casireali vi sono solitamente degli elementi rigidi di connessione (traverse montanti) che si comportano da pontiacustici riducendo il potere fonoisolante

14 Il fonoisolamento dei rumori impattivi

Con il generico termine i rumori impattivi si egrave soliti intendere un insieme di fenomeni che si possonoverificare allrsquointerno di un edificio per effetto delle seguenti cause

- percussioni dovute a cadute di oggetti urti e calpestio- vibrazioni generate dal funzionamento di macchinari e impianti tecnici piugrave o meno rigidamente collegati con

le strutture dellrsquoedificio- attrito dovuto allo sfregamento di mobili o altri oggetti

Ognuno di questi rumori egrave in grado di propagarsi non solo dalla parte opposta dellrsquoelemento sollecitato maanche in altre parti dellrsquoedificio eventualmente molto lontane dalla sorgente in funzione delle caratteristichestrutturali della costruzione Una delle conseguenze egrave che la trasmissione indiretta attraverso le strutture laterali egravein proporzione maggiore rispetto a quella che si verifica con i rumori aerei Le modalitagrave con cui avviene la trasmissione dei rumori impattivi sono soggette a studi alquanto complessi cheprendono in considerazione il tipo di forza eccitante la forma e la natura del corpo eccitato le sue caratteristicheelastiche e cosigrave via

Fig 141Trasmissione diretta e per vialaterale del rumore di calpestio

Fondamenti di acustica

117

Il calpestio costituisce il rumore drsquourto piugrave verificabile ed avvertito nelle case drsquoabitazione al fine di mettere apunto le tecniche di misura e di studiare il comportamento dei solai agli effetti di questa fonte di disturbo egrave statonormalizzato in sede internazionale un generatore meccanico che assolve alla funzione di eccitare le strutturesecondo modalitagrave ben definite e perfettamente riproducibili Il generatore di calpestio normalizzato egrave costituitoda 5 martelli in linea azionati da un albero a camme collegato con un motore elettrico (vedi par 34) e in linea dimassima si puograve dire riproduca amplificandola la sollecitazione prodotta da una persona che cammininellrsquoambiente disturbante

Il principio della misura consiste nel far funzionare il generatore su un pavimento e nel misurare nellrsquoambientesottostante il livello di pressione sonora prodotto Lrsquoanalisi viene condotta per bande drsquoottava o di terzo di ottavae il livello di rumore viene corretto da una quantitagrave che tiene conto dellrsquoassorbimento o del tempo diriverberazione nellrsquoambiente di ricezione Come nel caso dei rumori aerei biogna distinguere tra le prestazioni dellrsquoedificio ossia lrsquoisolamento acusticoche egrave la facoltagrave di attenuare la propagazione sonora tra due ambienti indipendentemente dai percorsi che questapuograve seguire e le prestazioni dellrsquoelemento divisorio che in questo caso non sono piugrave espresse in termini dipotere fonoisolante R ma di livello di pressione sonora di calpestio normalizzato Ln lrsquoisolamento offerto egraveinversamente proporzionale al suo valore Il modello fisico adottato per lo studio del problema fa riferimento ad una piastra eccitata da forze impulsiveperiodiche si suppone inoltre che la durata di ogni singola forza impulsiva sia breve in rapporto al periodo dellapiugrave alta frequenza considerata Sulla base di questi presupposti si puograve prevedere lrsquoLn irradiato da una piastranellrsquoambiente sottostante per calcoli eseguiti in bande di ottava risulta

dB ηhcρA51p

σcρ410logL 3L

2p0

20

20

20

10n = (141)

Per calcoli eseguiti in bande di un terzo di ottava

dB 5- ηhcρA51p

σcρ410logL 3L

2p0

20

20

20

10n = (142)

doveρ0 massa volumica dellrsquoariac0 velocitagrave del suono nellrsquoaria (=340 ms)σ fattore di radiazione in prima approsimazione egrave assimilabile a 1 qualora sia richiesta una valutazione

piugrave accurata per fgtfc risulta

dB ff1

12 -c

minus=σ

η fattore di perdita totale

Fig 142Macchina generatrice di calpestionormalizzato

Capitolo 1

118

p0 pressione sonora di riferimento pari a 210-5 Nm2A0 area di assorbimento acustico equivalente pari a 10 m2ρp massa volumica del solaio (piastra) in kgm3

cL velocitagrave dellrsquoonda longitudinale nel materiale in msh spessore del solaio

Ne risulta uno spettro quasi costante in funzione della frequenza Una leggera pendenza con valori crescenti alcrescere della frequenza egrave dovuta alla dipendenza di alcuni fattori (σ e η) da f il livello sonoro decresce conlrsquoaumentare di η che egrave legato oltre che alla natura del materiale alle sue condizioni di vincolo il livello egrave tantopiugrave basso quanto piugrave rigido egrave il suo incastro alla struttura portante

15 Linee guida alla progettazione acustica

Al fine di conseguire i migliori risultati in termini di isolamento acustico dellrsquoedificio sia nel caso dei rumoriaerei che per quelli impattivi occorre intervenire su due diversi aspetti del problema

- i percorsi di trasmissione- le prestazioni degli elementi del sistema edilizio

Lrsquoisolamento acustico dei locali di un edificio non dipende esclusivamente dalle prestazioni acustiche offertedallrsquoelemento divisorio poicheacute in realtagrave esistono diversi possibili percorsi di trasmissione del rumore

- Percosi diretti per via aerea come fori o fessure in corrispondenza dellrsquoelemento di separazione ne sono uncaso tipico le fessure lungo il perimetro dei serramenti sia interni che esterni

- Percosi indiretti per via aerea quali condotti di areazione o per il passaggio di impianti corridoiintercapedini di controsoffitti o di pavimenti sopraelevati

- Percorsi diretti per via strutturale egrave il caso di un elemento di separazione tra due ambienti che messo invibrazione da una sollecitazione sonora o meccanica si comporta a sua volta come una nuova sorgentecapace di irradiare verso lrsquoaltro lato della partizione

- Percorsi indiretti per via strutturale in questo caso la struttura sollecitata puograve essere quella divisoria e levibrazioni si trasmettono da questa agli elementi laterali oppure sono sollecitate direttamente le strutturelaterali e le vibrazioni si propagano da queste allrsquoelemento di separzione o ad altri elementi laterali

Fig 151Percorsi di trasmissionevia aerea diretta (τe)via aerea indiretta (τs)via strutturale diretta (τd)via strutturale indiretta (τf)

Fondamenti di acustica

119

Occorre in primo luogo cercare di eliminare qualsiasi percorso diretto per via aerea dal momento che aperturedi dimensioni anche molto limitate possono compromettere pesantemente lrsquoisolamento dellrsquointero sistemaTipico egrave il caso delle fessure che si creano in corrispondenza della battuta tra telaio mobile e telaio fisso neiserramenti per cui egrave utile ricorrere a battute doppie o triple e allrsquouso di guarnizioni di tenuta Problemi analoghisi verificano anche in presenza di cassonetti per cui valgono gli stessi accorgimenti

Anche i percorsi indiretti per via aerea dovrebbero esser evitati se possibile ad esempio facendo sigrave che neilocali dotati di controsoffitti o pavimenti sopraelevati non si creino dei plenum capaci di mettere indirettamentein contatto ambienti diversi Nel caso di condotti di areazione e simili risulta evidentemente impossibilesopprimere gli stessi ma si puograve perograve intervenire rivestendo il loro interno con materiali assorbenti limitando inquesto modo la propagazione dei rumori al loro interno La trasmissione lungo i percorsi indiretti per via strutturale puograve essere limitata inserendo dei giunti didesolidarizzazione realizzati con strati di materiali elastici Ersquo da notare perograve che se da un lato questa soluzioneriduce la trasmissione laterale dallrsquoaltro fa si che le strutture siano vincolate meno rigidamente con unaconseguente riduzione dello smorzamento ne puograve quindi derivare un peggioramento delle prestazioni di pareti esolai (riduzione di R e aumento di Ln) peggioramento in genere abbastanza contenuto se non trascurabile

Resta ora da affrontare il problema della trasmissione del rumore secondo i percorsi diretti e strutturali in altreparole attraverso gli elementi di separazione tra i vari locali dellrsquoedificio o tra questi e lrsquoesterno Gli elementi inquestione sono costituiti a seconda dei casi da partizioni verticali e orizzontali quali pareti solai divisori divaria natura serramenti e coperture da ognuno di questi elementi si dovragrave ottenere la massima prestazionepossibile in termini di potere fonoisolante o livello di pressione sonora di calpestio normalizzato

Fig 152Esempi di soglie di porta inordine di efficacia da sinistraverso destra

Fig 153Desolidarizzazione di una parete interna perinterposizione di uno strato di feltrosullrsquoestradosso del solaio

Capitolo 1

120

Pareti

Per ottenere le migliori prestazioni in termini di potere fonoisolante R dalle pareti tradizionali in lateriziooccorre attenersi alle seguenti regole pratiche

- ricorrere a pareti con la piugrave elevata massa superficiale possibile- adottare la tipologia a cassa vuota ovvero una parete doppia con intercapedine- aumentare il piugrave possibile lo spessore dellrsquointercapedine- inserire nellrsquointercapedine un materiale fonoisolante con un elevato coefficiente di assorbimento acustico- utilizzare intonaci di elevata densitagrave e spessore non solo sulle superfici esterne della parete ma anche su

uno dei lati interni della parete a cassa vuota- sigillare accuratamente i giunti tra i mattoni- utilizzare mattoni di grande formato- non realizzare tracce per impianti direttamente affacciate sui due lati della struttura- ricorrere a stratigrafie asimmetriche nei muri a cassa vuota

Le indicazioni appena citate possono essere di grande utilitagrave ma la tipologia costruttiva in questione non sidimostra particolarmente idonea a conseguire elevati standard prestazionali specie se egrave presente lrsquoesigenza dilimitare costi dimensioni e pesi Molto piugrave performanti si dimostrano in genere le pareti leggere multistrato Mentre le pareti pesanti semplici o doppie consentono di contenere la trasmissione del rumore in virtugrave dellaloro massa quelle leggere multistrato si basano su un diverso principio quello di smorzare la trasmissione dellevibrazioni che si propagano da un elemento allrsquoaltro grazie a collegamenti elastici tra i vari strati Due o piugrave stratidi materiali rigidi tipicamente cartongesso o legno il piugrave possibile disaccoppiati dalle altre strutture sonoseparati da aria o materiali elastici con funzione fonoassorbente (fibra di vetro lana di roccia strati porosi ecc)in modo che le vibrazioni indotte nel primo pannello non si trasmettano direttamente ai successivi per via solidama siano smorzate allrsquointerno dellrsquointercapedine trasformandosi in energia meccanica e calore Nelle condizioniideali tali tipologie costruttive permettono di realizzare un sistema massa-molla-massa di elevate prestazioni egraveperograve necessario che i collegamenti tra le parti non siano rigidi requisito questo che in genere non vienetotalmente rispettato data la presenza allrsquointerno dei pannelli di montanti traverse o elementi di fissaggiopuntuali Benchegrave le pareti multistrato leggere non godano di grande diffusione nel contesto dellrsquoedilizia italianane esistono molte tipologie e sono utilizzate massicciamente e con indubbi vantaggi in molti paesi

Fig 154Una parete pesante in laterizio a confrontocon una leggera a lastre di cartongesso sutelaio metallico

Fondamenti di acustica

121

Esiste un ultimo sistema per incrementare le prestazioni di una parete tradizionale e consiste nellrsquoapplicaresulla superficie di questa una controparete costituita da un pannello rigido ad esempio cartongesso conlrsquointerposizione di un supporto elastico Si determina cosigrave un sistema risonante a doppia parete che puograve produrreun incremento del potere fonoisolante ∆R anche sensibile Condizione fondamentale per lrsquoefficacia del sistema egraveche il collegamento tra le due strutture avvenga con il minor numero possibile di punti rigidi inoltre il materialedel supporto (generalmente lana di vetro) deve essere dotato di una ridotta rigiditagrave dinamica srsquo (espressa inMNm3 egrave il rapporto tra il modulo elastico e lo spessore srsquo=Ed) Ersquo un tipo di intervento particolarmente adattoa migliorare le prestazioni di divisori giagrave esistenti

Solai e pavimenti

Ai solai si chiede un contributo in termini di isolamento acustico sia nei confronti dei rumori aerei che diquelli impattivi Lrsquoisolamento dai rumori aerei non egrave generalmente un problema specie con lrsquoutilizzo di solai inlatero-cemento a blocchi e travetti in virtugrave della loro massa elevata piugrave critico risulta il comportamento neiconfronti del calpestio Il fonoisolamento dei rumori di calpestio puograve essere migliorato aumentando la massa e lospessore del solaio tuttavia lrsquoincremento di prestazioni che se ne ricava risulta modesto I sistemi adottati perridurre il livello Ln di una quota che convenzionalmente viene definita ∆L sono i seguenti

- pavimenti resilienti- controsoffitti- pavimenti galleggianti

I pavimenti resilienti consistono di un rivestimento di finitura applicato al solaio portante e dotato di un certogrado di elasticitagrave si tratta solitamente di rivestiementi tessili (moquettes) pavimenti in gomma e in materialeplastico di varia natura Si ottiene in questo modo un incremento dellrsquoisolamento ∆L crescente al crescere di f apartire da una frequenza di taglio che egrave funzione della rigiditagrave dinamica del materiale utilizzato anche in questocaso egrave necessario utilizzare materiali con bassi valori della rigiditagrave dinamica I controsoffitti applicati sullrsquointradosso del solaio sollecitato lavorano in maniera analoga ad una controparetee hanno lo svantaggio di agire solo sulla componente aerea del rumore senza limitare quella strutturale che sipuograve propagare lungo i percorsi di trasmissione laterali Lrsquoutilizzo di pavimenti resilienti e controsoffitti egrave ingenere fortemente vincolato dalla destinazione drsquouso dei locali e dalle specifiche esigenze degli utenti Lo strumento piugrave efficace per incrementare le prestazioni di un solaio egrave il ricorso al pavimento galleggianteesso consiste di un massetto galleggiante armato di 4-10 cm di spessore appoggiato su uno strato di materialeelastico dotato di ridotta rigiditagrave dinamica Lrsquoincremento di prestazioni ∆L cresce con la frequenza a partire dauna frequenza di taglio Gli accorgimenti da seguire nella sua realizzazione sono riportati qui di seguito

Fig 155Controparete in cartongesso suparete tradizionale in laterizio

Capitolo 1

122

- Mantenere una perfetta desolidarizzazione del massetto galleggiante dalla sottostante soletta evitando laformazione di punti di contatto rigidi egrave necessario garantire la perfetta continuitagrave del materiale resiliente inmodo che al momento del getto del massetto questo non entri in contatto con la soletta di base

- Evitare la formazione di ponti acustici tra il massetto con relativo rivestimento di finitura e le struttureverticali quali pareti pilastri soglie di porta e tubi attraversanti il solaio per far ciograve egrave necessario risvoltare ilmateriale resiliente lungo gli elementi verticali e rifilarlo al livello della pavimentazione finita invece chedel massetto anche il contatto tra il battiscopa e la superficie del pavimento deve essere evitatointerponendo una lama drsquoaria o una stricia di materiale elastico

- Utilizzare per lo strato elastico di desolidarizzazione un materiale resiliente con bassa rigiditagrave dinamica ingrado di mantenere tale valore anche sotto lrsquoazione prolungata del carico permanente costituito dal massettogalleggiante i materiali solitamente utilizzati sono feltri di fibre minerali polimeri e materiali compositi

- Pulire il piano di posa del materiale resiliente per evitare che questo si danneggi e che possa subireschiacciamenti localizzati con conseguente incremento della rigiditagrave dunamica

- Realizzare un massetto galleggiante armato di densitagrave e massa elevati compatibilmente con lrsquoaumento dispessore che ciograve comporta

- Interrompere il pavimento galleggiante al di sotto dei tramezzi- Inserire giunti di dilatazione nel massetto-pavimento se questo egrave di dimensioni elevate (oltre i 40 m2 e per

lati superiori a 8 m) nel caso siano presenti giunti sulla soletta di base far coincidere i giunti del massettocon questi

- Non annegare le tubazioni degli impianti nel massetto galleggiante ma sotto lo strato isolante

Lrsquoefficacia di un pavimento galleggiante dipende in gran parte dalla qualitagrave dellrsquoesecuzione e dal rispettoscrupoloso delle indicazioni sopra elencate diventa pertanto fondamentale lrsquoimpiego di maestranze qualificateper lrsquoesecuzione dellrsquoopera

Fig 156 ndash Pavimento galleggiante

Fondamenti di acustica

123

Serramenti

I serramenti costituiscono spesso il punto debole del sistema di controllo dei rumori aerei specie nel caso incui siano dotati di ampie superfici vetrate La frequenza critica delle lastre di vetro viene a trovarsi allrsquointernodella gamma di frequenze considerata in posizione spesso centrale ne segue una caduta di R per effetto dicoincidenza adottando vetri-camera vi egrave inoltre un fenomeno di risonanza con riduzione di isolamento intornoalla frequenza di risonanza massa-aria-massa La scelta dei vetri deve essere fatta in modo oculato privilegiandoelementi di massa elevata e stratificati ma per prestazioni migliori egrave necessario ricorrere ai doppi telai o afinestre fisse e sigillate

La prestazione del serramento dipende oltre che dallrsquoelemento trsparente dal tipo di telaio e dallapermeabilitagrave allrsquoaria Se la massa del telaio non egrave inferiore al 70 di quella della vetrata e se la sua superficienon egrave superiore al 25 di quella complessiva del serramento si puograve assimilarlo alla vetrata nella stima del poterefonoisolante altrimenti dovragrave essere valutato indipendentemente Per ottenere dal telaio il miglior isolamento sipuograve far riferimento alle stesse indicazioni date per la realizzazione di pannelli e pareti Va inoltre garantita latenuta dellrsquoaria applicando guarnizioni tra vetro e telaio mobile e tra questo e lrsquoinfisso in modo da eliminarepercorsi di trasmissione diretti per via aerea (vedi fig 152) Altro punto critico egrave la presenza di un cassonetto che generalmente comporta la presenza di passaggi direttidrsquoaria e fessure oltre che per lo scarso potere fonoisolante dei pannelli che lo compongono si puograve intervenireadottando un cassonetto silenziato il silenziamento consiste nel rivestire il vano interno con materialefonoassorbente e nellrsquoincrementare massa e isolamento dei pannelli

Fig 158Cassonetto silenziato

Fig 157Tipi di vetrate in ordine diefficacia crescentea) vetro monoliticob) vetro-camerac) vetro stratificatod) vetro-camera con una lastra

stratificatae) vetro-camera con due lastre

stratificate

Capitolo 1

124

16 Principali grandezze descrittive delle prestazioni degli edificie degli elementi di edificio

Esistono molte grandezze definite dalla normativa italiana ed internazionale per esprimere le prestazioniacustiche dei sistemi edilizi la loro conoscenza egrave fondamentale per uno studio dettagliato dei metodi di controllodel rumore e per la comprensione delle norme che trattano tali problemi Una prima distinzione egrave tra le grandezze che descrivono le prestazioni dellrsquoedificio (lrsquoisolamento acusticodegli ambienti) e quelle che si riferiscono al comportamento dei singoli elementi costitutivi del sistema(partizioni verticali e orizzontali serramenti ecc) Tutte le grandezze relative al fonoisolamento aereo valutano una differenza di livelli sonori tra un ambientedisturbante e uno disturbato lo stesso potere fonoisolante R precedentemente definito come

tWiW

10logR = dB (161)

in presenza di due locali con campi sonori sufficientemente diffusi e in assenza di trasmissione per vie diverse daquella diretta risulta

dB AS10logL-LR S

21 += (162)

doveL1 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente emittente in dBL2 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente ricevente in dBSS area dellrsquoelemento di separazione in m2A area di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2

Il termine 10log(SSA) garantisce la normalizzazione della misura rispetto allrsquoassorbimento acustico del localedisturbato in altri casi si adotta una normalizzazione rispetto al tempo di riverberazione in questo modo si rendeil risultato indipendente dalle particolaritagrave dellrsquoambiente in questione Analogo egrave il caso dellrsquoisolamento acustico normalizzato rispetto lrsquoassorbimento equivalente Dn

dB AA10logL-LD

021n minus= (163)

dove A0 egrave unrsquoarea di assorbimento equivalente di riferimento e il termine 10log(AA0) garantisce lanormalizzazione della misura

Tab 161 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaR Potere fonoisolante ISO 140-3 4Dnc Isolamento acustico normalizzato del controsoffitto ISO 140-9 3Dne Isolamento acustico normalizzato di un piccolo elemento ISO 140-10 1Dns Isolamento acustico normalizzato per trasmissione aerea

indiretta attraverso un sistema SNon disponibile

Fondamenti di acustica

125

Tab 162 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaRrsquo Potere fonoisolante apparente ISO 140-4 5Rrsquo45deg Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 3Rrsquotrs Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 4Dn Isolamento acustico normalizzato rispetto allrsquoassorbimento

equivalenteISO 140-4 3

DnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-4 4

Dls2mnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-5 7

Tutte le grandezze relative al fonoisolamento dei rumori impattivi si riferiscono invece ad una singola misuradi livello sonoro nellrsquoambiente disturbato a cui va aggiunto un termine per la normalizzazione rispettoallrsquoassorbimento acustico oppure rispetto al tempo di riverberazione del locale disturbato Ne egrave un esempio illivello di pressione sonora di calpestio normalizzato

dB AA10logLL

0in += (164)

doveLi egrave il livello di pressione sonora di calpestio nellrsquoambiente ricevente utilizzando un generatore il rumore

di calpestio normalizzato in conformitagrave alla EN ISO 140-7 in dBA egrave lrsquoarea di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2A0 area di assorbimento equivalente di riferimento pari a 10 m2

Tab 163 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico del rumore di calpestio

ISOLAMENTO ACUSTICO DEL RUMORE DI CALPESTIO

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLn Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-6 4

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLrsquon Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-7 2LrsquonT Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato rispetto

al tempo di riverberazioneISO 140-7 3

Per una descrizione particolareggiata di tutte le grandezze qui elencate si vedano i capitoli 3 5 6 e 7

Capitolo 1

126

Bibliografia

[10] Spagnolo Renato Manuale di acustica applicata Torino UTET 2002[11] Sacchi Alfredo Caglieris Giovanni Fisica Tecnica Torino UTET 1996[12] Barducci Italo Acustica applicata Milano Masson 1993[13] Resnick R Halliday D Krane K S Fisica Milano Ambrosiana 1967[14] Toni M Interventi materiali e strumenti per lrsquoisolamento acustico degli edifici Rimini Maggioli 1997[15] Elia G Geppetti G Progettazione acustica di edifici civili e industriali Roma NIS 1994[16] Harris C M Noise control in buildings New York McGraw Hill 1997[17] Brosio E Protezione dai rumori di calpestio prestazioni dei pavimenti e problemi di valutazione in

Rivista Italiana di Acustica Vol IV n11980[18] Semprini G La realizzazione e le prestazioni dei pavimenti galleggianti

in Rivista Italiana di Acustica Vol 28 n3-42004[19] UNI EN ISO 717-1 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento acustico per via aerea[110] UNI EN ISO 717-2 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento del rumore di calpestio[111] UNI EN ISO 140 1999 Misurazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

Capitolo 1

112

13 Il fonoisolamento dei rumori aerei

Quando lrsquoonda sonora incontra un ostacolo parte dellrsquoenergia viene riflessa dalla sua superficie unrsquoaltra parteviene assorbita dal materiale quindi trasformata in calore o energia meccanica e puograve propagarsi per via lateralementre la quota restante viene trasmessa al di lagrave dellrsquoostacolo Lrsquoisolamento offerto dal materiale dipende dallasua capacitagrave di impedire che lrsquoenergia sonora lo attraversi e si propaghi oltre di esso Bisogna distinguere tra isolamento acustico che egrave la facoltagrave di attenuare la propagazione sonora tra dueambienti indipendentemente dai percorsi che questa puograve seguire e potere fonoisolante che descrive invece lequalitagrave intrinseche di un elemento del sistema edilizio (partizioni serramenti ecc) in rapporto alla suatrasparenza acustica

Fig 131 ndash Percorsi di trasmissione

Detto τ il fattore di trasmissione che esprime il rapporto tra energia sonora trasmessa ed energia sonoraincidente

iWtW

=τ (131)

Il potere fonoisolante R egrave dato da

tWiW

10log1log10R =τ

= dB (132)

Il comportamento di un elemento edilizio nei confronti di questa grandezza egrave complesso e dipendeprincipalmente dallrsquoimpedenza ossia dalla capacitagrave di due mezzi di propagazione contigui (il materialedellrsquoelemento e lrsquoaria) di accoppiarsi Si egrave soliti distinguere tra elementi omogenei monolitici e compositi nelprimo caso egrave possibile attuare un calcolo previsionale abbastanza attendibile mentre nel secondo si devericorrere a delle semplificazioni anche notevoli rientrano in questa categoria anche gli elementi realizzati constrati multipli accoppiati

Fondamenti di acustica

113

Comportamento di elementi omogenei monolitici

In prima approssimazione il potere fonoisolante di questi elementi dipende dalla loro massa dalla frequenza edallrsquoangolo di incidenza dellrsquoonda sonora Il comportamento egrave in linea generale espresso dalla legge di massaanche se come si vedragrave esistono dei precisi limiti al suo campo di applicazione

cosc

fm1log10R2

00

θ

ρπ

+= dB (133)

dovef egrave la frequenza in Hzm egrave la massa in kgm2ρ0 egrave la densitagrave dellrsquoaria in kgm3c0 egrave la velocitagrave di propagazione del suono nellrsquoaria in msθ egrave lrsquoangolo di di incidenza

Un elemento divisorio di dimensioni finite come un pannello o una parete egrave inoltre soggetto ai sequenti fenomeni

- risonanza- effetto di coincidenza- smorzamento o perdita

A seconda della geometria dellrsquoelemento del modo in cui egrave vincolato e delle caretteristiche del materiale egravepossibile definire tramite opportune equazioni le sue frequenze naturali fn la sua piugrave bassa frequenza naturale egravedefinita come frequenza fondamentale f1 ed egrave quella per cui si verifica la maggior ampiezza di oscillazione Latrasmissione acustica attraverso un pannello monostrato omogeneo si divide in due distinte tipologie latrasmissione non risonante che si ha quando lrsquoenergia sonora incidente pone in moto forzato la struttura senzaeccitarne i modi propri (in questo caso il comportamento egrave dominato dalla massa) e la trasmisione risonante incui sono eccitati i modi propri (il comportamento egrave controllato dallo smorzamento e dallrsquoefficienza diradiazione) Lrsquoeffetto di coincidenza si verifica quando su un pannello investito da unrsquoonda sonora la proiezione dellalunghezza drsquoonda del suono λ incidente secondo lrsquoangolo θ egrave uguale alla lunghezza drsquoonda flessionale λtr neltramezzo

θλ

=λsentr (134)

Fig 132Effetto di coincidenza

Capitolo 1

114

In questo caso si ha la ricostruzione dellrsquoonda sollecitante nellrsquoambiente disturbato con una conseguenteperdita di potere fonoisolante rispetto alla legge di massa La piugrave bassa frequenza per cui si verifica il fenomenodella coincidenza si ha per un angolo di incidenza θ=90deg ossia per incidenza radente del suono e si chiamafrequenza critica fc Essa egrave funzione delle caratteristiche del materiale del divisorio e del suo spessore

Hz Eρ

t18c

tc 18cf

20

L

20

c == (135)

dovecL velocitagrave dellrsquoonda longitudinale nel mezzo del divisorio in mst spessore del divisorio in mE Modulo di elasticitagrave longitudinale del divisorio in Nm2ρ massa volumica del divisorio in kgm3

Oltre la frequenza critica diventa determinante il fattore di smorzamento totale η spesso indicato anche comefattore di perdita (loss factor) si tratta di un numero puro che egrave la somma del fattore di perdita interno propriodel materiale e di quello dovuto agli effetti della costruzione (condizioni al perimetro e di vincolo)

n

iJ1jijinttot sum

ne=η+η=η (136)

doveηtot fattore di perdita totale (Total Loss Factor TLF)ηint fattore di perdita interno (Internal Loss Factor ILF)ηij fattore di perdita da accoppiamento (Coupling Loss Factor CLF)

Nel complesso se si esamina lrsquointera gamma delle frequenze si possono individuare varie zone in cui il poterefonoisolante R dipende dai vari fattori sopra descritti

Fig 133 ndash Potere fonoisolante di un divisorio semplice e omogeneo

Fondamenti di acustica

115

Comportamento dei divisori multipli

Molto piugrave complessa egrave la previsione delle prestazioni dei divisori multipli oltre ai problemi connessi ad ognisingolo componente vi sono quelli dovuti alla loro interazione Alcuni casi come i pannelli doppi sono statiampiamente studiati e non solo si conosce il loro comportamento dal punto di vista qualitativo ma sono anchestati sviluppati dei modelli di calcolo previsionale che verranno illutrati piugrave dettagliatamnte nel capitolo 4 Cilimiteremo per il momento a descrivere alcuni tipici fenomeni che sono alla base del loro comportamento

Fig 134 ndash Potere fonoisolante di un divisorio doppio

Come indicato in fig 134 anche per i divisori a doppio starto si possono individuare delle zone in cuiprevalgono la legge di massa o altri fenomeni come la risonanza massa-aria-massa o le risonanze di cavitagrave Larisonanza massa-aria-massa nel caso semplificato di due pannelli uguali di massa m separati da uno strato drsquoariadi larghezza d si verifica per la seguante frequenza

md

cρ2 η2

1f2

00m = Hz (137)

Le risonanze di cavitagrave ad alta frequenza sono dovute ad onde stazionarie nello spazio compreso tra i duepannelli le frequenze fp sono date da

θ 2dcos

cpf 0p = Hz (138)

con la frequanza piugrave bassa per p=1 (primo modo di oscillazione) e θ = 0deg (incidenza normale) quindi

2dcf 0

p1 = Hz (139)

Le risonanze di cavitagrave a bassa frequenza sono invece causate da onde stazionarie bidimensionali legate alledimensioni dei lati (a b) del divisorio Per λ molto maggiore di d si ha

Capitolo 1

116

bq

ap

2cf 2

2

2

20

pq += Hz (1310)

Con la frequenza piugrave bassa per p = q = 1Una delle ipotesi semplificative piugrave comunemente adottate egrave che i due strati siano completamente isolati nei casireali vi sono solitamente degli elementi rigidi di connessione (traverse montanti) che si comportano da pontiacustici riducendo il potere fonoisolante

14 Il fonoisolamento dei rumori impattivi

Con il generico termine i rumori impattivi si egrave soliti intendere un insieme di fenomeni che si possonoverificare allrsquointerno di un edificio per effetto delle seguenti cause

- percussioni dovute a cadute di oggetti urti e calpestio- vibrazioni generate dal funzionamento di macchinari e impianti tecnici piugrave o meno rigidamente collegati con

le strutture dellrsquoedificio- attrito dovuto allo sfregamento di mobili o altri oggetti

Ognuno di questi rumori egrave in grado di propagarsi non solo dalla parte opposta dellrsquoelemento sollecitato maanche in altre parti dellrsquoedificio eventualmente molto lontane dalla sorgente in funzione delle caratteristichestrutturali della costruzione Una delle conseguenze egrave che la trasmissione indiretta attraverso le strutture laterali egravein proporzione maggiore rispetto a quella che si verifica con i rumori aerei Le modalitagrave con cui avviene la trasmissione dei rumori impattivi sono soggette a studi alquanto complessi cheprendono in considerazione il tipo di forza eccitante la forma e la natura del corpo eccitato le sue caratteristicheelastiche e cosigrave via

Fig 141Trasmissione diretta e per vialaterale del rumore di calpestio

Fondamenti di acustica

117

Il calpestio costituisce il rumore drsquourto piugrave verificabile ed avvertito nelle case drsquoabitazione al fine di mettere apunto le tecniche di misura e di studiare il comportamento dei solai agli effetti di questa fonte di disturbo egrave statonormalizzato in sede internazionale un generatore meccanico che assolve alla funzione di eccitare le strutturesecondo modalitagrave ben definite e perfettamente riproducibili Il generatore di calpestio normalizzato egrave costituitoda 5 martelli in linea azionati da un albero a camme collegato con un motore elettrico (vedi par 34) e in linea dimassima si puograve dire riproduca amplificandola la sollecitazione prodotta da una persona che cammininellrsquoambiente disturbante

Il principio della misura consiste nel far funzionare il generatore su un pavimento e nel misurare nellrsquoambientesottostante il livello di pressione sonora prodotto Lrsquoanalisi viene condotta per bande drsquoottava o di terzo di ottavae il livello di rumore viene corretto da una quantitagrave che tiene conto dellrsquoassorbimento o del tempo diriverberazione nellrsquoambiente di ricezione Come nel caso dei rumori aerei biogna distinguere tra le prestazioni dellrsquoedificio ossia lrsquoisolamento acusticoche egrave la facoltagrave di attenuare la propagazione sonora tra due ambienti indipendentemente dai percorsi che questapuograve seguire e le prestazioni dellrsquoelemento divisorio che in questo caso non sono piugrave espresse in termini dipotere fonoisolante R ma di livello di pressione sonora di calpestio normalizzato Ln lrsquoisolamento offerto egraveinversamente proporzionale al suo valore Il modello fisico adottato per lo studio del problema fa riferimento ad una piastra eccitata da forze impulsiveperiodiche si suppone inoltre che la durata di ogni singola forza impulsiva sia breve in rapporto al periodo dellapiugrave alta frequenza considerata Sulla base di questi presupposti si puograve prevedere lrsquoLn irradiato da una piastranellrsquoambiente sottostante per calcoli eseguiti in bande di ottava risulta

dB ηhcρA51p

σcρ410logL 3L

2p0

20

20

20

10n = (141)

Per calcoli eseguiti in bande di un terzo di ottava

dB 5- ηhcρA51p

σcρ410logL 3L

2p0

20

20

20

10n = (142)

doveρ0 massa volumica dellrsquoariac0 velocitagrave del suono nellrsquoaria (=340 ms)σ fattore di radiazione in prima approsimazione egrave assimilabile a 1 qualora sia richiesta una valutazione

piugrave accurata per fgtfc risulta

dB ff1

12 -c

minus=σ

η fattore di perdita totale

Fig 142Macchina generatrice di calpestionormalizzato

Capitolo 1

118

p0 pressione sonora di riferimento pari a 210-5 Nm2A0 area di assorbimento acustico equivalente pari a 10 m2ρp massa volumica del solaio (piastra) in kgm3

cL velocitagrave dellrsquoonda longitudinale nel materiale in msh spessore del solaio

Ne risulta uno spettro quasi costante in funzione della frequenza Una leggera pendenza con valori crescenti alcrescere della frequenza egrave dovuta alla dipendenza di alcuni fattori (σ e η) da f il livello sonoro decresce conlrsquoaumentare di η che egrave legato oltre che alla natura del materiale alle sue condizioni di vincolo il livello egrave tantopiugrave basso quanto piugrave rigido egrave il suo incastro alla struttura portante

15 Linee guida alla progettazione acustica

Al fine di conseguire i migliori risultati in termini di isolamento acustico dellrsquoedificio sia nel caso dei rumoriaerei che per quelli impattivi occorre intervenire su due diversi aspetti del problema

- i percorsi di trasmissione- le prestazioni degli elementi del sistema edilizio

Lrsquoisolamento acustico dei locali di un edificio non dipende esclusivamente dalle prestazioni acustiche offertedallrsquoelemento divisorio poicheacute in realtagrave esistono diversi possibili percorsi di trasmissione del rumore

- Percosi diretti per via aerea come fori o fessure in corrispondenza dellrsquoelemento di separazione ne sono uncaso tipico le fessure lungo il perimetro dei serramenti sia interni che esterni

- Percosi indiretti per via aerea quali condotti di areazione o per il passaggio di impianti corridoiintercapedini di controsoffitti o di pavimenti sopraelevati

- Percorsi diretti per via strutturale egrave il caso di un elemento di separazione tra due ambienti che messo invibrazione da una sollecitazione sonora o meccanica si comporta a sua volta come una nuova sorgentecapace di irradiare verso lrsquoaltro lato della partizione

- Percorsi indiretti per via strutturale in questo caso la struttura sollecitata puograve essere quella divisoria e levibrazioni si trasmettono da questa agli elementi laterali oppure sono sollecitate direttamente le strutturelaterali e le vibrazioni si propagano da queste allrsquoelemento di separzione o ad altri elementi laterali

Fig 151Percorsi di trasmissionevia aerea diretta (τe)via aerea indiretta (τs)via strutturale diretta (τd)via strutturale indiretta (τf)

Fondamenti di acustica

119

Occorre in primo luogo cercare di eliminare qualsiasi percorso diretto per via aerea dal momento che aperturedi dimensioni anche molto limitate possono compromettere pesantemente lrsquoisolamento dellrsquointero sistemaTipico egrave il caso delle fessure che si creano in corrispondenza della battuta tra telaio mobile e telaio fisso neiserramenti per cui egrave utile ricorrere a battute doppie o triple e allrsquouso di guarnizioni di tenuta Problemi analoghisi verificano anche in presenza di cassonetti per cui valgono gli stessi accorgimenti

Anche i percorsi indiretti per via aerea dovrebbero esser evitati se possibile ad esempio facendo sigrave che neilocali dotati di controsoffitti o pavimenti sopraelevati non si creino dei plenum capaci di mettere indirettamentein contatto ambienti diversi Nel caso di condotti di areazione e simili risulta evidentemente impossibilesopprimere gli stessi ma si puograve perograve intervenire rivestendo il loro interno con materiali assorbenti limitando inquesto modo la propagazione dei rumori al loro interno La trasmissione lungo i percorsi indiretti per via strutturale puograve essere limitata inserendo dei giunti didesolidarizzazione realizzati con strati di materiali elastici Ersquo da notare perograve che se da un lato questa soluzioneriduce la trasmissione laterale dallrsquoaltro fa si che le strutture siano vincolate meno rigidamente con unaconseguente riduzione dello smorzamento ne puograve quindi derivare un peggioramento delle prestazioni di pareti esolai (riduzione di R e aumento di Ln) peggioramento in genere abbastanza contenuto se non trascurabile

Resta ora da affrontare il problema della trasmissione del rumore secondo i percorsi diretti e strutturali in altreparole attraverso gli elementi di separazione tra i vari locali dellrsquoedificio o tra questi e lrsquoesterno Gli elementi inquestione sono costituiti a seconda dei casi da partizioni verticali e orizzontali quali pareti solai divisori divaria natura serramenti e coperture da ognuno di questi elementi si dovragrave ottenere la massima prestazionepossibile in termini di potere fonoisolante o livello di pressione sonora di calpestio normalizzato

Fig 152Esempi di soglie di porta inordine di efficacia da sinistraverso destra

Fig 153Desolidarizzazione di una parete interna perinterposizione di uno strato di feltrosullrsquoestradosso del solaio

Capitolo 1

120

Pareti

Per ottenere le migliori prestazioni in termini di potere fonoisolante R dalle pareti tradizionali in lateriziooccorre attenersi alle seguenti regole pratiche

- ricorrere a pareti con la piugrave elevata massa superficiale possibile- adottare la tipologia a cassa vuota ovvero una parete doppia con intercapedine- aumentare il piugrave possibile lo spessore dellrsquointercapedine- inserire nellrsquointercapedine un materiale fonoisolante con un elevato coefficiente di assorbimento acustico- utilizzare intonaci di elevata densitagrave e spessore non solo sulle superfici esterne della parete ma anche su

uno dei lati interni della parete a cassa vuota- sigillare accuratamente i giunti tra i mattoni- utilizzare mattoni di grande formato- non realizzare tracce per impianti direttamente affacciate sui due lati della struttura- ricorrere a stratigrafie asimmetriche nei muri a cassa vuota

Le indicazioni appena citate possono essere di grande utilitagrave ma la tipologia costruttiva in questione non sidimostra particolarmente idonea a conseguire elevati standard prestazionali specie se egrave presente lrsquoesigenza dilimitare costi dimensioni e pesi Molto piugrave performanti si dimostrano in genere le pareti leggere multistrato Mentre le pareti pesanti semplici o doppie consentono di contenere la trasmissione del rumore in virtugrave dellaloro massa quelle leggere multistrato si basano su un diverso principio quello di smorzare la trasmissione dellevibrazioni che si propagano da un elemento allrsquoaltro grazie a collegamenti elastici tra i vari strati Due o piugrave stratidi materiali rigidi tipicamente cartongesso o legno il piugrave possibile disaccoppiati dalle altre strutture sonoseparati da aria o materiali elastici con funzione fonoassorbente (fibra di vetro lana di roccia strati porosi ecc)in modo che le vibrazioni indotte nel primo pannello non si trasmettano direttamente ai successivi per via solidama siano smorzate allrsquointerno dellrsquointercapedine trasformandosi in energia meccanica e calore Nelle condizioniideali tali tipologie costruttive permettono di realizzare un sistema massa-molla-massa di elevate prestazioni egraveperograve necessario che i collegamenti tra le parti non siano rigidi requisito questo che in genere non vienetotalmente rispettato data la presenza allrsquointerno dei pannelli di montanti traverse o elementi di fissaggiopuntuali Benchegrave le pareti multistrato leggere non godano di grande diffusione nel contesto dellrsquoedilizia italianane esistono molte tipologie e sono utilizzate massicciamente e con indubbi vantaggi in molti paesi

Fig 154Una parete pesante in laterizio a confrontocon una leggera a lastre di cartongesso sutelaio metallico

Fondamenti di acustica

121

Esiste un ultimo sistema per incrementare le prestazioni di una parete tradizionale e consiste nellrsquoapplicaresulla superficie di questa una controparete costituita da un pannello rigido ad esempio cartongesso conlrsquointerposizione di un supporto elastico Si determina cosigrave un sistema risonante a doppia parete che puograve produrreun incremento del potere fonoisolante ∆R anche sensibile Condizione fondamentale per lrsquoefficacia del sistema egraveche il collegamento tra le due strutture avvenga con il minor numero possibile di punti rigidi inoltre il materialedel supporto (generalmente lana di vetro) deve essere dotato di una ridotta rigiditagrave dinamica srsquo (espressa inMNm3 egrave il rapporto tra il modulo elastico e lo spessore srsquo=Ed) Ersquo un tipo di intervento particolarmente adattoa migliorare le prestazioni di divisori giagrave esistenti

Solai e pavimenti

Ai solai si chiede un contributo in termini di isolamento acustico sia nei confronti dei rumori aerei che diquelli impattivi Lrsquoisolamento dai rumori aerei non egrave generalmente un problema specie con lrsquoutilizzo di solai inlatero-cemento a blocchi e travetti in virtugrave della loro massa elevata piugrave critico risulta il comportamento neiconfronti del calpestio Il fonoisolamento dei rumori di calpestio puograve essere migliorato aumentando la massa e lospessore del solaio tuttavia lrsquoincremento di prestazioni che se ne ricava risulta modesto I sistemi adottati perridurre il livello Ln di una quota che convenzionalmente viene definita ∆L sono i seguenti

- pavimenti resilienti- controsoffitti- pavimenti galleggianti

I pavimenti resilienti consistono di un rivestimento di finitura applicato al solaio portante e dotato di un certogrado di elasticitagrave si tratta solitamente di rivestiementi tessili (moquettes) pavimenti in gomma e in materialeplastico di varia natura Si ottiene in questo modo un incremento dellrsquoisolamento ∆L crescente al crescere di f apartire da una frequenza di taglio che egrave funzione della rigiditagrave dinamica del materiale utilizzato anche in questocaso egrave necessario utilizzare materiali con bassi valori della rigiditagrave dinamica I controsoffitti applicati sullrsquointradosso del solaio sollecitato lavorano in maniera analoga ad una controparetee hanno lo svantaggio di agire solo sulla componente aerea del rumore senza limitare quella strutturale che sipuograve propagare lungo i percorsi di trasmissione laterali Lrsquoutilizzo di pavimenti resilienti e controsoffitti egrave ingenere fortemente vincolato dalla destinazione drsquouso dei locali e dalle specifiche esigenze degli utenti Lo strumento piugrave efficace per incrementare le prestazioni di un solaio egrave il ricorso al pavimento galleggianteesso consiste di un massetto galleggiante armato di 4-10 cm di spessore appoggiato su uno strato di materialeelastico dotato di ridotta rigiditagrave dinamica Lrsquoincremento di prestazioni ∆L cresce con la frequenza a partire dauna frequenza di taglio Gli accorgimenti da seguire nella sua realizzazione sono riportati qui di seguito

Fig 155Controparete in cartongesso suparete tradizionale in laterizio

Capitolo 1

122

- Mantenere una perfetta desolidarizzazione del massetto galleggiante dalla sottostante soletta evitando laformazione di punti di contatto rigidi egrave necessario garantire la perfetta continuitagrave del materiale resiliente inmodo che al momento del getto del massetto questo non entri in contatto con la soletta di base

- Evitare la formazione di ponti acustici tra il massetto con relativo rivestimento di finitura e le struttureverticali quali pareti pilastri soglie di porta e tubi attraversanti il solaio per far ciograve egrave necessario risvoltare ilmateriale resiliente lungo gli elementi verticali e rifilarlo al livello della pavimentazione finita invece chedel massetto anche il contatto tra il battiscopa e la superficie del pavimento deve essere evitatointerponendo una lama drsquoaria o una stricia di materiale elastico

- Utilizzare per lo strato elastico di desolidarizzazione un materiale resiliente con bassa rigiditagrave dinamica ingrado di mantenere tale valore anche sotto lrsquoazione prolungata del carico permanente costituito dal massettogalleggiante i materiali solitamente utilizzati sono feltri di fibre minerali polimeri e materiali compositi

- Pulire il piano di posa del materiale resiliente per evitare che questo si danneggi e che possa subireschiacciamenti localizzati con conseguente incremento della rigiditagrave dunamica

- Realizzare un massetto galleggiante armato di densitagrave e massa elevati compatibilmente con lrsquoaumento dispessore che ciograve comporta

- Interrompere il pavimento galleggiante al di sotto dei tramezzi- Inserire giunti di dilatazione nel massetto-pavimento se questo egrave di dimensioni elevate (oltre i 40 m2 e per

lati superiori a 8 m) nel caso siano presenti giunti sulla soletta di base far coincidere i giunti del massettocon questi

- Non annegare le tubazioni degli impianti nel massetto galleggiante ma sotto lo strato isolante

Lrsquoefficacia di un pavimento galleggiante dipende in gran parte dalla qualitagrave dellrsquoesecuzione e dal rispettoscrupoloso delle indicazioni sopra elencate diventa pertanto fondamentale lrsquoimpiego di maestranze qualificateper lrsquoesecuzione dellrsquoopera

Fig 156 ndash Pavimento galleggiante

Fondamenti di acustica

123

Serramenti

I serramenti costituiscono spesso il punto debole del sistema di controllo dei rumori aerei specie nel caso incui siano dotati di ampie superfici vetrate La frequenza critica delle lastre di vetro viene a trovarsi allrsquointernodella gamma di frequenze considerata in posizione spesso centrale ne segue una caduta di R per effetto dicoincidenza adottando vetri-camera vi egrave inoltre un fenomeno di risonanza con riduzione di isolamento intornoalla frequenza di risonanza massa-aria-massa La scelta dei vetri deve essere fatta in modo oculato privilegiandoelementi di massa elevata e stratificati ma per prestazioni migliori egrave necessario ricorrere ai doppi telai o afinestre fisse e sigillate

La prestazione del serramento dipende oltre che dallrsquoelemento trsparente dal tipo di telaio e dallapermeabilitagrave allrsquoaria Se la massa del telaio non egrave inferiore al 70 di quella della vetrata e se la sua superficienon egrave superiore al 25 di quella complessiva del serramento si puograve assimilarlo alla vetrata nella stima del poterefonoisolante altrimenti dovragrave essere valutato indipendentemente Per ottenere dal telaio il miglior isolamento sipuograve far riferimento alle stesse indicazioni date per la realizzazione di pannelli e pareti Va inoltre garantita latenuta dellrsquoaria applicando guarnizioni tra vetro e telaio mobile e tra questo e lrsquoinfisso in modo da eliminarepercorsi di trasmissione diretti per via aerea (vedi fig 152) Altro punto critico egrave la presenza di un cassonetto che generalmente comporta la presenza di passaggi direttidrsquoaria e fessure oltre che per lo scarso potere fonoisolante dei pannelli che lo compongono si puograve intervenireadottando un cassonetto silenziato il silenziamento consiste nel rivestire il vano interno con materialefonoassorbente e nellrsquoincrementare massa e isolamento dei pannelli

Fig 158Cassonetto silenziato

Fig 157Tipi di vetrate in ordine diefficacia crescentea) vetro monoliticob) vetro-camerac) vetro stratificatod) vetro-camera con una lastra

stratificatae) vetro-camera con due lastre

stratificate

Capitolo 1

124

16 Principali grandezze descrittive delle prestazioni degli edificie degli elementi di edificio

Esistono molte grandezze definite dalla normativa italiana ed internazionale per esprimere le prestazioniacustiche dei sistemi edilizi la loro conoscenza egrave fondamentale per uno studio dettagliato dei metodi di controllodel rumore e per la comprensione delle norme che trattano tali problemi Una prima distinzione egrave tra le grandezze che descrivono le prestazioni dellrsquoedificio (lrsquoisolamento acusticodegli ambienti) e quelle che si riferiscono al comportamento dei singoli elementi costitutivi del sistema(partizioni verticali e orizzontali serramenti ecc) Tutte le grandezze relative al fonoisolamento aereo valutano una differenza di livelli sonori tra un ambientedisturbante e uno disturbato lo stesso potere fonoisolante R precedentemente definito come

tWiW

10logR = dB (161)

in presenza di due locali con campi sonori sufficientemente diffusi e in assenza di trasmissione per vie diverse daquella diretta risulta

dB AS10logL-LR S

21 += (162)

doveL1 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente emittente in dBL2 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente ricevente in dBSS area dellrsquoelemento di separazione in m2A area di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2

Il termine 10log(SSA) garantisce la normalizzazione della misura rispetto allrsquoassorbimento acustico del localedisturbato in altri casi si adotta una normalizzazione rispetto al tempo di riverberazione in questo modo si rendeil risultato indipendente dalle particolaritagrave dellrsquoambiente in questione Analogo egrave il caso dellrsquoisolamento acustico normalizzato rispetto lrsquoassorbimento equivalente Dn

dB AA10logL-LD

021n minus= (163)

dove A0 egrave unrsquoarea di assorbimento equivalente di riferimento e il termine 10log(AA0) garantisce lanormalizzazione della misura

Tab 161 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaR Potere fonoisolante ISO 140-3 4Dnc Isolamento acustico normalizzato del controsoffitto ISO 140-9 3Dne Isolamento acustico normalizzato di un piccolo elemento ISO 140-10 1Dns Isolamento acustico normalizzato per trasmissione aerea

indiretta attraverso un sistema SNon disponibile

Fondamenti di acustica

125

Tab 162 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaRrsquo Potere fonoisolante apparente ISO 140-4 5Rrsquo45deg Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 3Rrsquotrs Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 4Dn Isolamento acustico normalizzato rispetto allrsquoassorbimento

equivalenteISO 140-4 3

DnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-4 4

Dls2mnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-5 7

Tutte le grandezze relative al fonoisolamento dei rumori impattivi si riferiscono invece ad una singola misuradi livello sonoro nellrsquoambiente disturbato a cui va aggiunto un termine per la normalizzazione rispettoallrsquoassorbimento acustico oppure rispetto al tempo di riverberazione del locale disturbato Ne egrave un esempio illivello di pressione sonora di calpestio normalizzato

dB AA10logLL

0in += (164)

doveLi egrave il livello di pressione sonora di calpestio nellrsquoambiente ricevente utilizzando un generatore il rumore

di calpestio normalizzato in conformitagrave alla EN ISO 140-7 in dBA egrave lrsquoarea di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2A0 area di assorbimento equivalente di riferimento pari a 10 m2

Tab 163 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico del rumore di calpestio

ISOLAMENTO ACUSTICO DEL RUMORE DI CALPESTIO

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLn Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-6 4

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLrsquon Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-7 2LrsquonT Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato rispetto

al tempo di riverberazioneISO 140-7 3

Per una descrizione particolareggiata di tutte le grandezze qui elencate si vedano i capitoli 3 5 6 e 7

Capitolo 1

126

Bibliografia

[10] Spagnolo Renato Manuale di acustica applicata Torino UTET 2002[11] Sacchi Alfredo Caglieris Giovanni Fisica Tecnica Torino UTET 1996[12] Barducci Italo Acustica applicata Milano Masson 1993[13] Resnick R Halliday D Krane K S Fisica Milano Ambrosiana 1967[14] Toni M Interventi materiali e strumenti per lrsquoisolamento acustico degli edifici Rimini Maggioli 1997[15] Elia G Geppetti G Progettazione acustica di edifici civili e industriali Roma NIS 1994[16] Harris C M Noise control in buildings New York McGraw Hill 1997[17] Brosio E Protezione dai rumori di calpestio prestazioni dei pavimenti e problemi di valutazione in

Rivista Italiana di Acustica Vol IV n11980[18] Semprini G La realizzazione e le prestazioni dei pavimenti galleggianti

in Rivista Italiana di Acustica Vol 28 n3-42004[19] UNI EN ISO 717-1 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento acustico per via aerea[110] UNI EN ISO 717-2 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento del rumore di calpestio[111] UNI EN ISO 140 1999 Misurazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

Fondamenti di acustica

113

Comportamento di elementi omogenei monolitici

In prima approssimazione il potere fonoisolante di questi elementi dipende dalla loro massa dalla frequenza edallrsquoangolo di incidenza dellrsquoonda sonora Il comportamento egrave in linea generale espresso dalla legge di massaanche se come si vedragrave esistono dei precisi limiti al suo campo di applicazione

cosc

fm1log10R2

00

θ

ρπ

+= dB (133)

dovef egrave la frequenza in Hzm egrave la massa in kgm2ρ0 egrave la densitagrave dellrsquoaria in kgm3c0 egrave la velocitagrave di propagazione del suono nellrsquoaria in msθ egrave lrsquoangolo di di incidenza

Un elemento divisorio di dimensioni finite come un pannello o una parete egrave inoltre soggetto ai sequenti fenomeni

- risonanza- effetto di coincidenza- smorzamento o perdita

A seconda della geometria dellrsquoelemento del modo in cui egrave vincolato e delle caretteristiche del materiale egravepossibile definire tramite opportune equazioni le sue frequenze naturali fn la sua piugrave bassa frequenza naturale egravedefinita come frequenza fondamentale f1 ed egrave quella per cui si verifica la maggior ampiezza di oscillazione Latrasmissione acustica attraverso un pannello monostrato omogeneo si divide in due distinte tipologie latrasmissione non risonante che si ha quando lrsquoenergia sonora incidente pone in moto forzato la struttura senzaeccitarne i modi propri (in questo caso il comportamento egrave dominato dalla massa) e la trasmisione risonante incui sono eccitati i modi propri (il comportamento egrave controllato dallo smorzamento e dallrsquoefficienza diradiazione) Lrsquoeffetto di coincidenza si verifica quando su un pannello investito da unrsquoonda sonora la proiezione dellalunghezza drsquoonda del suono λ incidente secondo lrsquoangolo θ egrave uguale alla lunghezza drsquoonda flessionale λtr neltramezzo

θλ

=λsentr (134)

Fig 132Effetto di coincidenza

Capitolo 1

114

In questo caso si ha la ricostruzione dellrsquoonda sollecitante nellrsquoambiente disturbato con una conseguenteperdita di potere fonoisolante rispetto alla legge di massa La piugrave bassa frequenza per cui si verifica il fenomenodella coincidenza si ha per un angolo di incidenza θ=90deg ossia per incidenza radente del suono e si chiamafrequenza critica fc Essa egrave funzione delle caratteristiche del materiale del divisorio e del suo spessore

Hz Eρ

t18c

tc 18cf

20

L

20

c == (135)

dovecL velocitagrave dellrsquoonda longitudinale nel mezzo del divisorio in mst spessore del divisorio in mE Modulo di elasticitagrave longitudinale del divisorio in Nm2ρ massa volumica del divisorio in kgm3

Oltre la frequenza critica diventa determinante il fattore di smorzamento totale η spesso indicato anche comefattore di perdita (loss factor) si tratta di un numero puro che egrave la somma del fattore di perdita interno propriodel materiale e di quello dovuto agli effetti della costruzione (condizioni al perimetro e di vincolo)

n

iJ1jijinttot sum

ne=η+η=η (136)

doveηtot fattore di perdita totale (Total Loss Factor TLF)ηint fattore di perdita interno (Internal Loss Factor ILF)ηij fattore di perdita da accoppiamento (Coupling Loss Factor CLF)

Nel complesso se si esamina lrsquointera gamma delle frequenze si possono individuare varie zone in cui il poterefonoisolante R dipende dai vari fattori sopra descritti

Fig 133 ndash Potere fonoisolante di un divisorio semplice e omogeneo

Fondamenti di acustica

115

Comportamento dei divisori multipli

Molto piugrave complessa egrave la previsione delle prestazioni dei divisori multipli oltre ai problemi connessi ad ognisingolo componente vi sono quelli dovuti alla loro interazione Alcuni casi come i pannelli doppi sono statiampiamente studiati e non solo si conosce il loro comportamento dal punto di vista qualitativo ma sono anchestati sviluppati dei modelli di calcolo previsionale che verranno illutrati piugrave dettagliatamnte nel capitolo 4 Cilimiteremo per il momento a descrivere alcuni tipici fenomeni che sono alla base del loro comportamento

Fig 134 ndash Potere fonoisolante di un divisorio doppio

Come indicato in fig 134 anche per i divisori a doppio starto si possono individuare delle zone in cuiprevalgono la legge di massa o altri fenomeni come la risonanza massa-aria-massa o le risonanze di cavitagrave Larisonanza massa-aria-massa nel caso semplificato di due pannelli uguali di massa m separati da uno strato drsquoariadi larghezza d si verifica per la seguante frequenza

md

cρ2 η2

1f2

00m = Hz (137)

Le risonanze di cavitagrave ad alta frequenza sono dovute ad onde stazionarie nello spazio compreso tra i duepannelli le frequenze fp sono date da

θ 2dcos

cpf 0p = Hz (138)

con la frequanza piugrave bassa per p=1 (primo modo di oscillazione) e θ = 0deg (incidenza normale) quindi

2dcf 0

p1 = Hz (139)

Le risonanze di cavitagrave a bassa frequenza sono invece causate da onde stazionarie bidimensionali legate alledimensioni dei lati (a b) del divisorio Per λ molto maggiore di d si ha

Capitolo 1

116

bq

ap

2cf 2

2

2

20

pq += Hz (1310)

Con la frequenza piugrave bassa per p = q = 1Una delle ipotesi semplificative piugrave comunemente adottate egrave che i due strati siano completamente isolati nei casireali vi sono solitamente degli elementi rigidi di connessione (traverse montanti) che si comportano da pontiacustici riducendo il potere fonoisolante

14 Il fonoisolamento dei rumori impattivi

Con il generico termine i rumori impattivi si egrave soliti intendere un insieme di fenomeni che si possonoverificare allrsquointerno di un edificio per effetto delle seguenti cause

- percussioni dovute a cadute di oggetti urti e calpestio- vibrazioni generate dal funzionamento di macchinari e impianti tecnici piugrave o meno rigidamente collegati con

le strutture dellrsquoedificio- attrito dovuto allo sfregamento di mobili o altri oggetti

Ognuno di questi rumori egrave in grado di propagarsi non solo dalla parte opposta dellrsquoelemento sollecitato maanche in altre parti dellrsquoedificio eventualmente molto lontane dalla sorgente in funzione delle caratteristichestrutturali della costruzione Una delle conseguenze egrave che la trasmissione indiretta attraverso le strutture laterali egravein proporzione maggiore rispetto a quella che si verifica con i rumori aerei Le modalitagrave con cui avviene la trasmissione dei rumori impattivi sono soggette a studi alquanto complessi cheprendono in considerazione il tipo di forza eccitante la forma e la natura del corpo eccitato le sue caratteristicheelastiche e cosigrave via

Fig 141Trasmissione diretta e per vialaterale del rumore di calpestio

Fondamenti di acustica

117

Il calpestio costituisce il rumore drsquourto piugrave verificabile ed avvertito nelle case drsquoabitazione al fine di mettere apunto le tecniche di misura e di studiare il comportamento dei solai agli effetti di questa fonte di disturbo egrave statonormalizzato in sede internazionale un generatore meccanico che assolve alla funzione di eccitare le strutturesecondo modalitagrave ben definite e perfettamente riproducibili Il generatore di calpestio normalizzato egrave costituitoda 5 martelli in linea azionati da un albero a camme collegato con un motore elettrico (vedi par 34) e in linea dimassima si puograve dire riproduca amplificandola la sollecitazione prodotta da una persona che cammininellrsquoambiente disturbante

Il principio della misura consiste nel far funzionare il generatore su un pavimento e nel misurare nellrsquoambientesottostante il livello di pressione sonora prodotto Lrsquoanalisi viene condotta per bande drsquoottava o di terzo di ottavae il livello di rumore viene corretto da una quantitagrave che tiene conto dellrsquoassorbimento o del tempo diriverberazione nellrsquoambiente di ricezione Come nel caso dei rumori aerei biogna distinguere tra le prestazioni dellrsquoedificio ossia lrsquoisolamento acusticoche egrave la facoltagrave di attenuare la propagazione sonora tra due ambienti indipendentemente dai percorsi che questapuograve seguire e le prestazioni dellrsquoelemento divisorio che in questo caso non sono piugrave espresse in termini dipotere fonoisolante R ma di livello di pressione sonora di calpestio normalizzato Ln lrsquoisolamento offerto egraveinversamente proporzionale al suo valore Il modello fisico adottato per lo studio del problema fa riferimento ad una piastra eccitata da forze impulsiveperiodiche si suppone inoltre che la durata di ogni singola forza impulsiva sia breve in rapporto al periodo dellapiugrave alta frequenza considerata Sulla base di questi presupposti si puograve prevedere lrsquoLn irradiato da una piastranellrsquoambiente sottostante per calcoli eseguiti in bande di ottava risulta

dB ηhcρA51p

σcρ410logL 3L

2p0

20

20

20

10n = (141)

Per calcoli eseguiti in bande di un terzo di ottava

dB 5- ηhcρA51p

σcρ410logL 3L

2p0

20

20

20

10n = (142)

doveρ0 massa volumica dellrsquoariac0 velocitagrave del suono nellrsquoaria (=340 ms)σ fattore di radiazione in prima approsimazione egrave assimilabile a 1 qualora sia richiesta una valutazione

piugrave accurata per fgtfc risulta

dB ff1

12 -c

minus=σ

η fattore di perdita totale

Fig 142Macchina generatrice di calpestionormalizzato

Capitolo 1

118

p0 pressione sonora di riferimento pari a 210-5 Nm2A0 area di assorbimento acustico equivalente pari a 10 m2ρp massa volumica del solaio (piastra) in kgm3

cL velocitagrave dellrsquoonda longitudinale nel materiale in msh spessore del solaio

Ne risulta uno spettro quasi costante in funzione della frequenza Una leggera pendenza con valori crescenti alcrescere della frequenza egrave dovuta alla dipendenza di alcuni fattori (σ e η) da f il livello sonoro decresce conlrsquoaumentare di η che egrave legato oltre che alla natura del materiale alle sue condizioni di vincolo il livello egrave tantopiugrave basso quanto piugrave rigido egrave il suo incastro alla struttura portante

15 Linee guida alla progettazione acustica

Al fine di conseguire i migliori risultati in termini di isolamento acustico dellrsquoedificio sia nel caso dei rumoriaerei che per quelli impattivi occorre intervenire su due diversi aspetti del problema

- i percorsi di trasmissione- le prestazioni degli elementi del sistema edilizio

Lrsquoisolamento acustico dei locali di un edificio non dipende esclusivamente dalle prestazioni acustiche offertedallrsquoelemento divisorio poicheacute in realtagrave esistono diversi possibili percorsi di trasmissione del rumore

- Percosi diretti per via aerea come fori o fessure in corrispondenza dellrsquoelemento di separazione ne sono uncaso tipico le fessure lungo il perimetro dei serramenti sia interni che esterni

- Percosi indiretti per via aerea quali condotti di areazione o per il passaggio di impianti corridoiintercapedini di controsoffitti o di pavimenti sopraelevati

- Percorsi diretti per via strutturale egrave il caso di un elemento di separazione tra due ambienti che messo invibrazione da una sollecitazione sonora o meccanica si comporta a sua volta come una nuova sorgentecapace di irradiare verso lrsquoaltro lato della partizione

- Percorsi indiretti per via strutturale in questo caso la struttura sollecitata puograve essere quella divisoria e levibrazioni si trasmettono da questa agli elementi laterali oppure sono sollecitate direttamente le strutturelaterali e le vibrazioni si propagano da queste allrsquoelemento di separzione o ad altri elementi laterali

Fig 151Percorsi di trasmissionevia aerea diretta (τe)via aerea indiretta (τs)via strutturale diretta (τd)via strutturale indiretta (τf)

Fondamenti di acustica

119

Occorre in primo luogo cercare di eliminare qualsiasi percorso diretto per via aerea dal momento che aperturedi dimensioni anche molto limitate possono compromettere pesantemente lrsquoisolamento dellrsquointero sistemaTipico egrave il caso delle fessure che si creano in corrispondenza della battuta tra telaio mobile e telaio fisso neiserramenti per cui egrave utile ricorrere a battute doppie o triple e allrsquouso di guarnizioni di tenuta Problemi analoghisi verificano anche in presenza di cassonetti per cui valgono gli stessi accorgimenti

Anche i percorsi indiretti per via aerea dovrebbero esser evitati se possibile ad esempio facendo sigrave che neilocali dotati di controsoffitti o pavimenti sopraelevati non si creino dei plenum capaci di mettere indirettamentein contatto ambienti diversi Nel caso di condotti di areazione e simili risulta evidentemente impossibilesopprimere gli stessi ma si puograve perograve intervenire rivestendo il loro interno con materiali assorbenti limitando inquesto modo la propagazione dei rumori al loro interno La trasmissione lungo i percorsi indiretti per via strutturale puograve essere limitata inserendo dei giunti didesolidarizzazione realizzati con strati di materiali elastici Ersquo da notare perograve che se da un lato questa soluzioneriduce la trasmissione laterale dallrsquoaltro fa si che le strutture siano vincolate meno rigidamente con unaconseguente riduzione dello smorzamento ne puograve quindi derivare un peggioramento delle prestazioni di pareti esolai (riduzione di R e aumento di Ln) peggioramento in genere abbastanza contenuto se non trascurabile

Resta ora da affrontare il problema della trasmissione del rumore secondo i percorsi diretti e strutturali in altreparole attraverso gli elementi di separazione tra i vari locali dellrsquoedificio o tra questi e lrsquoesterno Gli elementi inquestione sono costituiti a seconda dei casi da partizioni verticali e orizzontali quali pareti solai divisori divaria natura serramenti e coperture da ognuno di questi elementi si dovragrave ottenere la massima prestazionepossibile in termini di potere fonoisolante o livello di pressione sonora di calpestio normalizzato

Fig 152Esempi di soglie di porta inordine di efficacia da sinistraverso destra

Fig 153Desolidarizzazione di una parete interna perinterposizione di uno strato di feltrosullrsquoestradosso del solaio

Capitolo 1

120

Pareti

Per ottenere le migliori prestazioni in termini di potere fonoisolante R dalle pareti tradizionali in lateriziooccorre attenersi alle seguenti regole pratiche

- ricorrere a pareti con la piugrave elevata massa superficiale possibile- adottare la tipologia a cassa vuota ovvero una parete doppia con intercapedine- aumentare il piugrave possibile lo spessore dellrsquointercapedine- inserire nellrsquointercapedine un materiale fonoisolante con un elevato coefficiente di assorbimento acustico- utilizzare intonaci di elevata densitagrave e spessore non solo sulle superfici esterne della parete ma anche su

uno dei lati interni della parete a cassa vuota- sigillare accuratamente i giunti tra i mattoni- utilizzare mattoni di grande formato- non realizzare tracce per impianti direttamente affacciate sui due lati della struttura- ricorrere a stratigrafie asimmetriche nei muri a cassa vuota

Le indicazioni appena citate possono essere di grande utilitagrave ma la tipologia costruttiva in questione non sidimostra particolarmente idonea a conseguire elevati standard prestazionali specie se egrave presente lrsquoesigenza dilimitare costi dimensioni e pesi Molto piugrave performanti si dimostrano in genere le pareti leggere multistrato Mentre le pareti pesanti semplici o doppie consentono di contenere la trasmissione del rumore in virtugrave dellaloro massa quelle leggere multistrato si basano su un diverso principio quello di smorzare la trasmissione dellevibrazioni che si propagano da un elemento allrsquoaltro grazie a collegamenti elastici tra i vari strati Due o piugrave stratidi materiali rigidi tipicamente cartongesso o legno il piugrave possibile disaccoppiati dalle altre strutture sonoseparati da aria o materiali elastici con funzione fonoassorbente (fibra di vetro lana di roccia strati porosi ecc)in modo che le vibrazioni indotte nel primo pannello non si trasmettano direttamente ai successivi per via solidama siano smorzate allrsquointerno dellrsquointercapedine trasformandosi in energia meccanica e calore Nelle condizioniideali tali tipologie costruttive permettono di realizzare un sistema massa-molla-massa di elevate prestazioni egraveperograve necessario che i collegamenti tra le parti non siano rigidi requisito questo che in genere non vienetotalmente rispettato data la presenza allrsquointerno dei pannelli di montanti traverse o elementi di fissaggiopuntuali Benchegrave le pareti multistrato leggere non godano di grande diffusione nel contesto dellrsquoedilizia italianane esistono molte tipologie e sono utilizzate massicciamente e con indubbi vantaggi in molti paesi

Fig 154Una parete pesante in laterizio a confrontocon una leggera a lastre di cartongesso sutelaio metallico

Fondamenti di acustica

121

Esiste un ultimo sistema per incrementare le prestazioni di una parete tradizionale e consiste nellrsquoapplicaresulla superficie di questa una controparete costituita da un pannello rigido ad esempio cartongesso conlrsquointerposizione di un supporto elastico Si determina cosigrave un sistema risonante a doppia parete che puograve produrreun incremento del potere fonoisolante ∆R anche sensibile Condizione fondamentale per lrsquoefficacia del sistema egraveche il collegamento tra le due strutture avvenga con il minor numero possibile di punti rigidi inoltre il materialedel supporto (generalmente lana di vetro) deve essere dotato di una ridotta rigiditagrave dinamica srsquo (espressa inMNm3 egrave il rapporto tra il modulo elastico e lo spessore srsquo=Ed) Ersquo un tipo di intervento particolarmente adattoa migliorare le prestazioni di divisori giagrave esistenti

Solai e pavimenti

Ai solai si chiede un contributo in termini di isolamento acustico sia nei confronti dei rumori aerei che diquelli impattivi Lrsquoisolamento dai rumori aerei non egrave generalmente un problema specie con lrsquoutilizzo di solai inlatero-cemento a blocchi e travetti in virtugrave della loro massa elevata piugrave critico risulta il comportamento neiconfronti del calpestio Il fonoisolamento dei rumori di calpestio puograve essere migliorato aumentando la massa e lospessore del solaio tuttavia lrsquoincremento di prestazioni che se ne ricava risulta modesto I sistemi adottati perridurre il livello Ln di una quota che convenzionalmente viene definita ∆L sono i seguenti

- pavimenti resilienti- controsoffitti- pavimenti galleggianti

I pavimenti resilienti consistono di un rivestimento di finitura applicato al solaio portante e dotato di un certogrado di elasticitagrave si tratta solitamente di rivestiementi tessili (moquettes) pavimenti in gomma e in materialeplastico di varia natura Si ottiene in questo modo un incremento dellrsquoisolamento ∆L crescente al crescere di f apartire da una frequenza di taglio che egrave funzione della rigiditagrave dinamica del materiale utilizzato anche in questocaso egrave necessario utilizzare materiali con bassi valori della rigiditagrave dinamica I controsoffitti applicati sullrsquointradosso del solaio sollecitato lavorano in maniera analoga ad una controparetee hanno lo svantaggio di agire solo sulla componente aerea del rumore senza limitare quella strutturale che sipuograve propagare lungo i percorsi di trasmissione laterali Lrsquoutilizzo di pavimenti resilienti e controsoffitti egrave ingenere fortemente vincolato dalla destinazione drsquouso dei locali e dalle specifiche esigenze degli utenti Lo strumento piugrave efficace per incrementare le prestazioni di un solaio egrave il ricorso al pavimento galleggianteesso consiste di un massetto galleggiante armato di 4-10 cm di spessore appoggiato su uno strato di materialeelastico dotato di ridotta rigiditagrave dinamica Lrsquoincremento di prestazioni ∆L cresce con la frequenza a partire dauna frequenza di taglio Gli accorgimenti da seguire nella sua realizzazione sono riportati qui di seguito

Fig 155Controparete in cartongesso suparete tradizionale in laterizio

Capitolo 1

122

- Mantenere una perfetta desolidarizzazione del massetto galleggiante dalla sottostante soletta evitando laformazione di punti di contatto rigidi egrave necessario garantire la perfetta continuitagrave del materiale resiliente inmodo che al momento del getto del massetto questo non entri in contatto con la soletta di base

- Evitare la formazione di ponti acustici tra il massetto con relativo rivestimento di finitura e le struttureverticali quali pareti pilastri soglie di porta e tubi attraversanti il solaio per far ciograve egrave necessario risvoltare ilmateriale resiliente lungo gli elementi verticali e rifilarlo al livello della pavimentazione finita invece chedel massetto anche il contatto tra il battiscopa e la superficie del pavimento deve essere evitatointerponendo una lama drsquoaria o una stricia di materiale elastico

- Utilizzare per lo strato elastico di desolidarizzazione un materiale resiliente con bassa rigiditagrave dinamica ingrado di mantenere tale valore anche sotto lrsquoazione prolungata del carico permanente costituito dal massettogalleggiante i materiali solitamente utilizzati sono feltri di fibre minerali polimeri e materiali compositi

- Pulire il piano di posa del materiale resiliente per evitare che questo si danneggi e che possa subireschiacciamenti localizzati con conseguente incremento della rigiditagrave dunamica

- Realizzare un massetto galleggiante armato di densitagrave e massa elevati compatibilmente con lrsquoaumento dispessore che ciograve comporta

- Interrompere il pavimento galleggiante al di sotto dei tramezzi- Inserire giunti di dilatazione nel massetto-pavimento se questo egrave di dimensioni elevate (oltre i 40 m2 e per

lati superiori a 8 m) nel caso siano presenti giunti sulla soletta di base far coincidere i giunti del massettocon questi

- Non annegare le tubazioni degli impianti nel massetto galleggiante ma sotto lo strato isolante

Lrsquoefficacia di un pavimento galleggiante dipende in gran parte dalla qualitagrave dellrsquoesecuzione e dal rispettoscrupoloso delle indicazioni sopra elencate diventa pertanto fondamentale lrsquoimpiego di maestranze qualificateper lrsquoesecuzione dellrsquoopera

Fig 156 ndash Pavimento galleggiante

Fondamenti di acustica

123

Serramenti

I serramenti costituiscono spesso il punto debole del sistema di controllo dei rumori aerei specie nel caso incui siano dotati di ampie superfici vetrate La frequenza critica delle lastre di vetro viene a trovarsi allrsquointernodella gamma di frequenze considerata in posizione spesso centrale ne segue una caduta di R per effetto dicoincidenza adottando vetri-camera vi egrave inoltre un fenomeno di risonanza con riduzione di isolamento intornoalla frequenza di risonanza massa-aria-massa La scelta dei vetri deve essere fatta in modo oculato privilegiandoelementi di massa elevata e stratificati ma per prestazioni migliori egrave necessario ricorrere ai doppi telai o afinestre fisse e sigillate

La prestazione del serramento dipende oltre che dallrsquoelemento trsparente dal tipo di telaio e dallapermeabilitagrave allrsquoaria Se la massa del telaio non egrave inferiore al 70 di quella della vetrata e se la sua superficienon egrave superiore al 25 di quella complessiva del serramento si puograve assimilarlo alla vetrata nella stima del poterefonoisolante altrimenti dovragrave essere valutato indipendentemente Per ottenere dal telaio il miglior isolamento sipuograve far riferimento alle stesse indicazioni date per la realizzazione di pannelli e pareti Va inoltre garantita latenuta dellrsquoaria applicando guarnizioni tra vetro e telaio mobile e tra questo e lrsquoinfisso in modo da eliminarepercorsi di trasmissione diretti per via aerea (vedi fig 152) Altro punto critico egrave la presenza di un cassonetto che generalmente comporta la presenza di passaggi direttidrsquoaria e fessure oltre che per lo scarso potere fonoisolante dei pannelli che lo compongono si puograve intervenireadottando un cassonetto silenziato il silenziamento consiste nel rivestire il vano interno con materialefonoassorbente e nellrsquoincrementare massa e isolamento dei pannelli

Fig 158Cassonetto silenziato

Fig 157Tipi di vetrate in ordine diefficacia crescentea) vetro monoliticob) vetro-camerac) vetro stratificatod) vetro-camera con una lastra

stratificatae) vetro-camera con due lastre

stratificate

Capitolo 1

124

16 Principali grandezze descrittive delle prestazioni degli edificie degli elementi di edificio

Esistono molte grandezze definite dalla normativa italiana ed internazionale per esprimere le prestazioniacustiche dei sistemi edilizi la loro conoscenza egrave fondamentale per uno studio dettagliato dei metodi di controllodel rumore e per la comprensione delle norme che trattano tali problemi Una prima distinzione egrave tra le grandezze che descrivono le prestazioni dellrsquoedificio (lrsquoisolamento acusticodegli ambienti) e quelle che si riferiscono al comportamento dei singoli elementi costitutivi del sistema(partizioni verticali e orizzontali serramenti ecc) Tutte le grandezze relative al fonoisolamento aereo valutano una differenza di livelli sonori tra un ambientedisturbante e uno disturbato lo stesso potere fonoisolante R precedentemente definito come

tWiW

10logR = dB (161)

in presenza di due locali con campi sonori sufficientemente diffusi e in assenza di trasmissione per vie diverse daquella diretta risulta

dB AS10logL-LR S

21 += (162)

doveL1 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente emittente in dBL2 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente ricevente in dBSS area dellrsquoelemento di separazione in m2A area di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2

Il termine 10log(SSA) garantisce la normalizzazione della misura rispetto allrsquoassorbimento acustico del localedisturbato in altri casi si adotta una normalizzazione rispetto al tempo di riverberazione in questo modo si rendeil risultato indipendente dalle particolaritagrave dellrsquoambiente in questione Analogo egrave il caso dellrsquoisolamento acustico normalizzato rispetto lrsquoassorbimento equivalente Dn

dB AA10logL-LD

021n minus= (163)

dove A0 egrave unrsquoarea di assorbimento equivalente di riferimento e il termine 10log(AA0) garantisce lanormalizzazione della misura

Tab 161 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaR Potere fonoisolante ISO 140-3 4Dnc Isolamento acustico normalizzato del controsoffitto ISO 140-9 3Dne Isolamento acustico normalizzato di un piccolo elemento ISO 140-10 1Dns Isolamento acustico normalizzato per trasmissione aerea

indiretta attraverso un sistema SNon disponibile

Fondamenti di acustica

125

Tab 162 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaRrsquo Potere fonoisolante apparente ISO 140-4 5Rrsquo45deg Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 3Rrsquotrs Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 4Dn Isolamento acustico normalizzato rispetto allrsquoassorbimento

equivalenteISO 140-4 3

DnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-4 4

Dls2mnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-5 7

Tutte le grandezze relative al fonoisolamento dei rumori impattivi si riferiscono invece ad una singola misuradi livello sonoro nellrsquoambiente disturbato a cui va aggiunto un termine per la normalizzazione rispettoallrsquoassorbimento acustico oppure rispetto al tempo di riverberazione del locale disturbato Ne egrave un esempio illivello di pressione sonora di calpestio normalizzato

dB AA10logLL

0in += (164)

doveLi egrave il livello di pressione sonora di calpestio nellrsquoambiente ricevente utilizzando un generatore il rumore

di calpestio normalizzato in conformitagrave alla EN ISO 140-7 in dBA egrave lrsquoarea di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2A0 area di assorbimento equivalente di riferimento pari a 10 m2

Tab 163 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico del rumore di calpestio

ISOLAMENTO ACUSTICO DEL RUMORE DI CALPESTIO

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLn Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-6 4

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLrsquon Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-7 2LrsquonT Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato rispetto

al tempo di riverberazioneISO 140-7 3

Per una descrizione particolareggiata di tutte le grandezze qui elencate si vedano i capitoli 3 5 6 e 7

Capitolo 1

126

Bibliografia

[10] Spagnolo Renato Manuale di acustica applicata Torino UTET 2002[11] Sacchi Alfredo Caglieris Giovanni Fisica Tecnica Torino UTET 1996[12] Barducci Italo Acustica applicata Milano Masson 1993[13] Resnick R Halliday D Krane K S Fisica Milano Ambrosiana 1967[14] Toni M Interventi materiali e strumenti per lrsquoisolamento acustico degli edifici Rimini Maggioli 1997[15] Elia G Geppetti G Progettazione acustica di edifici civili e industriali Roma NIS 1994[16] Harris C M Noise control in buildings New York McGraw Hill 1997[17] Brosio E Protezione dai rumori di calpestio prestazioni dei pavimenti e problemi di valutazione in

Rivista Italiana di Acustica Vol IV n11980[18] Semprini G La realizzazione e le prestazioni dei pavimenti galleggianti

in Rivista Italiana di Acustica Vol 28 n3-42004[19] UNI EN ISO 717-1 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento acustico per via aerea[110] UNI EN ISO 717-2 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento del rumore di calpestio[111] UNI EN ISO 140 1999 Misurazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

Capitolo 1

114

In questo caso si ha la ricostruzione dellrsquoonda sollecitante nellrsquoambiente disturbato con una conseguenteperdita di potere fonoisolante rispetto alla legge di massa La piugrave bassa frequenza per cui si verifica il fenomenodella coincidenza si ha per un angolo di incidenza θ=90deg ossia per incidenza radente del suono e si chiamafrequenza critica fc Essa egrave funzione delle caratteristiche del materiale del divisorio e del suo spessore

Hz Eρ

t18c

tc 18cf

20

L

20

c == (135)

dovecL velocitagrave dellrsquoonda longitudinale nel mezzo del divisorio in mst spessore del divisorio in mE Modulo di elasticitagrave longitudinale del divisorio in Nm2ρ massa volumica del divisorio in kgm3

Oltre la frequenza critica diventa determinante il fattore di smorzamento totale η spesso indicato anche comefattore di perdita (loss factor) si tratta di un numero puro che egrave la somma del fattore di perdita interno propriodel materiale e di quello dovuto agli effetti della costruzione (condizioni al perimetro e di vincolo)

n

iJ1jijinttot sum

ne=η+η=η (136)

doveηtot fattore di perdita totale (Total Loss Factor TLF)ηint fattore di perdita interno (Internal Loss Factor ILF)ηij fattore di perdita da accoppiamento (Coupling Loss Factor CLF)

Nel complesso se si esamina lrsquointera gamma delle frequenze si possono individuare varie zone in cui il poterefonoisolante R dipende dai vari fattori sopra descritti

Fig 133 ndash Potere fonoisolante di un divisorio semplice e omogeneo

Fondamenti di acustica

115

Comportamento dei divisori multipli

Molto piugrave complessa egrave la previsione delle prestazioni dei divisori multipli oltre ai problemi connessi ad ognisingolo componente vi sono quelli dovuti alla loro interazione Alcuni casi come i pannelli doppi sono statiampiamente studiati e non solo si conosce il loro comportamento dal punto di vista qualitativo ma sono anchestati sviluppati dei modelli di calcolo previsionale che verranno illutrati piugrave dettagliatamnte nel capitolo 4 Cilimiteremo per il momento a descrivere alcuni tipici fenomeni che sono alla base del loro comportamento

Fig 134 ndash Potere fonoisolante di un divisorio doppio

Come indicato in fig 134 anche per i divisori a doppio starto si possono individuare delle zone in cuiprevalgono la legge di massa o altri fenomeni come la risonanza massa-aria-massa o le risonanze di cavitagrave Larisonanza massa-aria-massa nel caso semplificato di due pannelli uguali di massa m separati da uno strato drsquoariadi larghezza d si verifica per la seguante frequenza

md

cρ2 η2

1f2

00m = Hz (137)

Le risonanze di cavitagrave ad alta frequenza sono dovute ad onde stazionarie nello spazio compreso tra i duepannelli le frequenze fp sono date da

θ 2dcos

cpf 0p = Hz (138)

con la frequanza piugrave bassa per p=1 (primo modo di oscillazione) e θ = 0deg (incidenza normale) quindi

2dcf 0

p1 = Hz (139)

Le risonanze di cavitagrave a bassa frequenza sono invece causate da onde stazionarie bidimensionali legate alledimensioni dei lati (a b) del divisorio Per λ molto maggiore di d si ha

Capitolo 1

116

bq

ap

2cf 2

2

2

20

pq += Hz (1310)

Con la frequenza piugrave bassa per p = q = 1Una delle ipotesi semplificative piugrave comunemente adottate egrave che i due strati siano completamente isolati nei casireali vi sono solitamente degli elementi rigidi di connessione (traverse montanti) che si comportano da pontiacustici riducendo il potere fonoisolante

14 Il fonoisolamento dei rumori impattivi

Con il generico termine i rumori impattivi si egrave soliti intendere un insieme di fenomeni che si possonoverificare allrsquointerno di un edificio per effetto delle seguenti cause

- percussioni dovute a cadute di oggetti urti e calpestio- vibrazioni generate dal funzionamento di macchinari e impianti tecnici piugrave o meno rigidamente collegati con

le strutture dellrsquoedificio- attrito dovuto allo sfregamento di mobili o altri oggetti

Ognuno di questi rumori egrave in grado di propagarsi non solo dalla parte opposta dellrsquoelemento sollecitato maanche in altre parti dellrsquoedificio eventualmente molto lontane dalla sorgente in funzione delle caratteristichestrutturali della costruzione Una delle conseguenze egrave che la trasmissione indiretta attraverso le strutture laterali egravein proporzione maggiore rispetto a quella che si verifica con i rumori aerei Le modalitagrave con cui avviene la trasmissione dei rumori impattivi sono soggette a studi alquanto complessi cheprendono in considerazione il tipo di forza eccitante la forma e la natura del corpo eccitato le sue caratteristicheelastiche e cosigrave via

Fig 141Trasmissione diretta e per vialaterale del rumore di calpestio

Fondamenti di acustica

117

Il calpestio costituisce il rumore drsquourto piugrave verificabile ed avvertito nelle case drsquoabitazione al fine di mettere apunto le tecniche di misura e di studiare il comportamento dei solai agli effetti di questa fonte di disturbo egrave statonormalizzato in sede internazionale un generatore meccanico che assolve alla funzione di eccitare le strutturesecondo modalitagrave ben definite e perfettamente riproducibili Il generatore di calpestio normalizzato egrave costituitoda 5 martelli in linea azionati da un albero a camme collegato con un motore elettrico (vedi par 34) e in linea dimassima si puograve dire riproduca amplificandola la sollecitazione prodotta da una persona che cammininellrsquoambiente disturbante

Il principio della misura consiste nel far funzionare il generatore su un pavimento e nel misurare nellrsquoambientesottostante il livello di pressione sonora prodotto Lrsquoanalisi viene condotta per bande drsquoottava o di terzo di ottavae il livello di rumore viene corretto da una quantitagrave che tiene conto dellrsquoassorbimento o del tempo diriverberazione nellrsquoambiente di ricezione Come nel caso dei rumori aerei biogna distinguere tra le prestazioni dellrsquoedificio ossia lrsquoisolamento acusticoche egrave la facoltagrave di attenuare la propagazione sonora tra due ambienti indipendentemente dai percorsi che questapuograve seguire e le prestazioni dellrsquoelemento divisorio che in questo caso non sono piugrave espresse in termini dipotere fonoisolante R ma di livello di pressione sonora di calpestio normalizzato Ln lrsquoisolamento offerto egraveinversamente proporzionale al suo valore Il modello fisico adottato per lo studio del problema fa riferimento ad una piastra eccitata da forze impulsiveperiodiche si suppone inoltre che la durata di ogni singola forza impulsiva sia breve in rapporto al periodo dellapiugrave alta frequenza considerata Sulla base di questi presupposti si puograve prevedere lrsquoLn irradiato da una piastranellrsquoambiente sottostante per calcoli eseguiti in bande di ottava risulta

dB ηhcρA51p

σcρ410logL 3L

2p0

20

20

20

10n = (141)

Per calcoli eseguiti in bande di un terzo di ottava

dB 5- ηhcρA51p

σcρ410logL 3L

2p0

20

20

20

10n = (142)

doveρ0 massa volumica dellrsquoariac0 velocitagrave del suono nellrsquoaria (=340 ms)σ fattore di radiazione in prima approsimazione egrave assimilabile a 1 qualora sia richiesta una valutazione

piugrave accurata per fgtfc risulta

dB ff1

12 -c

minus=σ

η fattore di perdita totale

Fig 142Macchina generatrice di calpestionormalizzato

Capitolo 1

118

p0 pressione sonora di riferimento pari a 210-5 Nm2A0 area di assorbimento acustico equivalente pari a 10 m2ρp massa volumica del solaio (piastra) in kgm3

cL velocitagrave dellrsquoonda longitudinale nel materiale in msh spessore del solaio

Ne risulta uno spettro quasi costante in funzione della frequenza Una leggera pendenza con valori crescenti alcrescere della frequenza egrave dovuta alla dipendenza di alcuni fattori (σ e η) da f il livello sonoro decresce conlrsquoaumentare di η che egrave legato oltre che alla natura del materiale alle sue condizioni di vincolo il livello egrave tantopiugrave basso quanto piugrave rigido egrave il suo incastro alla struttura portante

15 Linee guida alla progettazione acustica

Al fine di conseguire i migliori risultati in termini di isolamento acustico dellrsquoedificio sia nel caso dei rumoriaerei che per quelli impattivi occorre intervenire su due diversi aspetti del problema

- i percorsi di trasmissione- le prestazioni degli elementi del sistema edilizio

Lrsquoisolamento acustico dei locali di un edificio non dipende esclusivamente dalle prestazioni acustiche offertedallrsquoelemento divisorio poicheacute in realtagrave esistono diversi possibili percorsi di trasmissione del rumore

- Percosi diretti per via aerea come fori o fessure in corrispondenza dellrsquoelemento di separazione ne sono uncaso tipico le fessure lungo il perimetro dei serramenti sia interni che esterni

- Percosi indiretti per via aerea quali condotti di areazione o per il passaggio di impianti corridoiintercapedini di controsoffitti o di pavimenti sopraelevati

- Percorsi diretti per via strutturale egrave il caso di un elemento di separazione tra due ambienti che messo invibrazione da una sollecitazione sonora o meccanica si comporta a sua volta come una nuova sorgentecapace di irradiare verso lrsquoaltro lato della partizione

- Percorsi indiretti per via strutturale in questo caso la struttura sollecitata puograve essere quella divisoria e levibrazioni si trasmettono da questa agli elementi laterali oppure sono sollecitate direttamente le strutturelaterali e le vibrazioni si propagano da queste allrsquoelemento di separzione o ad altri elementi laterali

Fig 151Percorsi di trasmissionevia aerea diretta (τe)via aerea indiretta (τs)via strutturale diretta (τd)via strutturale indiretta (τf)

Fondamenti di acustica

119

Occorre in primo luogo cercare di eliminare qualsiasi percorso diretto per via aerea dal momento che aperturedi dimensioni anche molto limitate possono compromettere pesantemente lrsquoisolamento dellrsquointero sistemaTipico egrave il caso delle fessure che si creano in corrispondenza della battuta tra telaio mobile e telaio fisso neiserramenti per cui egrave utile ricorrere a battute doppie o triple e allrsquouso di guarnizioni di tenuta Problemi analoghisi verificano anche in presenza di cassonetti per cui valgono gli stessi accorgimenti

Anche i percorsi indiretti per via aerea dovrebbero esser evitati se possibile ad esempio facendo sigrave che neilocali dotati di controsoffitti o pavimenti sopraelevati non si creino dei plenum capaci di mettere indirettamentein contatto ambienti diversi Nel caso di condotti di areazione e simili risulta evidentemente impossibilesopprimere gli stessi ma si puograve perograve intervenire rivestendo il loro interno con materiali assorbenti limitando inquesto modo la propagazione dei rumori al loro interno La trasmissione lungo i percorsi indiretti per via strutturale puograve essere limitata inserendo dei giunti didesolidarizzazione realizzati con strati di materiali elastici Ersquo da notare perograve che se da un lato questa soluzioneriduce la trasmissione laterale dallrsquoaltro fa si che le strutture siano vincolate meno rigidamente con unaconseguente riduzione dello smorzamento ne puograve quindi derivare un peggioramento delle prestazioni di pareti esolai (riduzione di R e aumento di Ln) peggioramento in genere abbastanza contenuto se non trascurabile

Resta ora da affrontare il problema della trasmissione del rumore secondo i percorsi diretti e strutturali in altreparole attraverso gli elementi di separazione tra i vari locali dellrsquoedificio o tra questi e lrsquoesterno Gli elementi inquestione sono costituiti a seconda dei casi da partizioni verticali e orizzontali quali pareti solai divisori divaria natura serramenti e coperture da ognuno di questi elementi si dovragrave ottenere la massima prestazionepossibile in termini di potere fonoisolante o livello di pressione sonora di calpestio normalizzato

Fig 152Esempi di soglie di porta inordine di efficacia da sinistraverso destra

Fig 153Desolidarizzazione di una parete interna perinterposizione di uno strato di feltrosullrsquoestradosso del solaio

Capitolo 1

120

Pareti

Per ottenere le migliori prestazioni in termini di potere fonoisolante R dalle pareti tradizionali in lateriziooccorre attenersi alle seguenti regole pratiche

- ricorrere a pareti con la piugrave elevata massa superficiale possibile- adottare la tipologia a cassa vuota ovvero una parete doppia con intercapedine- aumentare il piugrave possibile lo spessore dellrsquointercapedine- inserire nellrsquointercapedine un materiale fonoisolante con un elevato coefficiente di assorbimento acustico- utilizzare intonaci di elevata densitagrave e spessore non solo sulle superfici esterne della parete ma anche su

uno dei lati interni della parete a cassa vuota- sigillare accuratamente i giunti tra i mattoni- utilizzare mattoni di grande formato- non realizzare tracce per impianti direttamente affacciate sui due lati della struttura- ricorrere a stratigrafie asimmetriche nei muri a cassa vuota

Le indicazioni appena citate possono essere di grande utilitagrave ma la tipologia costruttiva in questione non sidimostra particolarmente idonea a conseguire elevati standard prestazionali specie se egrave presente lrsquoesigenza dilimitare costi dimensioni e pesi Molto piugrave performanti si dimostrano in genere le pareti leggere multistrato Mentre le pareti pesanti semplici o doppie consentono di contenere la trasmissione del rumore in virtugrave dellaloro massa quelle leggere multistrato si basano su un diverso principio quello di smorzare la trasmissione dellevibrazioni che si propagano da un elemento allrsquoaltro grazie a collegamenti elastici tra i vari strati Due o piugrave stratidi materiali rigidi tipicamente cartongesso o legno il piugrave possibile disaccoppiati dalle altre strutture sonoseparati da aria o materiali elastici con funzione fonoassorbente (fibra di vetro lana di roccia strati porosi ecc)in modo che le vibrazioni indotte nel primo pannello non si trasmettano direttamente ai successivi per via solidama siano smorzate allrsquointerno dellrsquointercapedine trasformandosi in energia meccanica e calore Nelle condizioniideali tali tipologie costruttive permettono di realizzare un sistema massa-molla-massa di elevate prestazioni egraveperograve necessario che i collegamenti tra le parti non siano rigidi requisito questo che in genere non vienetotalmente rispettato data la presenza allrsquointerno dei pannelli di montanti traverse o elementi di fissaggiopuntuali Benchegrave le pareti multistrato leggere non godano di grande diffusione nel contesto dellrsquoedilizia italianane esistono molte tipologie e sono utilizzate massicciamente e con indubbi vantaggi in molti paesi

Fig 154Una parete pesante in laterizio a confrontocon una leggera a lastre di cartongesso sutelaio metallico

Fondamenti di acustica

121

Esiste un ultimo sistema per incrementare le prestazioni di una parete tradizionale e consiste nellrsquoapplicaresulla superficie di questa una controparete costituita da un pannello rigido ad esempio cartongesso conlrsquointerposizione di un supporto elastico Si determina cosigrave un sistema risonante a doppia parete che puograve produrreun incremento del potere fonoisolante ∆R anche sensibile Condizione fondamentale per lrsquoefficacia del sistema egraveche il collegamento tra le due strutture avvenga con il minor numero possibile di punti rigidi inoltre il materialedel supporto (generalmente lana di vetro) deve essere dotato di una ridotta rigiditagrave dinamica srsquo (espressa inMNm3 egrave il rapporto tra il modulo elastico e lo spessore srsquo=Ed) Ersquo un tipo di intervento particolarmente adattoa migliorare le prestazioni di divisori giagrave esistenti

Solai e pavimenti

Ai solai si chiede un contributo in termini di isolamento acustico sia nei confronti dei rumori aerei che diquelli impattivi Lrsquoisolamento dai rumori aerei non egrave generalmente un problema specie con lrsquoutilizzo di solai inlatero-cemento a blocchi e travetti in virtugrave della loro massa elevata piugrave critico risulta il comportamento neiconfronti del calpestio Il fonoisolamento dei rumori di calpestio puograve essere migliorato aumentando la massa e lospessore del solaio tuttavia lrsquoincremento di prestazioni che se ne ricava risulta modesto I sistemi adottati perridurre il livello Ln di una quota che convenzionalmente viene definita ∆L sono i seguenti

- pavimenti resilienti- controsoffitti- pavimenti galleggianti

I pavimenti resilienti consistono di un rivestimento di finitura applicato al solaio portante e dotato di un certogrado di elasticitagrave si tratta solitamente di rivestiementi tessili (moquettes) pavimenti in gomma e in materialeplastico di varia natura Si ottiene in questo modo un incremento dellrsquoisolamento ∆L crescente al crescere di f apartire da una frequenza di taglio che egrave funzione della rigiditagrave dinamica del materiale utilizzato anche in questocaso egrave necessario utilizzare materiali con bassi valori della rigiditagrave dinamica I controsoffitti applicati sullrsquointradosso del solaio sollecitato lavorano in maniera analoga ad una controparetee hanno lo svantaggio di agire solo sulla componente aerea del rumore senza limitare quella strutturale che sipuograve propagare lungo i percorsi di trasmissione laterali Lrsquoutilizzo di pavimenti resilienti e controsoffitti egrave ingenere fortemente vincolato dalla destinazione drsquouso dei locali e dalle specifiche esigenze degli utenti Lo strumento piugrave efficace per incrementare le prestazioni di un solaio egrave il ricorso al pavimento galleggianteesso consiste di un massetto galleggiante armato di 4-10 cm di spessore appoggiato su uno strato di materialeelastico dotato di ridotta rigiditagrave dinamica Lrsquoincremento di prestazioni ∆L cresce con la frequenza a partire dauna frequenza di taglio Gli accorgimenti da seguire nella sua realizzazione sono riportati qui di seguito

Fig 155Controparete in cartongesso suparete tradizionale in laterizio

Capitolo 1

122

- Mantenere una perfetta desolidarizzazione del massetto galleggiante dalla sottostante soletta evitando laformazione di punti di contatto rigidi egrave necessario garantire la perfetta continuitagrave del materiale resiliente inmodo che al momento del getto del massetto questo non entri in contatto con la soletta di base

- Evitare la formazione di ponti acustici tra il massetto con relativo rivestimento di finitura e le struttureverticali quali pareti pilastri soglie di porta e tubi attraversanti il solaio per far ciograve egrave necessario risvoltare ilmateriale resiliente lungo gli elementi verticali e rifilarlo al livello della pavimentazione finita invece chedel massetto anche il contatto tra il battiscopa e la superficie del pavimento deve essere evitatointerponendo una lama drsquoaria o una stricia di materiale elastico

- Utilizzare per lo strato elastico di desolidarizzazione un materiale resiliente con bassa rigiditagrave dinamica ingrado di mantenere tale valore anche sotto lrsquoazione prolungata del carico permanente costituito dal massettogalleggiante i materiali solitamente utilizzati sono feltri di fibre minerali polimeri e materiali compositi

- Pulire il piano di posa del materiale resiliente per evitare che questo si danneggi e che possa subireschiacciamenti localizzati con conseguente incremento della rigiditagrave dunamica

- Realizzare un massetto galleggiante armato di densitagrave e massa elevati compatibilmente con lrsquoaumento dispessore che ciograve comporta

- Interrompere il pavimento galleggiante al di sotto dei tramezzi- Inserire giunti di dilatazione nel massetto-pavimento se questo egrave di dimensioni elevate (oltre i 40 m2 e per

lati superiori a 8 m) nel caso siano presenti giunti sulla soletta di base far coincidere i giunti del massettocon questi

- Non annegare le tubazioni degli impianti nel massetto galleggiante ma sotto lo strato isolante

Lrsquoefficacia di un pavimento galleggiante dipende in gran parte dalla qualitagrave dellrsquoesecuzione e dal rispettoscrupoloso delle indicazioni sopra elencate diventa pertanto fondamentale lrsquoimpiego di maestranze qualificateper lrsquoesecuzione dellrsquoopera

Fig 156 ndash Pavimento galleggiante

Fondamenti di acustica

123

Serramenti

I serramenti costituiscono spesso il punto debole del sistema di controllo dei rumori aerei specie nel caso incui siano dotati di ampie superfici vetrate La frequenza critica delle lastre di vetro viene a trovarsi allrsquointernodella gamma di frequenze considerata in posizione spesso centrale ne segue una caduta di R per effetto dicoincidenza adottando vetri-camera vi egrave inoltre un fenomeno di risonanza con riduzione di isolamento intornoalla frequenza di risonanza massa-aria-massa La scelta dei vetri deve essere fatta in modo oculato privilegiandoelementi di massa elevata e stratificati ma per prestazioni migliori egrave necessario ricorrere ai doppi telai o afinestre fisse e sigillate

La prestazione del serramento dipende oltre che dallrsquoelemento trsparente dal tipo di telaio e dallapermeabilitagrave allrsquoaria Se la massa del telaio non egrave inferiore al 70 di quella della vetrata e se la sua superficienon egrave superiore al 25 di quella complessiva del serramento si puograve assimilarlo alla vetrata nella stima del poterefonoisolante altrimenti dovragrave essere valutato indipendentemente Per ottenere dal telaio il miglior isolamento sipuograve far riferimento alle stesse indicazioni date per la realizzazione di pannelli e pareti Va inoltre garantita latenuta dellrsquoaria applicando guarnizioni tra vetro e telaio mobile e tra questo e lrsquoinfisso in modo da eliminarepercorsi di trasmissione diretti per via aerea (vedi fig 152) Altro punto critico egrave la presenza di un cassonetto che generalmente comporta la presenza di passaggi direttidrsquoaria e fessure oltre che per lo scarso potere fonoisolante dei pannelli che lo compongono si puograve intervenireadottando un cassonetto silenziato il silenziamento consiste nel rivestire il vano interno con materialefonoassorbente e nellrsquoincrementare massa e isolamento dei pannelli

Fig 158Cassonetto silenziato

Fig 157Tipi di vetrate in ordine diefficacia crescentea) vetro monoliticob) vetro-camerac) vetro stratificatod) vetro-camera con una lastra

stratificatae) vetro-camera con due lastre

stratificate

Capitolo 1

124

16 Principali grandezze descrittive delle prestazioni degli edificie degli elementi di edificio

Esistono molte grandezze definite dalla normativa italiana ed internazionale per esprimere le prestazioniacustiche dei sistemi edilizi la loro conoscenza egrave fondamentale per uno studio dettagliato dei metodi di controllodel rumore e per la comprensione delle norme che trattano tali problemi Una prima distinzione egrave tra le grandezze che descrivono le prestazioni dellrsquoedificio (lrsquoisolamento acusticodegli ambienti) e quelle che si riferiscono al comportamento dei singoli elementi costitutivi del sistema(partizioni verticali e orizzontali serramenti ecc) Tutte le grandezze relative al fonoisolamento aereo valutano una differenza di livelli sonori tra un ambientedisturbante e uno disturbato lo stesso potere fonoisolante R precedentemente definito come

tWiW

10logR = dB (161)

in presenza di due locali con campi sonori sufficientemente diffusi e in assenza di trasmissione per vie diverse daquella diretta risulta

dB AS10logL-LR S

21 += (162)

doveL1 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente emittente in dBL2 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente ricevente in dBSS area dellrsquoelemento di separazione in m2A area di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2

Il termine 10log(SSA) garantisce la normalizzazione della misura rispetto allrsquoassorbimento acustico del localedisturbato in altri casi si adotta una normalizzazione rispetto al tempo di riverberazione in questo modo si rendeil risultato indipendente dalle particolaritagrave dellrsquoambiente in questione Analogo egrave il caso dellrsquoisolamento acustico normalizzato rispetto lrsquoassorbimento equivalente Dn

dB AA10logL-LD

021n minus= (163)

dove A0 egrave unrsquoarea di assorbimento equivalente di riferimento e il termine 10log(AA0) garantisce lanormalizzazione della misura

Tab 161 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaR Potere fonoisolante ISO 140-3 4Dnc Isolamento acustico normalizzato del controsoffitto ISO 140-9 3Dne Isolamento acustico normalizzato di un piccolo elemento ISO 140-10 1Dns Isolamento acustico normalizzato per trasmissione aerea

indiretta attraverso un sistema SNon disponibile

Fondamenti di acustica

125

Tab 162 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaRrsquo Potere fonoisolante apparente ISO 140-4 5Rrsquo45deg Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 3Rrsquotrs Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 4Dn Isolamento acustico normalizzato rispetto allrsquoassorbimento

equivalenteISO 140-4 3

DnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-4 4

Dls2mnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-5 7

Tutte le grandezze relative al fonoisolamento dei rumori impattivi si riferiscono invece ad una singola misuradi livello sonoro nellrsquoambiente disturbato a cui va aggiunto un termine per la normalizzazione rispettoallrsquoassorbimento acustico oppure rispetto al tempo di riverberazione del locale disturbato Ne egrave un esempio illivello di pressione sonora di calpestio normalizzato

dB AA10logLL

0in += (164)

doveLi egrave il livello di pressione sonora di calpestio nellrsquoambiente ricevente utilizzando un generatore il rumore

di calpestio normalizzato in conformitagrave alla EN ISO 140-7 in dBA egrave lrsquoarea di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2A0 area di assorbimento equivalente di riferimento pari a 10 m2

Tab 163 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico del rumore di calpestio

ISOLAMENTO ACUSTICO DEL RUMORE DI CALPESTIO

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLn Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-6 4

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLrsquon Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-7 2LrsquonT Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato rispetto

al tempo di riverberazioneISO 140-7 3

Per una descrizione particolareggiata di tutte le grandezze qui elencate si vedano i capitoli 3 5 6 e 7

Capitolo 1

126

Bibliografia

[10] Spagnolo Renato Manuale di acustica applicata Torino UTET 2002[11] Sacchi Alfredo Caglieris Giovanni Fisica Tecnica Torino UTET 1996[12] Barducci Italo Acustica applicata Milano Masson 1993[13] Resnick R Halliday D Krane K S Fisica Milano Ambrosiana 1967[14] Toni M Interventi materiali e strumenti per lrsquoisolamento acustico degli edifici Rimini Maggioli 1997[15] Elia G Geppetti G Progettazione acustica di edifici civili e industriali Roma NIS 1994[16] Harris C M Noise control in buildings New York McGraw Hill 1997[17] Brosio E Protezione dai rumori di calpestio prestazioni dei pavimenti e problemi di valutazione in

Rivista Italiana di Acustica Vol IV n11980[18] Semprini G La realizzazione e le prestazioni dei pavimenti galleggianti

in Rivista Italiana di Acustica Vol 28 n3-42004[19] UNI EN ISO 717-1 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento acustico per via aerea[110] UNI EN ISO 717-2 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento del rumore di calpestio[111] UNI EN ISO 140 1999 Misurazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

Fondamenti di acustica

115

Comportamento dei divisori multipli

Molto piugrave complessa egrave la previsione delle prestazioni dei divisori multipli oltre ai problemi connessi ad ognisingolo componente vi sono quelli dovuti alla loro interazione Alcuni casi come i pannelli doppi sono statiampiamente studiati e non solo si conosce il loro comportamento dal punto di vista qualitativo ma sono anchestati sviluppati dei modelli di calcolo previsionale che verranno illutrati piugrave dettagliatamnte nel capitolo 4 Cilimiteremo per il momento a descrivere alcuni tipici fenomeni che sono alla base del loro comportamento

Fig 134 ndash Potere fonoisolante di un divisorio doppio

Come indicato in fig 134 anche per i divisori a doppio starto si possono individuare delle zone in cuiprevalgono la legge di massa o altri fenomeni come la risonanza massa-aria-massa o le risonanze di cavitagrave Larisonanza massa-aria-massa nel caso semplificato di due pannelli uguali di massa m separati da uno strato drsquoariadi larghezza d si verifica per la seguante frequenza

md

cρ2 η2

1f2

00m = Hz (137)

Le risonanze di cavitagrave ad alta frequenza sono dovute ad onde stazionarie nello spazio compreso tra i duepannelli le frequenze fp sono date da

θ 2dcos

cpf 0p = Hz (138)

con la frequanza piugrave bassa per p=1 (primo modo di oscillazione) e θ = 0deg (incidenza normale) quindi

2dcf 0

p1 = Hz (139)

Le risonanze di cavitagrave a bassa frequenza sono invece causate da onde stazionarie bidimensionali legate alledimensioni dei lati (a b) del divisorio Per λ molto maggiore di d si ha

Capitolo 1

116

bq

ap

2cf 2

2

2

20

pq += Hz (1310)

Con la frequenza piugrave bassa per p = q = 1Una delle ipotesi semplificative piugrave comunemente adottate egrave che i due strati siano completamente isolati nei casireali vi sono solitamente degli elementi rigidi di connessione (traverse montanti) che si comportano da pontiacustici riducendo il potere fonoisolante

14 Il fonoisolamento dei rumori impattivi

Con il generico termine i rumori impattivi si egrave soliti intendere un insieme di fenomeni che si possonoverificare allrsquointerno di un edificio per effetto delle seguenti cause

- percussioni dovute a cadute di oggetti urti e calpestio- vibrazioni generate dal funzionamento di macchinari e impianti tecnici piugrave o meno rigidamente collegati con

le strutture dellrsquoedificio- attrito dovuto allo sfregamento di mobili o altri oggetti

Ognuno di questi rumori egrave in grado di propagarsi non solo dalla parte opposta dellrsquoelemento sollecitato maanche in altre parti dellrsquoedificio eventualmente molto lontane dalla sorgente in funzione delle caratteristichestrutturali della costruzione Una delle conseguenze egrave che la trasmissione indiretta attraverso le strutture laterali egravein proporzione maggiore rispetto a quella che si verifica con i rumori aerei Le modalitagrave con cui avviene la trasmissione dei rumori impattivi sono soggette a studi alquanto complessi cheprendono in considerazione il tipo di forza eccitante la forma e la natura del corpo eccitato le sue caratteristicheelastiche e cosigrave via

Fig 141Trasmissione diretta e per vialaterale del rumore di calpestio

Fondamenti di acustica

117

Il calpestio costituisce il rumore drsquourto piugrave verificabile ed avvertito nelle case drsquoabitazione al fine di mettere apunto le tecniche di misura e di studiare il comportamento dei solai agli effetti di questa fonte di disturbo egrave statonormalizzato in sede internazionale un generatore meccanico che assolve alla funzione di eccitare le strutturesecondo modalitagrave ben definite e perfettamente riproducibili Il generatore di calpestio normalizzato egrave costituitoda 5 martelli in linea azionati da un albero a camme collegato con un motore elettrico (vedi par 34) e in linea dimassima si puograve dire riproduca amplificandola la sollecitazione prodotta da una persona che cammininellrsquoambiente disturbante

Il principio della misura consiste nel far funzionare il generatore su un pavimento e nel misurare nellrsquoambientesottostante il livello di pressione sonora prodotto Lrsquoanalisi viene condotta per bande drsquoottava o di terzo di ottavae il livello di rumore viene corretto da una quantitagrave che tiene conto dellrsquoassorbimento o del tempo diriverberazione nellrsquoambiente di ricezione Come nel caso dei rumori aerei biogna distinguere tra le prestazioni dellrsquoedificio ossia lrsquoisolamento acusticoche egrave la facoltagrave di attenuare la propagazione sonora tra due ambienti indipendentemente dai percorsi che questapuograve seguire e le prestazioni dellrsquoelemento divisorio che in questo caso non sono piugrave espresse in termini dipotere fonoisolante R ma di livello di pressione sonora di calpestio normalizzato Ln lrsquoisolamento offerto egraveinversamente proporzionale al suo valore Il modello fisico adottato per lo studio del problema fa riferimento ad una piastra eccitata da forze impulsiveperiodiche si suppone inoltre che la durata di ogni singola forza impulsiva sia breve in rapporto al periodo dellapiugrave alta frequenza considerata Sulla base di questi presupposti si puograve prevedere lrsquoLn irradiato da una piastranellrsquoambiente sottostante per calcoli eseguiti in bande di ottava risulta

dB ηhcρA51p

σcρ410logL 3L

2p0

20

20

20

10n = (141)

Per calcoli eseguiti in bande di un terzo di ottava

dB 5- ηhcρA51p

σcρ410logL 3L

2p0

20

20

20

10n = (142)

doveρ0 massa volumica dellrsquoariac0 velocitagrave del suono nellrsquoaria (=340 ms)σ fattore di radiazione in prima approsimazione egrave assimilabile a 1 qualora sia richiesta una valutazione

piugrave accurata per fgtfc risulta

dB ff1

12 -c

minus=σ

η fattore di perdita totale

Fig 142Macchina generatrice di calpestionormalizzato

Capitolo 1

118

p0 pressione sonora di riferimento pari a 210-5 Nm2A0 area di assorbimento acustico equivalente pari a 10 m2ρp massa volumica del solaio (piastra) in kgm3

cL velocitagrave dellrsquoonda longitudinale nel materiale in msh spessore del solaio

Ne risulta uno spettro quasi costante in funzione della frequenza Una leggera pendenza con valori crescenti alcrescere della frequenza egrave dovuta alla dipendenza di alcuni fattori (σ e η) da f il livello sonoro decresce conlrsquoaumentare di η che egrave legato oltre che alla natura del materiale alle sue condizioni di vincolo il livello egrave tantopiugrave basso quanto piugrave rigido egrave il suo incastro alla struttura portante

15 Linee guida alla progettazione acustica

Al fine di conseguire i migliori risultati in termini di isolamento acustico dellrsquoedificio sia nel caso dei rumoriaerei che per quelli impattivi occorre intervenire su due diversi aspetti del problema

- i percorsi di trasmissione- le prestazioni degli elementi del sistema edilizio

Lrsquoisolamento acustico dei locali di un edificio non dipende esclusivamente dalle prestazioni acustiche offertedallrsquoelemento divisorio poicheacute in realtagrave esistono diversi possibili percorsi di trasmissione del rumore

- Percosi diretti per via aerea come fori o fessure in corrispondenza dellrsquoelemento di separazione ne sono uncaso tipico le fessure lungo il perimetro dei serramenti sia interni che esterni

- Percosi indiretti per via aerea quali condotti di areazione o per il passaggio di impianti corridoiintercapedini di controsoffitti o di pavimenti sopraelevati

- Percorsi diretti per via strutturale egrave il caso di un elemento di separazione tra due ambienti che messo invibrazione da una sollecitazione sonora o meccanica si comporta a sua volta come una nuova sorgentecapace di irradiare verso lrsquoaltro lato della partizione

- Percorsi indiretti per via strutturale in questo caso la struttura sollecitata puograve essere quella divisoria e levibrazioni si trasmettono da questa agli elementi laterali oppure sono sollecitate direttamente le strutturelaterali e le vibrazioni si propagano da queste allrsquoelemento di separzione o ad altri elementi laterali

Fig 151Percorsi di trasmissionevia aerea diretta (τe)via aerea indiretta (τs)via strutturale diretta (τd)via strutturale indiretta (τf)

Fondamenti di acustica

119

Occorre in primo luogo cercare di eliminare qualsiasi percorso diretto per via aerea dal momento che aperturedi dimensioni anche molto limitate possono compromettere pesantemente lrsquoisolamento dellrsquointero sistemaTipico egrave il caso delle fessure che si creano in corrispondenza della battuta tra telaio mobile e telaio fisso neiserramenti per cui egrave utile ricorrere a battute doppie o triple e allrsquouso di guarnizioni di tenuta Problemi analoghisi verificano anche in presenza di cassonetti per cui valgono gli stessi accorgimenti

Anche i percorsi indiretti per via aerea dovrebbero esser evitati se possibile ad esempio facendo sigrave che neilocali dotati di controsoffitti o pavimenti sopraelevati non si creino dei plenum capaci di mettere indirettamentein contatto ambienti diversi Nel caso di condotti di areazione e simili risulta evidentemente impossibilesopprimere gli stessi ma si puograve perograve intervenire rivestendo il loro interno con materiali assorbenti limitando inquesto modo la propagazione dei rumori al loro interno La trasmissione lungo i percorsi indiretti per via strutturale puograve essere limitata inserendo dei giunti didesolidarizzazione realizzati con strati di materiali elastici Ersquo da notare perograve che se da un lato questa soluzioneriduce la trasmissione laterale dallrsquoaltro fa si che le strutture siano vincolate meno rigidamente con unaconseguente riduzione dello smorzamento ne puograve quindi derivare un peggioramento delle prestazioni di pareti esolai (riduzione di R e aumento di Ln) peggioramento in genere abbastanza contenuto se non trascurabile

Resta ora da affrontare il problema della trasmissione del rumore secondo i percorsi diretti e strutturali in altreparole attraverso gli elementi di separazione tra i vari locali dellrsquoedificio o tra questi e lrsquoesterno Gli elementi inquestione sono costituiti a seconda dei casi da partizioni verticali e orizzontali quali pareti solai divisori divaria natura serramenti e coperture da ognuno di questi elementi si dovragrave ottenere la massima prestazionepossibile in termini di potere fonoisolante o livello di pressione sonora di calpestio normalizzato

Fig 152Esempi di soglie di porta inordine di efficacia da sinistraverso destra

Fig 153Desolidarizzazione di una parete interna perinterposizione di uno strato di feltrosullrsquoestradosso del solaio

Capitolo 1

120

Pareti

Per ottenere le migliori prestazioni in termini di potere fonoisolante R dalle pareti tradizionali in lateriziooccorre attenersi alle seguenti regole pratiche

- ricorrere a pareti con la piugrave elevata massa superficiale possibile- adottare la tipologia a cassa vuota ovvero una parete doppia con intercapedine- aumentare il piugrave possibile lo spessore dellrsquointercapedine- inserire nellrsquointercapedine un materiale fonoisolante con un elevato coefficiente di assorbimento acustico- utilizzare intonaci di elevata densitagrave e spessore non solo sulle superfici esterne della parete ma anche su

uno dei lati interni della parete a cassa vuota- sigillare accuratamente i giunti tra i mattoni- utilizzare mattoni di grande formato- non realizzare tracce per impianti direttamente affacciate sui due lati della struttura- ricorrere a stratigrafie asimmetriche nei muri a cassa vuota

Le indicazioni appena citate possono essere di grande utilitagrave ma la tipologia costruttiva in questione non sidimostra particolarmente idonea a conseguire elevati standard prestazionali specie se egrave presente lrsquoesigenza dilimitare costi dimensioni e pesi Molto piugrave performanti si dimostrano in genere le pareti leggere multistrato Mentre le pareti pesanti semplici o doppie consentono di contenere la trasmissione del rumore in virtugrave dellaloro massa quelle leggere multistrato si basano su un diverso principio quello di smorzare la trasmissione dellevibrazioni che si propagano da un elemento allrsquoaltro grazie a collegamenti elastici tra i vari strati Due o piugrave stratidi materiali rigidi tipicamente cartongesso o legno il piugrave possibile disaccoppiati dalle altre strutture sonoseparati da aria o materiali elastici con funzione fonoassorbente (fibra di vetro lana di roccia strati porosi ecc)in modo che le vibrazioni indotte nel primo pannello non si trasmettano direttamente ai successivi per via solidama siano smorzate allrsquointerno dellrsquointercapedine trasformandosi in energia meccanica e calore Nelle condizioniideali tali tipologie costruttive permettono di realizzare un sistema massa-molla-massa di elevate prestazioni egraveperograve necessario che i collegamenti tra le parti non siano rigidi requisito questo che in genere non vienetotalmente rispettato data la presenza allrsquointerno dei pannelli di montanti traverse o elementi di fissaggiopuntuali Benchegrave le pareti multistrato leggere non godano di grande diffusione nel contesto dellrsquoedilizia italianane esistono molte tipologie e sono utilizzate massicciamente e con indubbi vantaggi in molti paesi

Fig 154Una parete pesante in laterizio a confrontocon una leggera a lastre di cartongesso sutelaio metallico

Fondamenti di acustica

121

Esiste un ultimo sistema per incrementare le prestazioni di una parete tradizionale e consiste nellrsquoapplicaresulla superficie di questa una controparete costituita da un pannello rigido ad esempio cartongesso conlrsquointerposizione di un supporto elastico Si determina cosigrave un sistema risonante a doppia parete che puograve produrreun incremento del potere fonoisolante ∆R anche sensibile Condizione fondamentale per lrsquoefficacia del sistema egraveche il collegamento tra le due strutture avvenga con il minor numero possibile di punti rigidi inoltre il materialedel supporto (generalmente lana di vetro) deve essere dotato di una ridotta rigiditagrave dinamica srsquo (espressa inMNm3 egrave il rapporto tra il modulo elastico e lo spessore srsquo=Ed) Ersquo un tipo di intervento particolarmente adattoa migliorare le prestazioni di divisori giagrave esistenti

Solai e pavimenti

Ai solai si chiede un contributo in termini di isolamento acustico sia nei confronti dei rumori aerei che diquelli impattivi Lrsquoisolamento dai rumori aerei non egrave generalmente un problema specie con lrsquoutilizzo di solai inlatero-cemento a blocchi e travetti in virtugrave della loro massa elevata piugrave critico risulta il comportamento neiconfronti del calpestio Il fonoisolamento dei rumori di calpestio puograve essere migliorato aumentando la massa e lospessore del solaio tuttavia lrsquoincremento di prestazioni che se ne ricava risulta modesto I sistemi adottati perridurre il livello Ln di una quota che convenzionalmente viene definita ∆L sono i seguenti

- pavimenti resilienti- controsoffitti- pavimenti galleggianti

I pavimenti resilienti consistono di un rivestimento di finitura applicato al solaio portante e dotato di un certogrado di elasticitagrave si tratta solitamente di rivestiementi tessili (moquettes) pavimenti in gomma e in materialeplastico di varia natura Si ottiene in questo modo un incremento dellrsquoisolamento ∆L crescente al crescere di f apartire da una frequenza di taglio che egrave funzione della rigiditagrave dinamica del materiale utilizzato anche in questocaso egrave necessario utilizzare materiali con bassi valori della rigiditagrave dinamica I controsoffitti applicati sullrsquointradosso del solaio sollecitato lavorano in maniera analoga ad una controparetee hanno lo svantaggio di agire solo sulla componente aerea del rumore senza limitare quella strutturale che sipuograve propagare lungo i percorsi di trasmissione laterali Lrsquoutilizzo di pavimenti resilienti e controsoffitti egrave ingenere fortemente vincolato dalla destinazione drsquouso dei locali e dalle specifiche esigenze degli utenti Lo strumento piugrave efficace per incrementare le prestazioni di un solaio egrave il ricorso al pavimento galleggianteesso consiste di un massetto galleggiante armato di 4-10 cm di spessore appoggiato su uno strato di materialeelastico dotato di ridotta rigiditagrave dinamica Lrsquoincremento di prestazioni ∆L cresce con la frequenza a partire dauna frequenza di taglio Gli accorgimenti da seguire nella sua realizzazione sono riportati qui di seguito

Fig 155Controparete in cartongesso suparete tradizionale in laterizio

Capitolo 1

122

- Mantenere una perfetta desolidarizzazione del massetto galleggiante dalla sottostante soletta evitando laformazione di punti di contatto rigidi egrave necessario garantire la perfetta continuitagrave del materiale resiliente inmodo che al momento del getto del massetto questo non entri in contatto con la soletta di base

- Evitare la formazione di ponti acustici tra il massetto con relativo rivestimento di finitura e le struttureverticali quali pareti pilastri soglie di porta e tubi attraversanti il solaio per far ciograve egrave necessario risvoltare ilmateriale resiliente lungo gli elementi verticali e rifilarlo al livello della pavimentazione finita invece chedel massetto anche il contatto tra il battiscopa e la superficie del pavimento deve essere evitatointerponendo una lama drsquoaria o una stricia di materiale elastico

- Utilizzare per lo strato elastico di desolidarizzazione un materiale resiliente con bassa rigiditagrave dinamica ingrado di mantenere tale valore anche sotto lrsquoazione prolungata del carico permanente costituito dal massettogalleggiante i materiali solitamente utilizzati sono feltri di fibre minerali polimeri e materiali compositi

- Pulire il piano di posa del materiale resiliente per evitare che questo si danneggi e che possa subireschiacciamenti localizzati con conseguente incremento della rigiditagrave dunamica

- Realizzare un massetto galleggiante armato di densitagrave e massa elevati compatibilmente con lrsquoaumento dispessore che ciograve comporta

- Interrompere il pavimento galleggiante al di sotto dei tramezzi- Inserire giunti di dilatazione nel massetto-pavimento se questo egrave di dimensioni elevate (oltre i 40 m2 e per

lati superiori a 8 m) nel caso siano presenti giunti sulla soletta di base far coincidere i giunti del massettocon questi

- Non annegare le tubazioni degli impianti nel massetto galleggiante ma sotto lo strato isolante

Lrsquoefficacia di un pavimento galleggiante dipende in gran parte dalla qualitagrave dellrsquoesecuzione e dal rispettoscrupoloso delle indicazioni sopra elencate diventa pertanto fondamentale lrsquoimpiego di maestranze qualificateper lrsquoesecuzione dellrsquoopera

Fig 156 ndash Pavimento galleggiante

Fondamenti di acustica

123

Serramenti

I serramenti costituiscono spesso il punto debole del sistema di controllo dei rumori aerei specie nel caso incui siano dotati di ampie superfici vetrate La frequenza critica delle lastre di vetro viene a trovarsi allrsquointernodella gamma di frequenze considerata in posizione spesso centrale ne segue una caduta di R per effetto dicoincidenza adottando vetri-camera vi egrave inoltre un fenomeno di risonanza con riduzione di isolamento intornoalla frequenza di risonanza massa-aria-massa La scelta dei vetri deve essere fatta in modo oculato privilegiandoelementi di massa elevata e stratificati ma per prestazioni migliori egrave necessario ricorrere ai doppi telai o afinestre fisse e sigillate

La prestazione del serramento dipende oltre che dallrsquoelemento trsparente dal tipo di telaio e dallapermeabilitagrave allrsquoaria Se la massa del telaio non egrave inferiore al 70 di quella della vetrata e se la sua superficienon egrave superiore al 25 di quella complessiva del serramento si puograve assimilarlo alla vetrata nella stima del poterefonoisolante altrimenti dovragrave essere valutato indipendentemente Per ottenere dal telaio il miglior isolamento sipuograve far riferimento alle stesse indicazioni date per la realizzazione di pannelli e pareti Va inoltre garantita latenuta dellrsquoaria applicando guarnizioni tra vetro e telaio mobile e tra questo e lrsquoinfisso in modo da eliminarepercorsi di trasmissione diretti per via aerea (vedi fig 152) Altro punto critico egrave la presenza di un cassonetto che generalmente comporta la presenza di passaggi direttidrsquoaria e fessure oltre che per lo scarso potere fonoisolante dei pannelli che lo compongono si puograve intervenireadottando un cassonetto silenziato il silenziamento consiste nel rivestire il vano interno con materialefonoassorbente e nellrsquoincrementare massa e isolamento dei pannelli

Fig 158Cassonetto silenziato

Fig 157Tipi di vetrate in ordine diefficacia crescentea) vetro monoliticob) vetro-camerac) vetro stratificatod) vetro-camera con una lastra

stratificatae) vetro-camera con due lastre

stratificate

Capitolo 1

124

16 Principali grandezze descrittive delle prestazioni degli edificie degli elementi di edificio

Esistono molte grandezze definite dalla normativa italiana ed internazionale per esprimere le prestazioniacustiche dei sistemi edilizi la loro conoscenza egrave fondamentale per uno studio dettagliato dei metodi di controllodel rumore e per la comprensione delle norme che trattano tali problemi Una prima distinzione egrave tra le grandezze che descrivono le prestazioni dellrsquoedificio (lrsquoisolamento acusticodegli ambienti) e quelle che si riferiscono al comportamento dei singoli elementi costitutivi del sistema(partizioni verticali e orizzontali serramenti ecc) Tutte le grandezze relative al fonoisolamento aereo valutano una differenza di livelli sonori tra un ambientedisturbante e uno disturbato lo stesso potere fonoisolante R precedentemente definito come

tWiW

10logR = dB (161)

in presenza di due locali con campi sonori sufficientemente diffusi e in assenza di trasmissione per vie diverse daquella diretta risulta

dB AS10logL-LR S

21 += (162)

doveL1 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente emittente in dBL2 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente ricevente in dBSS area dellrsquoelemento di separazione in m2A area di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2

Il termine 10log(SSA) garantisce la normalizzazione della misura rispetto allrsquoassorbimento acustico del localedisturbato in altri casi si adotta una normalizzazione rispetto al tempo di riverberazione in questo modo si rendeil risultato indipendente dalle particolaritagrave dellrsquoambiente in questione Analogo egrave il caso dellrsquoisolamento acustico normalizzato rispetto lrsquoassorbimento equivalente Dn

dB AA10logL-LD

021n minus= (163)

dove A0 egrave unrsquoarea di assorbimento equivalente di riferimento e il termine 10log(AA0) garantisce lanormalizzazione della misura

Tab 161 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaR Potere fonoisolante ISO 140-3 4Dnc Isolamento acustico normalizzato del controsoffitto ISO 140-9 3Dne Isolamento acustico normalizzato di un piccolo elemento ISO 140-10 1Dns Isolamento acustico normalizzato per trasmissione aerea

indiretta attraverso un sistema SNon disponibile

Fondamenti di acustica

125

Tab 162 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaRrsquo Potere fonoisolante apparente ISO 140-4 5Rrsquo45deg Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 3Rrsquotrs Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 4Dn Isolamento acustico normalizzato rispetto allrsquoassorbimento

equivalenteISO 140-4 3

DnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-4 4

Dls2mnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-5 7

Tutte le grandezze relative al fonoisolamento dei rumori impattivi si riferiscono invece ad una singola misuradi livello sonoro nellrsquoambiente disturbato a cui va aggiunto un termine per la normalizzazione rispettoallrsquoassorbimento acustico oppure rispetto al tempo di riverberazione del locale disturbato Ne egrave un esempio illivello di pressione sonora di calpestio normalizzato

dB AA10logLL

0in += (164)

doveLi egrave il livello di pressione sonora di calpestio nellrsquoambiente ricevente utilizzando un generatore il rumore

di calpestio normalizzato in conformitagrave alla EN ISO 140-7 in dBA egrave lrsquoarea di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2A0 area di assorbimento equivalente di riferimento pari a 10 m2

Tab 163 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico del rumore di calpestio

ISOLAMENTO ACUSTICO DEL RUMORE DI CALPESTIO

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLn Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-6 4

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLrsquon Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-7 2LrsquonT Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato rispetto

al tempo di riverberazioneISO 140-7 3

Per una descrizione particolareggiata di tutte le grandezze qui elencate si vedano i capitoli 3 5 6 e 7

Capitolo 1

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Bibliografia

[10] Spagnolo Renato Manuale di acustica applicata Torino UTET 2002[11] Sacchi Alfredo Caglieris Giovanni Fisica Tecnica Torino UTET 1996[12] Barducci Italo Acustica applicata Milano Masson 1993[13] Resnick R Halliday D Krane K S Fisica Milano Ambrosiana 1967[14] Toni M Interventi materiali e strumenti per lrsquoisolamento acustico degli edifici Rimini Maggioli 1997[15] Elia G Geppetti G Progettazione acustica di edifici civili e industriali Roma NIS 1994[16] Harris C M Noise control in buildings New York McGraw Hill 1997[17] Brosio E Protezione dai rumori di calpestio prestazioni dei pavimenti e problemi di valutazione in

Rivista Italiana di Acustica Vol IV n11980[18] Semprini G La realizzazione e le prestazioni dei pavimenti galleggianti

in Rivista Italiana di Acustica Vol 28 n3-42004[19] UNI EN ISO 717-1 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento acustico per via aerea[110] UNI EN ISO 717-2 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento del rumore di calpestio[111] UNI EN ISO 140 1999 Misurazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

Capitolo 1

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bq

ap

2cf 2

2

2

20

pq += Hz (1310)

Con la frequenza piugrave bassa per p = q = 1Una delle ipotesi semplificative piugrave comunemente adottate egrave che i due strati siano completamente isolati nei casireali vi sono solitamente degli elementi rigidi di connessione (traverse montanti) che si comportano da pontiacustici riducendo il potere fonoisolante

14 Il fonoisolamento dei rumori impattivi

Con il generico termine i rumori impattivi si egrave soliti intendere un insieme di fenomeni che si possonoverificare allrsquointerno di un edificio per effetto delle seguenti cause

- percussioni dovute a cadute di oggetti urti e calpestio- vibrazioni generate dal funzionamento di macchinari e impianti tecnici piugrave o meno rigidamente collegati con

le strutture dellrsquoedificio- attrito dovuto allo sfregamento di mobili o altri oggetti

Ognuno di questi rumori egrave in grado di propagarsi non solo dalla parte opposta dellrsquoelemento sollecitato maanche in altre parti dellrsquoedificio eventualmente molto lontane dalla sorgente in funzione delle caratteristichestrutturali della costruzione Una delle conseguenze egrave che la trasmissione indiretta attraverso le strutture laterali egravein proporzione maggiore rispetto a quella che si verifica con i rumori aerei Le modalitagrave con cui avviene la trasmissione dei rumori impattivi sono soggette a studi alquanto complessi cheprendono in considerazione il tipo di forza eccitante la forma e la natura del corpo eccitato le sue caratteristicheelastiche e cosigrave via

Fig 141Trasmissione diretta e per vialaterale del rumore di calpestio

Fondamenti di acustica

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Il calpestio costituisce il rumore drsquourto piugrave verificabile ed avvertito nelle case drsquoabitazione al fine di mettere apunto le tecniche di misura e di studiare il comportamento dei solai agli effetti di questa fonte di disturbo egrave statonormalizzato in sede internazionale un generatore meccanico che assolve alla funzione di eccitare le strutturesecondo modalitagrave ben definite e perfettamente riproducibili Il generatore di calpestio normalizzato egrave costituitoda 5 martelli in linea azionati da un albero a camme collegato con un motore elettrico (vedi par 34) e in linea dimassima si puograve dire riproduca amplificandola la sollecitazione prodotta da una persona che cammininellrsquoambiente disturbante

Il principio della misura consiste nel far funzionare il generatore su un pavimento e nel misurare nellrsquoambientesottostante il livello di pressione sonora prodotto Lrsquoanalisi viene condotta per bande drsquoottava o di terzo di ottavae il livello di rumore viene corretto da una quantitagrave che tiene conto dellrsquoassorbimento o del tempo diriverberazione nellrsquoambiente di ricezione Come nel caso dei rumori aerei biogna distinguere tra le prestazioni dellrsquoedificio ossia lrsquoisolamento acusticoche egrave la facoltagrave di attenuare la propagazione sonora tra due ambienti indipendentemente dai percorsi che questapuograve seguire e le prestazioni dellrsquoelemento divisorio che in questo caso non sono piugrave espresse in termini dipotere fonoisolante R ma di livello di pressione sonora di calpestio normalizzato Ln lrsquoisolamento offerto egraveinversamente proporzionale al suo valore Il modello fisico adottato per lo studio del problema fa riferimento ad una piastra eccitata da forze impulsiveperiodiche si suppone inoltre che la durata di ogni singola forza impulsiva sia breve in rapporto al periodo dellapiugrave alta frequenza considerata Sulla base di questi presupposti si puograve prevedere lrsquoLn irradiato da una piastranellrsquoambiente sottostante per calcoli eseguiti in bande di ottava risulta

dB ηhcρA51p

σcρ410logL 3L

2p0

20

20

20

10n = (141)

Per calcoli eseguiti in bande di un terzo di ottava

dB 5- ηhcρA51p

σcρ410logL 3L

2p0

20

20

20

10n = (142)

doveρ0 massa volumica dellrsquoariac0 velocitagrave del suono nellrsquoaria (=340 ms)σ fattore di radiazione in prima approsimazione egrave assimilabile a 1 qualora sia richiesta una valutazione

piugrave accurata per fgtfc risulta

dB ff1

12 -c

minus=σ

η fattore di perdita totale

Fig 142Macchina generatrice di calpestionormalizzato

Capitolo 1

118

p0 pressione sonora di riferimento pari a 210-5 Nm2A0 area di assorbimento acustico equivalente pari a 10 m2ρp massa volumica del solaio (piastra) in kgm3

cL velocitagrave dellrsquoonda longitudinale nel materiale in msh spessore del solaio

Ne risulta uno spettro quasi costante in funzione della frequenza Una leggera pendenza con valori crescenti alcrescere della frequenza egrave dovuta alla dipendenza di alcuni fattori (σ e η) da f il livello sonoro decresce conlrsquoaumentare di η che egrave legato oltre che alla natura del materiale alle sue condizioni di vincolo il livello egrave tantopiugrave basso quanto piugrave rigido egrave il suo incastro alla struttura portante

15 Linee guida alla progettazione acustica

Al fine di conseguire i migliori risultati in termini di isolamento acustico dellrsquoedificio sia nel caso dei rumoriaerei che per quelli impattivi occorre intervenire su due diversi aspetti del problema

- i percorsi di trasmissione- le prestazioni degli elementi del sistema edilizio

Lrsquoisolamento acustico dei locali di un edificio non dipende esclusivamente dalle prestazioni acustiche offertedallrsquoelemento divisorio poicheacute in realtagrave esistono diversi possibili percorsi di trasmissione del rumore

- Percosi diretti per via aerea come fori o fessure in corrispondenza dellrsquoelemento di separazione ne sono uncaso tipico le fessure lungo il perimetro dei serramenti sia interni che esterni

- Percosi indiretti per via aerea quali condotti di areazione o per il passaggio di impianti corridoiintercapedini di controsoffitti o di pavimenti sopraelevati

- Percorsi diretti per via strutturale egrave il caso di un elemento di separazione tra due ambienti che messo invibrazione da una sollecitazione sonora o meccanica si comporta a sua volta come una nuova sorgentecapace di irradiare verso lrsquoaltro lato della partizione

- Percorsi indiretti per via strutturale in questo caso la struttura sollecitata puograve essere quella divisoria e levibrazioni si trasmettono da questa agli elementi laterali oppure sono sollecitate direttamente le strutturelaterali e le vibrazioni si propagano da queste allrsquoelemento di separzione o ad altri elementi laterali

Fig 151Percorsi di trasmissionevia aerea diretta (τe)via aerea indiretta (τs)via strutturale diretta (τd)via strutturale indiretta (τf)

Fondamenti di acustica

119

Occorre in primo luogo cercare di eliminare qualsiasi percorso diretto per via aerea dal momento che aperturedi dimensioni anche molto limitate possono compromettere pesantemente lrsquoisolamento dellrsquointero sistemaTipico egrave il caso delle fessure che si creano in corrispondenza della battuta tra telaio mobile e telaio fisso neiserramenti per cui egrave utile ricorrere a battute doppie o triple e allrsquouso di guarnizioni di tenuta Problemi analoghisi verificano anche in presenza di cassonetti per cui valgono gli stessi accorgimenti

Anche i percorsi indiretti per via aerea dovrebbero esser evitati se possibile ad esempio facendo sigrave che neilocali dotati di controsoffitti o pavimenti sopraelevati non si creino dei plenum capaci di mettere indirettamentein contatto ambienti diversi Nel caso di condotti di areazione e simili risulta evidentemente impossibilesopprimere gli stessi ma si puograve perograve intervenire rivestendo il loro interno con materiali assorbenti limitando inquesto modo la propagazione dei rumori al loro interno La trasmissione lungo i percorsi indiretti per via strutturale puograve essere limitata inserendo dei giunti didesolidarizzazione realizzati con strati di materiali elastici Ersquo da notare perograve che se da un lato questa soluzioneriduce la trasmissione laterale dallrsquoaltro fa si che le strutture siano vincolate meno rigidamente con unaconseguente riduzione dello smorzamento ne puograve quindi derivare un peggioramento delle prestazioni di pareti esolai (riduzione di R e aumento di Ln) peggioramento in genere abbastanza contenuto se non trascurabile

Resta ora da affrontare il problema della trasmissione del rumore secondo i percorsi diretti e strutturali in altreparole attraverso gli elementi di separazione tra i vari locali dellrsquoedificio o tra questi e lrsquoesterno Gli elementi inquestione sono costituiti a seconda dei casi da partizioni verticali e orizzontali quali pareti solai divisori divaria natura serramenti e coperture da ognuno di questi elementi si dovragrave ottenere la massima prestazionepossibile in termini di potere fonoisolante o livello di pressione sonora di calpestio normalizzato

Fig 152Esempi di soglie di porta inordine di efficacia da sinistraverso destra

Fig 153Desolidarizzazione di una parete interna perinterposizione di uno strato di feltrosullrsquoestradosso del solaio

Capitolo 1

120

Pareti

Per ottenere le migliori prestazioni in termini di potere fonoisolante R dalle pareti tradizionali in lateriziooccorre attenersi alle seguenti regole pratiche

- ricorrere a pareti con la piugrave elevata massa superficiale possibile- adottare la tipologia a cassa vuota ovvero una parete doppia con intercapedine- aumentare il piugrave possibile lo spessore dellrsquointercapedine- inserire nellrsquointercapedine un materiale fonoisolante con un elevato coefficiente di assorbimento acustico- utilizzare intonaci di elevata densitagrave e spessore non solo sulle superfici esterne della parete ma anche su

uno dei lati interni della parete a cassa vuota- sigillare accuratamente i giunti tra i mattoni- utilizzare mattoni di grande formato- non realizzare tracce per impianti direttamente affacciate sui due lati della struttura- ricorrere a stratigrafie asimmetriche nei muri a cassa vuota

Le indicazioni appena citate possono essere di grande utilitagrave ma la tipologia costruttiva in questione non sidimostra particolarmente idonea a conseguire elevati standard prestazionali specie se egrave presente lrsquoesigenza dilimitare costi dimensioni e pesi Molto piugrave performanti si dimostrano in genere le pareti leggere multistrato Mentre le pareti pesanti semplici o doppie consentono di contenere la trasmissione del rumore in virtugrave dellaloro massa quelle leggere multistrato si basano su un diverso principio quello di smorzare la trasmissione dellevibrazioni che si propagano da un elemento allrsquoaltro grazie a collegamenti elastici tra i vari strati Due o piugrave stratidi materiali rigidi tipicamente cartongesso o legno il piugrave possibile disaccoppiati dalle altre strutture sonoseparati da aria o materiali elastici con funzione fonoassorbente (fibra di vetro lana di roccia strati porosi ecc)in modo che le vibrazioni indotte nel primo pannello non si trasmettano direttamente ai successivi per via solidama siano smorzate allrsquointerno dellrsquointercapedine trasformandosi in energia meccanica e calore Nelle condizioniideali tali tipologie costruttive permettono di realizzare un sistema massa-molla-massa di elevate prestazioni egraveperograve necessario che i collegamenti tra le parti non siano rigidi requisito questo che in genere non vienetotalmente rispettato data la presenza allrsquointerno dei pannelli di montanti traverse o elementi di fissaggiopuntuali Benchegrave le pareti multistrato leggere non godano di grande diffusione nel contesto dellrsquoedilizia italianane esistono molte tipologie e sono utilizzate massicciamente e con indubbi vantaggi in molti paesi

Fig 154Una parete pesante in laterizio a confrontocon una leggera a lastre di cartongesso sutelaio metallico

Fondamenti di acustica

121

Esiste un ultimo sistema per incrementare le prestazioni di una parete tradizionale e consiste nellrsquoapplicaresulla superficie di questa una controparete costituita da un pannello rigido ad esempio cartongesso conlrsquointerposizione di un supporto elastico Si determina cosigrave un sistema risonante a doppia parete che puograve produrreun incremento del potere fonoisolante ∆R anche sensibile Condizione fondamentale per lrsquoefficacia del sistema egraveche il collegamento tra le due strutture avvenga con il minor numero possibile di punti rigidi inoltre il materialedel supporto (generalmente lana di vetro) deve essere dotato di una ridotta rigiditagrave dinamica srsquo (espressa inMNm3 egrave il rapporto tra il modulo elastico e lo spessore srsquo=Ed) Ersquo un tipo di intervento particolarmente adattoa migliorare le prestazioni di divisori giagrave esistenti

Solai e pavimenti

Ai solai si chiede un contributo in termini di isolamento acustico sia nei confronti dei rumori aerei che diquelli impattivi Lrsquoisolamento dai rumori aerei non egrave generalmente un problema specie con lrsquoutilizzo di solai inlatero-cemento a blocchi e travetti in virtugrave della loro massa elevata piugrave critico risulta il comportamento neiconfronti del calpestio Il fonoisolamento dei rumori di calpestio puograve essere migliorato aumentando la massa e lospessore del solaio tuttavia lrsquoincremento di prestazioni che se ne ricava risulta modesto I sistemi adottati perridurre il livello Ln di una quota che convenzionalmente viene definita ∆L sono i seguenti

- pavimenti resilienti- controsoffitti- pavimenti galleggianti

I pavimenti resilienti consistono di un rivestimento di finitura applicato al solaio portante e dotato di un certogrado di elasticitagrave si tratta solitamente di rivestiementi tessili (moquettes) pavimenti in gomma e in materialeplastico di varia natura Si ottiene in questo modo un incremento dellrsquoisolamento ∆L crescente al crescere di f apartire da una frequenza di taglio che egrave funzione della rigiditagrave dinamica del materiale utilizzato anche in questocaso egrave necessario utilizzare materiali con bassi valori della rigiditagrave dinamica I controsoffitti applicati sullrsquointradosso del solaio sollecitato lavorano in maniera analoga ad una controparetee hanno lo svantaggio di agire solo sulla componente aerea del rumore senza limitare quella strutturale che sipuograve propagare lungo i percorsi di trasmissione laterali Lrsquoutilizzo di pavimenti resilienti e controsoffitti egrave ingenere fortemente vincolato dalla destinazione drsquouso dei locali e dalle specifiche esigenze degli utenti Lo strumento piugrave efficace per incrementare le prestazioni di un solaio egrave il ricorso al pavimento galleggianteesso consiste di un massetto galleggiante armato di 4-10 cm di spessore appoggiato su uno strato di materialeelastico dotato di ridotta rigiditagrave dinamica Lrsquoincremento di prestazioni ∆L cresce con la frequenza a partire dauna frequenza di taglio Gli accorgimenti da seguire nella sua realizzazione sono riportati qui di seguito

Fig 155Controparete in cartongesso suparete tradizionale in laterizio

Capitolo 1

122

- Mantenere una perfetta desolidarizzazione del massetto galleggiante dalla sottostante soletta evitando laformazione di punti di contatto rigidi egrave necessario garantire la perfetta continuitagrave del materiale resiliente inmodo che al momento del getto del massetto questo non entri in contatto con la soletta di base

- Evitare la formazione di ponti acustici tra il massetto con relativo rivestimento di finitura e le struttureverticali quali pareti pilastri soglie di porta e tubi attraversanti il solaio per far ciograve egrave necessario risvoltare ilmateriale resiliente lungo gli elementi verticali e rifilarlo al livello della pavimentazione finita invece chedel massetto anche il contatto tra il battiscopa e la superficie del pavimento deve essere evitatointerponendo una lama drsquoaria o una stricia di materiale elastico

- Utilizzare per lo strato elastico di desolidarizzazione un materiale resiliente con bassa rigiditagrave dinamica ingrado di mantenere tale valore anche sotto lrsquoazione prolungata del carico permanente costituito dal massettogalleggiante i materiali solitamente utilizzati sono feltri di fibre minerali polimeri e materiali compositi

- Pulire il piano di posa del materiale resiliente per evitare che questo si danneggi e che possa subireschiacciamenti localizzati con conseguente incremento della rigiditagrave dunamica

- Realizzare un massetto galleggiante armato di densitagrave e massa elevati compatibilmente con lrsquoaumento dispessore che ciograve comporta

- Interrompere il pavimento galleggiante al di sotto dei tramezzi- Inserire giunti di dilatazione nel massetto-pavimento se questo egrave di dimensioni elevate (oltre i 40 m2 e per

lati superiori a 8 m) nel caso siano presenti giunti sulla soletta di base far coincidere i giunti del massettocon questi

- Non annegare le tubazioni degli impianti nel massetto galleggiante ma sotto lo strato isolante

Lrsquoefficacia di un pavimento galleggiante dipende in gran parte dalla qualitagrave dellrsquoesecuzione e dal rispettoscrupoloso delle indicazioni sopra elencate diventa pertanto fondamentale lrsquoimpiego di maestranze qualificateper lrsquoesecuzione dellrsquoopera

Fig 156 ndash Pavimento galleggiante

Fondamenti di acustica

123

Serramenti

I serramenti costituiscono spesso il punto debole del sistema di controllo dei rumori aerei specie nel caso incui siano dotati di ampie superfici vetrate La frequenza critica delle lastre di vetro viene a trovarsi allrsquointernodella gamma di frequenze considerata in posizione spesso centrale ne segue una caduta di R per effetto dicoincidenza adottando vetri-camera vi egrave inoltre un fenomeno di risonanza con riduzione di isolamento intornoalla frequenza di risonanza massa-aria-massa La scelta dei vetri deve essere fatta in modo oculato privilegiandoelementi di massa elevata e stratificati ma per prestazioni migliori egrave necessario ricorrere ai doppi telai o afinestre fisse e sigillate

La prestazione del serramento dipende oltre che dallrsquoelemento trsparente dal tipo di telaio e dallapermeabilitagrave allrsquoaria Se la massa del telaio non egrave inferiore al 70 di quella della vetrata e se la sua superficienon egrave superiore al 25 di quella complessiva del serramento si puograve assimilarlo alla vetrata nella stima del poterefonoisolante altrimenti dovragrave essere valutato indipendentemente Per ottenere dal telaio il miglior isolamento sipuograve far riferimento alle stesse indicazioni date per la realizzazione di pannelli e pareti Va inoltre garantita latenuta dellrsquoaria applicando guarnizioni tra vetro e telaio mobile e tra questo e lrsquoinfisso in modo da eliminarepercorsi di trasmissione diretti per via aerea (vedi fig 152) Altro punto critico egrave la presenza di un cassonetto che generalmente comporta la presenza di passaggi direttidrsquoaria e fessure oltre che per lo scarso potere fonoisolante dei pannelli che lo compongono si puograve intervenireadottando un cassonetto silenziato il silenziamento consiste nel rivestire il vano interno con materialefonoassorbente e nellrsquoincrementare massa e isolamento dei pannelli

Fig 158Cassonetto silenziato

Fig 157Tipi di vetrate in ordine diefficacia crescentea) vetro monoliticob) vetro-camerac) vetro stratificatod) vetro-camera con una lastra

stratificatae) vetro-camera con due lastre

stratificate

Capitolo 1

124

16 Principali grandezze descrittive delle prestazioni degli edificie degli elementi di edificio

Esistono molte grandezze definite dalla normativa italiana ed internazionale per esprimere le prestazioniacustiche dei sistemi edilizi la loro conoscenza egrave fondamentale per uno studio dettagliato dei metodi di controllodel rumore e per la comprensione delle norme che trattano tali problemi Una prima distinzione egrave tra le grandezze che descrivono le prestazioni dellrsquoedificio (lrsquoisolamento acusticodegli ambienti) e quelle che si riferiscono al comportamento dei singoli elementi costitutivi del sistema(partizioni verticali e orizzontali serramenti ecc) Tutte le grandezze relative al fonoisolamento aereo valutano una differenza di livelli sonori tra un ambientedisturbante e uno disturbato lo stesso potere fonoisolante R precedentemente definito come

tWiW

10logR = dB (161)

in presenza di due locali con campi sonori sufficientemente diffusi e in assenza di trasmissione per vie diverse daquella diretta risulta

dB AS10logL-LR S

21 += (162)

doveL1 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente emittente in dBL2 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente ricevente in dBSS area dellrsquoelemento di separazione in m2A area di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2

Il termine 10log(SSA) garantisce la normalizzazione della misura rispetto allrsquoassorbimento acustico del localedisturbato in altri casi si adotta una normalizzazione rispetto al tempo di riverberazione in questo modo si rendeil risultato indipendente dalle particolaritagrave dellrsquoambiente in questione Analogo egrave il caso dellrsquoisolamento acustico normalizzato rispetto lrsquoassorbimento equivalente Dn

dB AA10logL-LD

021n minus= (163)

dove A0 egrave unrsquoarea di assorbimento equivalente di riferimento e il termine 10log(AA0) garantisce lanormalizzazione della misura

Tab 161 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaR Potere fonoisolante ISO 140-3 4Dnc Isolamento acustico normalizzato del controsoffitto ISO 140-9 3Dne Isolamento acustico normalizzato di un piccolo elemento ISO 140-10 1Dns Isolamento acustico normalizzato per trasmissione aerea

indiretta attraverso un sistema SNon disponibile

Fondamenti di acustica

125

Tab 162 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaRrsquo Potere fonoisolante apparente ISO 140-4 5Rrsquo45deg Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 3Rrsquotrs Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 4Dn Isolamento acustico normalizzato rispetto allrsquoassorbimento

equivalenteISO 140-4 3

DnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-4 4

Dls2mnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-5 7

Tutte le grandezze relative al fonoisolamento dei rumori impattivi si riferiscono invece ad una singola misuradi livello sonoro nellrsquoambiente disturbato a cui va aggiunto un termine per la normalizzazione rispettoallrsquoassorbimento acustico oppure rispetto al tempo di riverberazione del locale disturbato Ne egrave un esempio illivello di pressione sonora di calpestio normalizzato

dB AA10logLL

0in += (164)

doveLi egrave il livello di pressione sonora di calpestio nellrsquoambiente ricevente utilizzando un generatore il rumore

di calpestio normalizzato in conformitagrave alla EN ISO 140-7 in dBA egrave lrsquoarea di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2A0 area di assorbimento equivalente di riferimento pari a 10 m2

Tab 163 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico del rumore di calpestio

ISOLAMENTO ACUSTICO DEL RUMORE DI CALPESTIO

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLn Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-6 4

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLrsquon Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-7 2LrsquonT Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato rispetto

al tempo di riverberazioneISO 140-7 3

Per una descrizione particolareggiata di tutte le grandezze qui elencate si vedano i capitoli 3 5 6 e 7

Capitolo 1

126

Bibliografia

[10] Spagnolo Renato Manuale di acustica applicata Torino UTET 2002[11] Sacchi Alfredo Caglieris Giovanni Fisica Tecnica Torino UTET 1996[12] Barducci Italo Acustica applicata Milano Masson 1993[13] Resnick R Halliday D Krane K S Fisica Milano Ambrosiana 1967[14] Toni M Interventi materiali e strumenti per lrsquoisolamento acustico degli edifici Rimini Maggioli 1997[15] Elia G Geppetti G Progettazione acustica di edifici civili e industriali Roma NIS 1994[16] Harris C M Noise control in buildings New York McGraw Hill 1997[17] Brosio E Protezione dai rumori di calpestio prestazioni dei pavimenti e problemi di valutazione in

Rivista Italiana di Acustica Vol IV n11980[18] Semprini G La realizzazione e le prestazioni dei pavimenti galleggianti

in Rivista Italiana di Acustica Vol 28 n3-42004[19] UNI EN ISO 717-1 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento acustico per via aerea[110] UNI EN ISO 717-2 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento del rumore di calpestio[111] UNI EN ISO 140 1999 Misurazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

Fondamenti di acustica

117

Il calpestio costituisce il rumore drsquourto piugrave verificabile ed avvertito nelle case drsquoabitazione al fine di mettere apunto le tecniche di misura e di studiare il comportamento dei solai agli effetti di questa fonte di disturbo egrave statonormalizzato in sede internazionale un generatore meccanico che assolve alla funzione di eccitare le strutturesecondo modalitagrave ben definite e perfettamente riproducibili Il generatore di calpestio normalizzato egrave costituitoda 5 martelli in linea azionati da un albero a camme collegato con un motore elettrico (vedi par 34) e in linea dimassima si puograve dire riproduca amplificandola la sollecitazione prodotta da una persona che cammininellrsquoambiente disturbante

Il principio della misura consiste nel far funzionare il generatore su un pavimento e nel misurare nellrsquoambientesottostante il livello di pressione sonora prodotto Lrsquoanalisi viene condotta per bande drsquoottava o di terzo di ottavae il livello di rumore viene corretto da una quantitagrave che tiene conto dellrsquoassorbimento o del tempo diriverberazione nellrsquoambiente di ricezione Come nel caso dei rumori aerei biogna distinguere tra le prestazioni dellrsquoedificio ossia lrsquoisolamento acusticoche egrave la facoltagrave di attenuare la propagazione sonora tra due ambienti indipendentemente dai percorsi che questapuograve seguire e le prestazioni dellrsquoelemento divisorio che in questo caso non sono piugrave espresse in termini dipotere fonoisolante R ma di livello di pressione sonora di calpestio normalizzato Ln lrsquoisolamento offerto egraveinversamente proporzionale al suo valore Il modello fisico adottato per lo studio del problema fa riferimento ad una piastra eccitata da forze impulsiveperiodiche si suppone inoltre che la durata di ogni singola forza impulsiva sia breve in rapporto al periodo dellapiugrave alta frequenza considerata Sulla base di questi presupposti si puograve prevedere lrsquoLn irradiato da una piastranellrsquoambiente sottostante per calcoli eseguiti in bande di ottava risulta

dB ηhcρA51p

σcρ410logL 3L

2p0

20

20

20

10n = (141)

Per calcoli eseguiti in bande di un terzo di ottava

dB 5- ηhcρA51p

σcρ410logL 3L

2p0

20

20

20

10n = (142)

doveρ0 massa volumica dellrsquoariac0 velocitagrave del suono nellrsquoaria (=340 ms)σ fattore di radiazione in prima approsimazione egrave assimilabile a 1 qualora sia richiesta una valutazione

piugrave accurata per fgtfc risulta

dB ff1

12 -c

minus=σ

η fattore di perdita totale

Fig 142Macchina generatrice di calpestionormalizzato

Capitolo 1

118

p0 pressione sonora di riferimento pari a 210-5 Nm2A0 area di assorbimento acustico equivalente pari a 10 m2ρp massa volumica del solaio (piastra) in kgm3

cL velocitagrave dellrsquoonda longitudinale nel materiale in msh spessore del solaio

Ne risulta uno spettro quasi costante in funzione della frequenza Una leggera pendenza con valori crescenti alcrescere della frequenza egrave dovuta alla dipendenza di alcuni fattori (σ e η) da f il livello sonoro decresce conlrsquoaumentare di η che egrave legato oltre che alla natura del materiale alle sue condizioni di vincolo il livello egrave tantopiugrave basso quanto piugrave rigido egrave il suo incastro alla struttura portante

15 Linee guida alla progettazione acustica

Al fine di conseguire i migliori risultati in termini di isolamento acustico dellrsquoedificio sia nel caso dei rumoriaerei che per quelli impattivi occorre intervenire su due diversi aspetti del problema

- i percorsi di trasmissione- le prestazioni degli elementi del sistema edilizio

Lrsquoisolamento acustico dei locali di un edificio non dipende esclusivamente dalle prestazioni acustiche offertedallrsquoelemento divisorio poicheacute in realtagrave esistono diversi possibili percorsi di trasmissione del rumore

- Percosi diretti per via aerea come fori o fessure in corrispondenza dellrsquoelemento di separazione ne sono uncaso tipico le fessure lungo il perimetro dei serramenti sia interni che esterni

- Percosi indiretti per via aerea quali condotti di areazione o per il passaggio di impianti corridoiintercapedini di controsoffitti o di pavimenti sopraelevati

- Percorsi diretti per via strutturale egrave il caso di un elemento di separazione tra due ambienti che messo invibrazione da una sollecitazione sonora o meccanica si comporta a sua volta come una nuova sorgentecapace di irradiare verso lrsquoaltro lato della partizione

- Percorsi indiretti per via strutturale in questo caso la struttura sollecitata puograve essere quella divisoria e levibrazioni si trasmettono da questa agli elementi laterali oppure sono sollecitate direttamente le strutturelaterali e le vibrazioni si propagano da queste allrsquoelemento di separzione o ad altri elementi laterali

Fig 151Percorsi di trasmissionevia aerea diretta (τe)via aerea indiretta (τs)via strutturale diretta (τd)via strutturale indiretta (τf)

Fondamenti di acustica

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Occorre in primo luogo cercare di eliminare qualsiasi percorso diretto per via aerea dal momento che aperturedi dimensioni anche molto limitate possono compromettere pesantemente lrsquoisolamento dellrsquointero sistemaTipico egrave il caso delle fessure che si creano in corrispondenza della battuta tra telaio mobile e telaio fisso neiserramenti per cui egrave utile ricorrere a battute doppie o triple e allrsquouso di guarnizioni di tenuta Problemi analoghisi verificano anche in presenza di cassonetti per cui valgono gli stessi accorgimenti

Anche i percorsi indiretti per via aerea dovrebbero esser evitati se possibile ad esempio facendo sigrave che neilocali dotati di controsoffitti o pavimenti sopraelevati non si creino dei plenum capaci di mettere indirettamentein contatto ambienti diversi Nel caso di condotti di areazione e simili risulta evidentemente impossibilesopprimere gli stessi ma si puograve perograve intervenire rivestendo il loro interno con materiali assorbenti limitando inquesto modo la propagazione dei rumori al loro interno La trasmissione lungo i percorsi indiretti per via strutturale puograve essere limitata inserendo dei giunti didesolidarizzazione realizzati con strati di materiali elastici Ersquo da notare perograve che se da un lato questa soluzioneriduce la trasmissione laterale dallrsquoaltro fa si che le strutture siano vincolate meno rigidamente con unaconseguente riduzione dello smorzamento ne puograve quindi derivare un peggioramento delle prestazioni di pareti esolai (riduzione di R e aumento di Ln) peggioramento in genere abbastanza contenuto se non trascurabile

Resta ora da affrontare il problema della trasmissione del rumore secondo i percorsi diretti e strutturali in altreparole attraverso gli elementi di separazione tra i vari locali dellrsquoedificio o tra questi e lrsquoesterno Gli elementi inquestione sono costituiti a seconda dei casi da partizioni verticali e orizzontali quali pareti solai divisori divaria natura serramenti e coperture da ognuno di questi elementi si dovragrave ottenere la massima prestazionepossibile in termini di potere fonoisolante o livello di pressione sonora di calpestio normalizzato

Fig 152Esempi di soglie di porta inordine di efficacia da sinistraverso destra

Fig 153Desolidarizzazione di una parete interna perinterposizione di uno strato di feltrosullrsquoestradosso del solaio

Capitolo 1

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Pareti

Per ottenere le migliori prestazioni in termini di potere fonoisolante R dalle pareti tradizionali in lateriziooccorre attenersi alle seguenti regole pratiche

- ricorrere a pareti con la piugrave elevata massa superficiale possibile- adottare la tipologia a cassa vuota ovvero una parete doppia con intercapedine- aumentare il piugrave possibile lo spessore dellrsquointercapedine- inserire nellrsquointercapedine un materiale fonoisolante con un elevato coefficiente di assorbimento acustico- utilizzare intonaci di elevata densitagrave e spessore non solo sulle superfici esterne della parete ma anche su

uno dei lati interni della parete a cassa vuota- sigillare accuratamente i giunti tra i mattoni- utilizzare mattoni di grande formato- non realizzare tracce per impianti direttamente affacciate sui due lati della struttura- ricorrere a stratigrafie asimmetriche nei muri a cassa vuota

Le indicazioni appena citate possono essere di grande utilitagrave ma la tipologia costruttiva in questione non sidimostra particolarmente idonea a conseguire elevati standard prestazionali specie se egrave presente lrsquoesigenza dilimitare costi dimensioni e pesi Molto piugrave performanti si dimostrano in genere le pareti leggere multistrato Mentre le pareti pesanti semplici o doppie consentono di contenere la trasmissione del rumore in virtugrave dellaloro massa quelle leggere multistrato si basano su un diverso principio quello di smorzare la trasmissione dellevibrazioni che si propagano da un elemento allrsquoaltro grazie a collegamenti elastici tra i vari strati Due o piugrave stratidi materiali rigidi tipicamente cartongesso o legno il piugrave possibile disaccoppiati dalle altre strutture sonoseparati da aria o materiali elastici con funzione fonoassorbente (fibra di vetro lana di roccia strati porosi ecc)in modo che le vibrazioni indotte nel primo pannello non si trasmettano direttamente ai successivi per via solidama siano smorzate allrsquointerno dellrsquointercapedine trasformandosi in energia meccanica e calore Nelle condizioniideali tali tipologie costruttive permettono di realizzare un sistema massa-molla-massa di elevate prestazioni egraveperograve necessario che i collegamenti tra le parti non siano rigidi requisito questo che in genere non vienetotalmente rispettato data la presenza allrsquointerno dei pannelli di montanti traverse o elementi di fissaggiopuntuali Benchegrave le pareti multistrato leggere non godano di grande diffusione nel contesto dellrsquoedilizia italianane esistono molte tipologie e sono utilizzate massicciamente e con indubbi vantaggi in molti paesi

Fig 154Una parete pesante in laterizio a confrontocon una leggera a lastre di cartongesso sutelaio metallico

Fondamenti di acustica

121

Esiste un ultimo sistema per incrementare le prestazioni di una parete tradizionale e consiste nellrsquoapplicaresulla superficie di questa una controparete costituita da un pannello rigido ad esempio cartongesso conlrsquointerposizione di un supporto elastico Si determina cosigrave un sistema risonante a doppia parete che puograve produrreun incremento del potere fonoisolante ∆R anche sensibile Condizione fondamentale per lrsquoefficacia del sistema egraveche il collegamento tra le due strutture avvenga con il minor numero possibile di punti rigidi inoltre il materialedel supporto (generalmente lana di vetro) deve essere dotato di una ridotta rigiditagrave dinamica srsquo (espressa inMNm3 egrave il rapporto tra il modulo elastico e lo spessore srsquo=Ed) Ersquo un tipo di intervento particolarmente adattoa migliorare le prestazioni di divisori giagrave esistenti

Solai e pavimenti

Ai solai si chiede un contributo in termini di isolamento acustico sia nei confronti dei rumori aerei che diquelli impattivi Lrsquoisolamento dai rumori aerei non egrave generalmente un problema specie con lrsquoutilizzo di solai inlatero-cemento a blocchi e travetti in virtugrave della loro massa elevata piugrave critico risulta il comportamento neiconfronti del calpestio Il fonoisolamento dei rumori di calpestio puograve essere migliorato aumentando la massa e lospessore del solaio tuttavia lrsquoincremento di prestazioni che se ne ricava risulta modesto I sistemi adottati perridurre il livello Ln di una quota che convenzionalmente viene definita ∆L sono i seguenti

- pavimenti resilienti- controsoffitti- pavimenti galleggianti

I pavimenti resilienti consistono di un rivestimento di finitura applicato al solaio portante e dotato di un certogrado di elasticitagrave si tratta solitamente di rivestiementi tessili (moquettes) pavimenti in gomma e in materialeplastico di varia natura Si ottiene in questo modo un incremento dellrsquoisolamento ∆L crescente al crescere di f apartire da una frequenza di taglio che egrave funzione della rigiditagrave dinamica del materiale utilizzato anche in questocaso egrave necessario utilizzare materiali con bassi valori della rigiditagrave dinamica I controsoffitti applicati sullrsquointradosso del solaio sollecitato lavorano in maniera analoga ad una controparetee hanno lo svantaggio di agire solo sulla componente aerea del rumore senza limitare quella strutturale che sipuograve propagare lungo i percorsi di trasmissione laterali Lrsquoutilizzo di pavimenti resilienti e controsoffitti egrave ingenere fortemente vincolato dalla destinazione drsquouso dei locali e dalle specifiche esigenze degli utenti Lo strumento piugrave efficace per incrementare le prestazioni di un solaio egrave il ricorso al pavimento galleggianteesso consiste di un massetto galleggiante armato di 4-10 cm di spessore appoggiato su uno strato di materialeelastico dotato di ridotta rigiditagrave dinamica Lrsquoincremento di prestazioni ∆L cresce con la frequenza a partire dauna frequenza di taglio Gli accorgimenti da seguire nella sua realizzazione sono riportati qui di seguito

Fig 155Controparete in cartongesso suparete tradizionale in laterizio

Capitolo 1

122

- Mantenere una perfetta desolidarizzazione del massetto galleggiante dalla sottostante soletta evitando laformazione di punti di contatto rigidi egrave necessario garantire la perfetta continuitagrave del materiale resiliente inmodo che al momento del getto del massetto questo non entri in contatto con la soletta di base

- Evitare la formazione di ponti acustici tra il massetto con relativo rivestimento di finitura e le struttureverticali quali pareti pilastri soglie di porta e tubi attraversanti il solaio per far ciograve egrave necessario risvoltare ilmateriale resiliente lungo gli elementi verticali e rifilarlo al livello della pavimentazione finita invece chedel massetto anche il contatto tra il battiscopa e la superficie del pavimento deve essere evitatointerponendo una lama drsquoaria o una stricia di materiale elastico

- Utilizzare per lo strato elastico di desolidarizzazione un materiale resiliente con bassa rigiditagrave dinamica ingrado di mantenere tale valore anche sotto lrsquoazione prolungata del carico permanente costituito dal massettogalleggiante i materiali solitamente utilizzati sono feltri di fibre minerali polimeri e materiali compositi

- Pulire il piano di posa del materiale resiliente per evitare che questo si danneggi e che possa subireschiacciamenti localizzati con conseguente incremento della rigiditagrave dunamica

- Realizzare un massetto galleggiante armato di densitagrave e massa elevati compatibilmente con lrsquoaumento dispessore che ciograve comporta

- Interrompere il pavimento galleggiante al di sotto dei tramezzi- Inserire giunti di dilatazione nel massetto-pavimento se questo egrave di dimensioni elevate (oltre i 40 m2 e per

lati superiori a 8 m) nel caso siano presenti giunti sulla soletta di base far coincidere i giunti del massettocon questi

- Non annegare le tubazioni degli impianti nel massetto galleggiante ma sotto lo strato isolante

Lrsquoefficacia di un pavimento galleggiante dipende in gran parte dalla qualitagrave dellrsquoesecuzione e dal rispettoscrupoloso delle indicazioni sopra elencate diventa pertanto fondamentale lrsquoimpiego di maestranze qualificateper lrsquoesecuzione dellrsquoopera

Fig 156 ndash Pavimento galleggiante

Fondamenti di acustica

123

Serramenti

I serramenti costituiscono spesso il punto debole del sistema di controllo dei rumori aerei specie nel caso incui siano dotati di ampie superfici vetrate La frequenza critica delle lastre di vetro viene a trovarsi allrsquointernodella gamma di frequenze considerata in posizione spesso centrale ne segue una caduta di R per effetto dicoincidenza adottando vetri-camera vi egrave inoltre un fenomeno di risonanza con riduzione di isolamento intornoalla frequenza di risonanza massa-aria-massa La scelta dei vetri deve essere fatta in modo oculato privilegiandoelementi di massa elevata e stratificati ma per prestazioni migliori egrave necessario ricorrere ai doppi telai o afinestre fisse e sigillate

La prestazione del serramento dipende oltre che dallrsquoelemento trsparente dal tipo di telaio e dallapermeabilitagrave allrsquoaria Se la massa del telaio non egrave inferiore al 70 di quella della vetrata e se la sua superficienon egrave superiore al 25 di quella complessiva del serramento si puograve assimilarlo alla vetrata nella stima del poterefonoisolante altrimenti dovragrave essere valutato indipendentemente Per ottenere dal telaio il miglior isolamento sipuograve far riferimento alle stesse indicazioni date per la realizzazione di pannelli e pareti Va inoltre garantita latenuta dellrsquoaria applicando guarnizioni tra vetro e telaio mobile e tra questo e lrsquoinfisso in modo da eliminarepercorsi di trasmissione diretti per via aerea (vedi fig 152) Altro punto critico egrave la presenza di un cassonetto che generalmente comporta la presenza di passaggi direttidrsquoaria e fessure oltre che per lo scarso potere fonoisolante dei pannelli che lo compongono si puograve intervenireadottando un cassonetto silenziato il silenziamento consiste nel rivestire il vano interno con materialefonoassorbente e nellrsquoincrementare massa e isolamento dei pannelli

Fig 158Cassonetto silenziato

Fig 157Tipi di vetrate in ordine diefficacia crescentea) vetro monoliticob) vetro-camerac) vetro stratificatod) vetro-camera con una lastra

stratificatae) vetro-camera con due lastre

stratificate

Capitolo 1

124

16 Principali grandezze descrittive delle prestazioni degli edificie degli elementi di edificio

Esistono molte grandezze definite dalla normativa italiana ed internazionale per esprimere le prestazioniacustiche dei sistemi edilizi la loro conoscenza egrave fondamentale per uno studio dettagliato dei metodi di controllodel rumore e per la comprensione delle norme che trattano tali problemi Una prima distinzione egrave tra le grandezze che descrivono le prestazioni dellrsquoedificio (lrsquoisolamento acusticodegli ambienti) e quelle che si riferiscono al comportamento dei singoli elementi costitutivi del sistema(partizioni verticali e orizzontali serramenti ecc) Tutte le grandezze relative al fonoisolamento aereo valutano una differenza di livelli sonori tra un ambientedisturbante e uno disturbato lo stesso potere fonoisolante R precedentemente definito come

tWiW

10logR = dB (161)

in presenza di due locali con campi sonori sufficientemente diffusi e in assenza di trasmissione per vie diverse daquella diretta risulta

dB AS10logL-LR S

21 += (162)

doveL1 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente emittente in dBL2 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente ricevente in dBSS area dellrsquoelemento di separazione in m2A area di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2

Il termine 10log(SSA) garantisce la normalizzazione della misura rispetto allrsquoassorbimento acustico del localedisturbato in altri casi si adotta una normalizzazione rispetto al tempo di riverberazione in questo modo si rendeil risultato indipendente dalle particolaritagrave dellrsquoambiente in questione Analogo egrave il caso dellrsquoisolamento acustico normalizzato rispetto lrsquoassorbimento equivalente Dn

dB AA10logL-LD

021n minus= (163)

dove A0 egrave unrsquoarea di assorbimento equivalente di riferimento e il termine 10log(AA0) garantisce lanormalizzazione della misura

Tab 161 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaR Potere fonoisolante ISO 140-3 4Dnc Isolamento acustico normalizzato del controsoffitto ISO 140-9 3Dne Isolamento acustico normalizzato di un piccolo elemento ISO 140-10 1Dns Isolamento acustico normalizzato per trasmissione aerea

indiretta attraverso un sistema SNon disponibile

Fondamenti di acustica

125

Tab 162 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaRrsquo Potere fonoisolante apparente ISO 140-4 5Rrsquo45deg Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 3Rrsquotrs Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 4Dn Isolamento acustico normalizzato rispetto allrsquoassorbimento

equivalenteISO 140-4 3

DnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-4 4

Dls2mnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-5 7

Tutte le grandezze relative al fonoisolamento dei rumori impattivi si riferiscono invece ad una singola misuradi livello sonoro nellrsquoambiente disturbato a cui va aggiunto un termine per la normalizzazione rispettoallrsquoassorbimento acustico oppure rispetto al tempo di riverberazione del locale disturbato Ne egrave un esempio illivello di pressione sonora di calpestio normalizzato

dB AA10logLL

0in += (164)

doveLi egrave il livello di pressione sonora di calpestio nellrsquoambiente ricevente utilizzando un generatore il rumore

di calpestio normalizzato in conformitagrave alla EN ISO 140-7 in dBA egrave lrsquoarea di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2A0 area di assorbimento equivalente di riferimento pari a 10 m2

Tab 163 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico del rumore di calpestio

ISOLAMENTO ACUSTICO DEL RUMORE DI CALPESTIO

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLn Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-6 4

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLrsquon Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-7 2LrsquonT Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato rispetto

al tempo di riverberazioneISO 140-7 3

Per una descrizione particolareggiata di tutte le grandezze qui elencate si vedano i capitoli 3 5 6 e 7

Capitolo 1

126

Bibliografia

[10] Spagnolo Renato Manuale di acustica applicata Torino UTET 2002[11] Sacchi Alfredo Caglieris Giovanni Fisica Tecnica Torino UTET 1996[12] Barducci Italo Acustica applicata Milano Masson 1993[13] Resnick R Halliday D Krane K S Fisica Milano Ambrosiana 1967[14] Toni M Interventi materiali e strumenti per lrsquoisolamento acustico degli edifici Rimini Maggioli 1997[15] Elia G Geppetti G Progettazione acustica di edifici civili e industriali Roma NIS 1994[16] Harris C M Noise control in buildings New York McGraw Hill 1997[17] Brosio E Protezione dai rumori di calpestio prestazioni dei pavimenti e problemi di valutazione in

Rivista Italiana di Acustica Vol IV n11980[18] Semprini G La realizzazione e le prestazioni dei pavimenti galleggianti

in Rivista Italiana di Acustica Vol 28 n3-42004[19] UNI EN ISO 717-1 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento acustico per via aerea[110] UNI EN ISO 717-2 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento del rumore di calpestio[111] UNI EN ISO 140 1999 Misurazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

Capitolo 1

118

p0 pressione sonora di riferimento pari a 210-5 Nm2A0 area di assorbimento acustico equivalente pari a 10 m2ρp massa volumica del solaio (piastra) in kgm3

cL velocitagrave dellrsquoonda longitudinale nel materiale in msh spessore del solaio

Ne risulta uno spettro quasi costante in funzione della frequenza Una leggera pendenza con valori crescenti alcrescere della frequenza egrave dovuta alla dipendenza di alcuni fattori (σ e η) da f il livello sonoro decresce conlrsquoaumentare di η che egrave legato oltre che alla natura del materiale alle sue condizioni di vincolo il livello egrave tantopiugrave basso quanto piugrave rigido egrave il suo incastro alla struttura portante

15 Linee guida alla progettazione acustica

Al fine di conseguire i migliori risultati in termini di isolamento acustico dellrsquoedificio sia nel caso dei rumoriaerei che per quelli impattivi occorre intervenire su due diversi aspetti del problema

- i percorsi di trasmissione- le prestazioni degli elementi del sistema edilizio

Lrsquoisolamento acustico dei locali di un edificio non dipende esclusivamente dalle prestazioni acustiche offertedallrsquoelemento divisorio poicheacute in realtagrave esistono diversi possibili percorsi di trasmissione del rumore

- Percosi diretti per via aerea come fori o fessure in corrispondenza dellrsquoelemento di separazione ne sono uncaso tipico le fessure lungo il perimetro dei serramenti sia interni che esterni

- Percosi indiretti per via aerea quali condotti di areazione o per il passaggio di impianti corridoiintercapedini di controsoffitti o di pavimenti sopraelevati

- Percorsi diretti per via strutturale egrave il caso di un elemento di separazione tra due ambienti che messo invibrazione da una sollecitazione sonora o meccanica si comporta a sua volta come una nuova sorgentecapace di irradiare verso lrsquoaltro lato della partizione

- Percorsi indiretti per via strutturale in questo caso la struttura sollecitata puograve essere quella divisoria e levibrazioni si trasmettono da questa agli elementi laterali oppure sono sollecitate direttamente le strutturelaterali e le vibrazioni si propagano da queste allrsquoelemento di separzione o ad altri elementi laterali

Fig 151Percorsi di trasmissionevia aerea diretta (τe)via aerea indiretta (τs)via strutturale diretta (τd)via strutturale indiretta (τf)

Fondamenti di acustica

119

Occorre in primo luogo cercare di eliminare qualsiasi percorso diretto per via aerea dal momento che aperturedi dimensioni anche molto limitate possono compromettere pesantemente lrsquoisolamento dellrsquointero sistemaTipico egrave il caso delle fessure che si creano in corrispondenza della battuta tra telaio mobile e telaio fisso neiserramenti per cui egrave utile ricorrere a battute doppie o triple e allrsquouso di guarnizioni di tenuta Problemi analoghisi verificano anche in presenza di cassonetti per cui valgono gli stessi accorgimenti

Anche i percorsi indiretti per via aerea dovrebbero esser evitati se possibile ad esempio facendo sigrave che neilocali dotati di controsoffitti o pavimenti sopraelevati non si creino dei plenum capaci di mettere indirettamentein contatto ambienti diversi Nel caso di condotti di areazione e simili risulta evidentemente impossibilesopprimere gli stessi ma si puograve perograve intervenire rivestendo il loro interno con materiali assorbenti limitando inquesto modo la propagazione dei rumori al loro interno La trasmissione lungo i percorsi indiretti per via strutturale puograve essere limitata inserendo dei giunti didesolidarizzazione realizzati con strati di materiali elastici Ersquo da notare perograve che se da un lato questa soluzioneriduce la trasmissione laterale dallrsquoaltro fa si che le strutture siano vincolate meno rigidamente con unaconseguente riduzione dello smorzamento ne puograve quindi derivare un peggioramento delle prestazioni di pareti esolai (riduzione di R e aumento di Ln) peggioramento in genere abbastanza contenuto se non trascurabile

Resta ora da affrontare il problema della trasmissione del rumore secondo i percorsi diretti e strutturali in altreparole attraverso gli elementi di separazione tra i vari locali dellrsquoedificio o tra questi e lrsquoesterno Gli elementi inquestione sono costituiti a seconda dei casi da partizioni verticali e orizzontali quali pareti solai divisori divaria natura serramenti e coperture da ognuno di questi elementi si dovragrave ottenere la massima prestazionepossibile in termini di potere fonoisolante o livello di pressione sonora di calpestio normalizzato

Fig 152Esempi di soglie di porta inordine di efficacia da sinistraverso destra

Fig 153Desolidarizzazione di una parete interna perinterposizione di uno strato di feltrosullrsquoestradosso del solaio

Capitolo 1

120

Pareti

Per ottenere le migliori prestazioni in termini di potere fonoisolante R dalle pareti tradizionali in lateriziooccorre attenersi alle seguenti regole pratiche

- ricorrere a pareti con la piugrave elevata massa superficiale possibile- adottare la tipologia a cassa vuota ovvero una parete doppia con intercapedine- aumentare il piugrave possibile lo spessore dellrsquointercapedine- inserire nellrsquointercapedine un materiale fonoisolante con un elevato coefficiente di assorbimento acustico- utilizzare intonaci di elevata densitagrave e spessore non solo sulle superfici esterne della parete ma anche su

uno dei lati interni della parete a cassa vuota- sigillare accuratamente i giunti tra i mattoni- utilizzare mattoni di grande formato- non realizzare tracce per impianti direttamente affacciate sui due lati della struttura- ricorrere a stratigrafie asimmetriche nei muri a cassa vuota

Le indicazioni appena citate possono essere di grande utilitagrave ma la tipologia costruttiva in questione non sidimostra particolarmente idonea a conseguire elevati standard prestazionali specie se egrave presente lrsquoesigenza dilimitare costi dimensioni e pesi Molto piugrave performanti si dimostrano in genere le pareti leggere multistrato Mentre le pareti pesanti semplici o doppie consentono di contenere la trasmissione del rumore in virtugrave dellaloro massa quelle leggere multistrato si basano su un diverso principio quello di smorzare la trasmissione dellevibrazioni che si propagano da un elemento allrsquoaltro grazie a collegamenti elastici tra i vari strati Due o piugrave stratidi materiali rigidi tipicamente cartongesso o legno il piugrave possibile disaccoppiati dalle altre strutture sonoseparati da aria o materiali elastici con funzione fonoassorbente (fibra di vetro lana di roccia strati porosi ecc)in modo che le vibrazioni indotte nel primo pannello non si trasmettano direttamente ai successivi per via solidama siano smorzate allrsquointerno dellrsquointercapedine trasformandosi in energia meccanica e calore Nelle condizioniideali tali tipologie costruttive permettono di realizzare un sistema massa-molla-massa di elevate prestazioni egraveperograve necessario che i collegamenti tra le parti non siano rigidi requisito questo che in genere non vienetotalmente rispettato data la presenza allrsquointerno dei pannelli di montanti traverse o elementi di fissaggiopuntuali Benchegrave le pareti multistrato leggere non godano di grande diffusione nel contesto dellrsquoedilizia italianane esistono molte tipologie e sono utilizzate massicciamente e con indubbi vantaggi in molti paesi

Fig 154Una parete pesante in laterizio a confrontocon una leggera a lastre di cartongesso sutelaio metallico

Fondamenti di acustica

121

Esiste un ultimo sistema per incrementare le prestazioni di una parete tradizionale e consiste nellrsquoapplicaresulla superficie di questa una controparete costituita da un pannello rigido ad esempio cartongesso conlrsquointerposizione di un supporto elastico Si determina cosigrave un sistema risonante a doppia parete che puograve produrreun incremento del potere fonoisolante ∆R anche sensibile Condizione fondamentale per lrsquoefficacia del sistema egraveche il collegamento tra le due strutture avvenga con il minor numero possibile di punti rigidi inoltre il materialedel supporto (generalmente lana di vetro) deve essere dotato di una ridotta rigiditagrave dinamica srsquo (espressa inMNm3 egrave il rapporto tra il modulo elastico e lo spessore srsquo=Ed) Ersquo un tipo di intervento particolarmente adattoa migliorare le prestazioni di divisori giagrave esistenti

Solai e pavimenti

Ai solai si chiede un contributo in termini di isolamento acustico sia nei confronti dei rumori aerei che diquelli impattivi Lrsquoisolamento dai rumori aerei non egrave generalmente un problema specie con lrsquoutilizzo di solai inlatero-cemento a blocchi e travetti in virtugrave della loro massa elevata piugrave critico risulta il comportamento neiconfronti del calpestio Il fonoisolamento dei rumori di calpestio puograve essere migliorato aumentando la massa e lospessore del solaio tuttavia lrsquoincremento di prestazioni che se ne ricava risulta modesto I sistemi adottati perridurre il livello Ln di una quota che convenzionalmente viene definita ∆L sono i seguenti

- pavimenti resilienti- controsoffitti- pavimenti galleggianti

I pavimenti resilienti consistono di un rivestimento di finitura applicato al solaio portante e dotato di un certogrado di elasticitagrave si tratta solitamente di rivestiementi tessili (moquettes) pavimenti in gomma e in materialeplastico di varia natura Si ottiene in questo modo un incremento dellrsquoisolamento ∆L crescente al crescere di f apartire da una frequenza di taglio che egrave funzione della rigiditagrave dinamica del materiale utilizzato anche in questocaso egrave necessario utilizzare materiali con bassi valori della rigiditagrave dinamica I controsoffitti applicati sullrsquointradosso del solaio sollecitato lavorano in maniera analoga ad una controparetee hanno lo svantaggio di agire solo sulla componente aerea del rumore senza limitare quella strutturale che sipuograve propagare lungo i percorsi di trasmissione laterali Lrsquoutilizzo di pavimenti resilienti e controsoffitti egrave ingenere fortemente vincolato dalla destinazione drsquouso dei locali e dalle specifiche esigenze degli utenti Lo strumento piugrave efficace per incrementare le prestazioni di un solaio egrave il ricorso al pavimento galleggianteesso consiste di un massetto galleggiante armato di 4-10 cm di spessore appoggiato su uno strato di materialeelastico dotato di ridotta rigiditagrave dinamica Lrsquoincremento di prestazioni ∆L cresce con la frequenza a partire dauna frequenza di taglio Gli accorgimenti da seguire nella sua realizzazione sono riportati qui di seguito

Fig 155Controparete in cartongesso suparete tradizionale in laterizio

Capitolo 1

122

- Mantenere una perfetta desolidarizzazione del massetto galleggiante dalla sottostante soletta evitando laformazione di punti di contatto rigidi egrave necessario garantire la perfetta continuitagrave del materiale resiliente inmodo che al momento del getto del massetto questo non entri in contatto con la soletta di base

- Evitare la formazione di ponti acustici tra il massetto con relativo rivestimento di finitura e le struttureverticali quali pareti pilastri soglie di porta e tubi attraversanti il solaio per far ciograve egrave necessario risvoltare ilmateriale resiliente lungo gli elementi verticali e rifilarlo al livello della pavimentazione finita invece chedel massetto anche il contatto tra il battiscopa e la superficie del pavimento deve essere evitatointerponendo una lama drsquoaria o una stricia di materiale elastico

- Utilizzare per lo strato elastico di desolidarizzazione un materiale resiliente con bassa rigiditagrave dinamica ingrado di mantenere tale valore anche sotto lrsquoazione prolungata del carico permanente costituito dal massettogalleggiante i materiali solitamente utilizzati sono feltri di fibre minerali polimeri e materiali compositi

- Pulire il piano di posa del materiale resiliente per evitare che questo si danneggi e che possa subireschiacciamenti localizzati con conseguente incremento della rigiditagrave dunamica

- Realizzare un massetto galleggiante armato di densitagrave e massa elevati compatibilmente con lrsquoaumento dispessore che ciograve comporta

- Interrompere il pavimento galleggiante al di sotto dei tramezzi- Inserire giunti di dilatazione nel massetto-pavimento se questo egrave di dimensioni elevate (oltre i 40 m2 e per

lati superiori a 8 m) nel caso siano presenti giunti sulla soletta di base far coincidere i giunti del massettocon questi

- Non annegare le tubazioni degli impianti nel massetto galleggiante ma sotto lo strato isolante

Lrsquoefficacia di un pavimento galleggiante dipende in gran parte dalla qualitagrave dellrsquoesecuzione e dal rispettoscrupoloso delle indicazioni sopra elencate diventa pertanto fondamentale lrsquoimpiego di maestranze qualificateper lrsquoesecuzione dellrsquoopera

Fig 156 ndash Pavimento galleggiante

Fondamenti di acustica

123

Serramenti

I serramenti costituiscono spesso il punto debole del sistema di controllo dei rumori aerei specie nel caso incui siano dotati di ampie superfici vetrate La frequenza critica delle lastre di vetro viene a trovarsi allrsquointernodella gamma di frequenze considerata in posizione spesso centrale ne segue una caduta di R per effetto dicoincidenza adottando vetri-camera vi egrave inoltre un fenomeno di risonanza con riduzione di isolamento intornoalla frequenza di risonanza massa-aria-massa La scelta dei vetri deve essere fatta in modo oculato privilegiandoelementi di massa elevata e stratificati ma per prestazioni migliori egrave necessario ricorrere ai doppi telai o afinestre fisse e sigillate

La prestazione del serramento dipende oltre che dallrsquoelemento trsparente dal tipo di telaio e dallapermeabilitagrave allrsquoaria Se la massa del telaio non egrave inferiore al 70 di quella della vetrata e se la sua superficienon egrave superiore al 25 di quella complessiva del serramento si puograve assimilarlo alla vetrata nella stima del poterefonoisolante altrimenti dovragrave essere valutato indipendentemente Per ottenere dal telaio il miglior isolamento sipuograve far riferimento alle stesse indicazioni date per la realizzazione di pannelli e pareti Va inoltre garantita latenuta dellrsquoaria applicando guarnizioni tra vetro e telaio mobile e tra questo e lrsquoinfisso in modo da eliminarepercorsi di trasmissione diretti per via aerea (vedi fig 152) Altro punto critico egrave la presenza di un cassonetto che generalmente comporta la presenza di passaggi direttidrsquoaria e fessure oltre che per lo scarso potere fonoisolante dei pannelli che lo compongono si puograve intervenireadottando un cassonetto silenziato il silenziamento consiste nel rivestire il vano interno con materialefonoassorbente e nellrsquoincrementare massa e isolamento dei pannelli

Fig 158Cassonetto silenziato

Fig 157Tipi di vetrate in ordine diefficacia crescentea) vetro monoliticob) vetro-camerac) vetro stratificatod) vetro-camera con una lastra

stratificatae) vetro-camera con due lastre

stratificate

Capitolo 1

124

16 Principali grandezze descrittive delle prestazioni degli edificie degli elementi di edificio

Esistono molte grandezze definite dalla normativa italiana ed internazionale per esprimere le prestazioniacustiche dei sistemi edilizi la loro conoscenza egrave fondamentale per uno studio dettagliato dei metodi di controllodel rumore e per la comprensione delle norme che trattano tali problemi Una prima distinzione egrave tra le grandezze che descrivono le prestazioni dellrsquoedificio (lrsquoisolamento acusticodegli ambienti) e quelle che si riferiscono al comportamento dei singoli elementi costitutivi del sistema(partizioni verticali e orizzontali serramenti ecc) Tutte le grandezze relative al fonoisolamento aereo valutano una differenza di livelli sonori tra un ambientedisturbante e uno disturbato lo stesso potere fonoisolante R precedentemente definito come

tWiW

10logR = dB (161)

in presenza di due locali con campi sonori sufficientemente diffusi e in assenza di trasmissione per vie diverse daquella diretta risulta

dB AS10logL-LR S

21 += (162)

doveL1 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente emittente in dBL2 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente ricevente in dBSS area dellrsquoelemento di separazione in m2A area di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2

Il termine 10log(SSA) garantisce la normalizzazione della misura rispetto allrsquoassorbimento acustico del localedisturbato in altri casi si adotta una normalizzazione rispetto al tempo di riverberazione in questo modo si rendeil risultato indipendente dalle particolaritagrave dellrsquoambiente in questione Analogo egrave il caso dellrsquoisolamento acustico normalizzato rispetto lrsquoassorbimento equivalente Dn

dB AA10logL-LD

021n minus= (163)

dove A0 egrave unrsquoarea di assorbimento equivalente di riferimento e il termine 10log(AA0) garantisce lanormalizzazione della misura

Tab 161 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaR Potere fonoisolante ISO 140-3 4Dnc Isolamento acustico normalizzato del controsoffitto ISO 140-9 3Dne Isolamento acustico normalizzato di un piccolo elemento ISO 140-10 1Dns Isolamento acustico normalizzato per trasmissione aerea

indiretta attraverso un sistema SNon disponibile

Fondamenti di acustica

125

Tab 162 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaRrsquo Potere fonoisolante apparente ISO 140-4 5Rrsquo45deg Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 3Rrsquotrs Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 4Dn Isolamento acustico normalizzato rispetto allrsquoassorbimento

equivalenteISO 140-4 3

DnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-4 4

Dls2mnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-5 7

Tutte le grandezze relative al fonoisolamento dei rumori impattivi si riferiscono invece ad una singola misuradi livello sonoro nellrsquoambiente disturbato a cui va aggiunto un termine per la normalizzazione rispettoallrsquoassorbimento acustico oppure rispetto al tempo di riverberazione del locale disturbato Ne egrave un esempio illivello di pressione sonora di calpestio normalizzato

dB AA10logLL

0in += (164)

doveLi egrave il livello di pressione sonora di calpestio nellrsquoambiente ricevente utilizzando un generatore il rumore

di calpestio normalizzato in conformitagrave alla EN ISO 140-7 in dBA egrave lrsquoarea di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2A0 area di assorbimento equivalente di riferimento pari a 10 m2

Tab 163 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico del rumore di calpestio

ISOLAMENTO ACUSTICO DEL RUMORE DI CALPESTIO

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLn Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-6 4

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLrsquon Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-7 2LrsquonT Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato rispetto

al tempo di riverberazioneISO 140-7 3

Per una descrizione particolareggiata di tutte le grandezze qui elencate si vedano i capitoli 3 5 6 e 7

Capitolo 1

126

Bibliografia

[10] Spagnolo Renato Manuale di acustica applicata Torino UTET 2002[11] Sacchi Alfredo Caglieris Giovanni Fisica Tecnica Torino UTET 1996[12] Barducci Italo Acustica applicata Milano Masson 1993[13] Resnick R Halliday D Krane K S Fisica Milano Ambrosiana 1967[14] Toni M Interventi materiali e strumenti per lrsquoisolamento acustico degli edifici Rimini Maggioli 1997[15] Elia G Geppetti G Progettazione acustica di edifici civili e industriali Roma NIS 1994[16] Harris C M Noise control in buildings New York McGraw Hill 1997[17] Brosio E Protezione dai rumori di calpestio prestazioni dei pavimenti e problemi di valutazione in

Rivista Italiana di Acustica Vol IV n11980[18] Semprini G La realizzazione e le prestazioni dei pavimenti galleggianti

in Rivista Italiana di Acustica Vol 28 n3-42004[19] UNI EN ISO 717-1 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento acustico per via aerea[110] UNI EN ISO 717-2 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento del rumore di calpestio[111] UNI EN ISO 140 1999 Misurazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

Fondamenti di acustica

119

Occorre in primo luogo cercare di eliminare qualsiasi percorso diretto per via aerea dal momento che aperturedi dimensioni anche molto limitate possono compromettere pesantemente lrsquoisolamento dellrsquointero sistemaTipico egrave il caso delle fessure che si creano in corrispondenza della battuta tra telaio mobile e telaio fisso neiserramenti per cui egrave utile ricorrere a battute doppie o triple e allrsquouso di guarnizioni di tenuta Problemi analoghisi verificano anche in presenza di cassonetti per cui valgono gli stessi accorgimenti

Anche i percorsi indiretti per via aerea dovrebbero esser evitati se possibile ad esempio facendo sigrave che neilocali dotati di controsoffitti o pavimenti sopraelevati non si creino dei plenum capaci di mettere indirettamentein contatto ambienti diversi Nel caso di condotti di areazione e simili risulta evidentemente impossibilesopprimere gli stessi ma si puograve perograve intervenire rivestendo il loro interno con materiali assorbenti limitando inquesto modo la propagazione dei rumori al loro interno La trasmissione lungo i percorsi indiretti per via strutturale puograve essere limitata inserendo dei giunti didesolidarizzazione realizzati con strati di materiali elastici Ersquo da notare perograve che se da un lato questa soluzioneriduce la trasmissione laterale dallrsquoaltro fa si che le strutture siano vincolate meno rigidamente con unaconseguente riduzione dello smorzamento ne puograve quindi derivare un peggioramento delle prestazioni di pareti esolai (riduzione di R e aumento di Ln) peggioramento in genere abbastanza contenuto se non trascurabile

Resta ora da affrontare il problema della trasmissione del rumore secondo i percorsi diretti e strutturali in altreparole attraverso gli elementi di separazione tra i vari locali dellrsquoedificio o tra questi e lrsquoesterno Gli elementi inquestione sono costituiti a seconda dei casi da partizioni verticali e orizzontali quali pareti solai divisori divaria natura serramenti e coperture da ognuno di questi elementi si dovragrave ottenere la massima prestazionepossibile in termini di potere fonoisolante o livello di pressione sonora di calpestio normalizzato

Fig 152Esempi di soglie di porta inordine di efficacia da sinistraverso destra

Fig 153Desolidarizzazione di una parete interna perinterposizione di uno strato di feltrosullrsquoestradosso del solaio

Capitolo 1

120

Pareti

Per ottenere le migliori prestazioni in termini di potere fonoisolante R dalle pareti tradizionali in lateriziooccorre attenersi alle seguenti regole pratiche

- ricorrere a pareti con la piugrave elevata massa superficiale possibile- adottare la tipologia a cassa vuota ovvero una parete doppia con intercapedine- aumentare il piugrave possibile lo spessore dellrsquointercapedine- inserire nellrsquointercapedine un materiale fonoisolante con un elevato coefficiente di assorbimento acustico- utilizzare intonaci di elevata densitagrave e spessore non solo sulle superfici esterne della parete ma anche su

uno dei lati interni della parete a cassa vuota- sigillare accuratamente i giunti tra i mattoni- utilizzare mattoni di grande formato- non realizzare tracce per impianti direttamente affacciate sui due lati della struttura- ricorrere a stratigrafie asimmetriche nei muri a cassa vuota

Le indicazioni appena citate possono essere di grande utilitagrave ma la tipologia costruttiva in questione non sidimostra particolarmente idonea a conseguire elevati standard prestazionali specie se egrave presente lrsquoesigenza dilimitare costi dimensioni e pesi Molto piugrave performanti si dimostrano in genere le pareti leggere multistrato Mentre le pareti pesanti semplici o doppie consentono di contenere la trasmissione del rumore in virtugrave dellaloro massa quelle leggere multistrato si basano su un diverso principio quello di smorzare la trasmissione dellevibrazioni che si propagano da un elemento allrsquoaltro grazie a collegamenti elastici tra i vari strati Due o piugrave stratidi materiali rigidi tipicamente cartongesso o legno il piugrave possibile disaccoppiati dalle altre strutture sonoseparati da aria o materiali elastici con funzione fonoassorbente (fibra di vetro lana di roccia strati porosi ecc)in modo che le vibrazioni indotte nel primo pannello non si trasmettano direttamente ai successivi per via solidama siano smorzate allrsquointerno dellrsquointercapedine trasformandosi in energia meccanica e calore Nelle condizioniideali tali tipologie costruttive permettono di realizzare un sistema massa-molla-massa di elevate prestazioni egraveperograve necessario che i collegamenti tra le parti non siano rigidi requisito questo che in genere non vienetotalmente rispettato data la presenza allrsquointerno dei pannelli di montanti traverse o elementi di fissaggiopuntuali Benchegrave le pareti multistrato leggere non godano di grande diffusione nel contesto dellrsquoedilizia italianane esistono molte tipologie e sono utilizzate massicciamente e con indubbi vantaggi in molti paesi

Fig 154Una parete pesante in laterizio a confrontocon una leggera a lastre di cartongesso sutelaio metallico

Fondamenti di acustica

121

Esiste un ultimo sistema per incrementare le prestazioni di una parete tradizionale e consiste nellrsquoapplicaresulla superficie di questa una controparete costituita da un pannello rigido ad esempio cartongesso conlrsquointerposizione di un supporto elastico Si determina cosigrave un sistema risonante a doppia parete che puograve produrreun incremento del potere fonoisolante ∆R anche sensibile Condizione fondamentale per lrsquoefficacia del sistema egraveche il collegamento tra le due strutture avvenga con il minor numero possibile di punti rigidi inoltre il materialedel supporto (generalmente lana di vetro) deve essere dotato di una ridotta rigiditagrave dinamica srsquo (espressa inMNm3 egrave il rapporto tra il modulo elastico e lo spessore srsquo=Ed) Ersquo un tipo di intervento particolarmente adattoa migliorare le prestazioni di divisori giagrave esistenti

Solai e pavimenti

Ai solai si chiede un contributo in termini di isolamento acustico sia nei confronti dei rumori aerei che diquelli impattivi Lrsquoisolamento dai rumori aerei non egrave generalmente un problema specie con lrsquoutilizzo di solai inlatero-cemento a blocchi e travetti in virtugrave della loro massa elevata piugrave critico risulta il comportamento neiconfronti del calpestio Il fonoisolamento dei rumori di calpestio puograve essere migliorato aumentando la massa e lospessore del solaio tuttavia lrsquoincremento di prestazioni che se ne ricava risulta modesto I sistemi adottati perridurre il livello Ln di una quota che convenzionalmente viene definita ∆L sono i seguenti

- pavimenti resilienti- controsoffitti- pavimenti galleggianti

I pavimenti resilienti consistono di un rivestimento di finitura applicato al solaio portante e dotato di un certogrado di elasticitagrave si tratta solitamente di rivestiementi tessili (moquettes) pavimenti in gomma e in materialeplastico di varia natura Si ottiene in questo modo un incremento dellrsquoisolamento ∆L crescente al crescere di f apartire da una frequenza di taglio che egrave funzione della rigiditagrave dinamica del materiale utilizzato anche in questocaso egrave necessario utilizzare materiali con bassi valori della rigiditagrave dinamica I controsoffitti applicati sullrsquointradosso del solaio sollecitato lavorano in maniera analoga ad una controparetee hanno lo svantaggio di agire solo sulla componente aerea del rumore senza limitare quella strutturale che sipuograve propagare lungo i percorsi di trasmissione laterali Lrsquoutilizzo di pavimenti resilienti e controsoffitti egrave ingenere fortemente vincolato dalla destinazione drsquouso dei locali e dalle specifiche esigenze degli utenti Lo strumento piugrave efficace per incrementare le prestazioni di un solaio egrave il ricorso al pavimento galleggianteesso consiste di un massetto galleggiante armato di 4-10 cm di spessore appoggiato su uno strato di materialeelastico dotato di ridotta rigiditagrave dinamica Lrsquoincremento di prestazioni ∆L cresce con la frequenza a partire dauna frequenza di taglio Gli accorgimenti da seguire nella sua realizzazione sono riportati qui di seguito

Fig 155Controparete in cartongesso suparete tradizionale in laterizio

Capitolo 1

122

- Mantenere una perfetta desolidarizzazione del massetto galleggiante dalla sottostante soletta evitando laformazione di punti di contatto rigidi egrave necessario garantire la perfetta continuitagrave del materiale resiliente inmodo che al momento del getto del massetto questo non entri in contatto con la soletta di base

- Evitare la formazione di ponti acustici tra il massetto con relativo rivestimento di finitura e le struttureverticali quali pareti pilastri soglie di porta e tubi attraversanti il solaio per far ciograve egrave necessario risvoltare ilmateriale resiliente lungo gli elementi verticali e rifilarlo al livello della pavimentazione finita invece chedel massetto anche il contatto tra il battiscopa e la superficie del pavimento deve essere evitatointerponendo una lama drsquoaria o una stricia di materiale elastico

- Utilizzare per lo strato elastico di desolidarizzazione un materiale resiliente con bassa rigiditagrave dinamica ingrado di mantenere tale valore anche sotto lrsquoazione prolungata del carico permanente costituito dal massettogalleggiante i materiali solitamente utilizzati sono feltri di fibre minerali polimeri e materiali compositi

- Pulire il piano di posa del materiale resiliente per evitare che questo si danneggi e che possa subireschiacciamenti localizzati con conseguente incremento della rigiditagrave dunamica

- Realizzare un massetto galleggiante armato di densitagrave e massa elevati compatibilmente con lrsquoaumento dispessore che ciograve comporta

- Interrompere il pavimento galleggiante al di sotto dei tramezzi- Inserire giunti di dilatazione nel massetto-pavimento se questo egrave di dimensioni elevate (oltre i 40 m2 e per

lati superiori a 8 m) nel caso siano presenti giunti sulla soletta di base far coincidere i giunti del massettocon questi

- Non annegare le tubazioni degli impianti nel massetto galleggiante ma sotto lo strato isolante

Lrsquoefficacia di un pavimento galleggiante dipende in gran parte dalla qualitagrave dellrsquoesecuzione e dal rispettoscrupoloso delle indicazioni sopra elencate diventa pertanto fondamentale lrsquoimpiego di maestranze qualificateper lrsquoesecuzione dellrsquoopera

Fig 156 ndash Pavimento galleggiante

Fondamenti di acustica

123

Serramenti

I serramenti costituiscono spesso il punto debole del sistema di controllo dei rumori aerei specie nel caso incui siano dotati di ampie superfici vetrate La frequenza critica delle lastre di vetro viene a trovarsi allrsquointernodella gamma di frequenze considerata in posizione spesso centrale ne segue una caduta di R per effetto dicoincidenza adottando vetri-camera vi egrave inoltre un fenomeno di risonanza con riduzione di isolamento intornoalla frequenza di risonanza massa-aria-massa La scelta dei vetri deve essere fatta in modo oculato privilegiandoelementi di massa elevata e stratificati ma per prestazioni migliori egrave necessario ricorrere ai doppi telai o afinestre fisse e sigillate

La prestazione del serramento dipende oltre che dallrsquoelemento trsparente dal tipo di telaio e dallapermeabilitagrave allrsquoaria Se la massa del telaio non egrave inferiore al 70 di quella della vetrata e se la sua superficienon egrave superiore al 25 di quella complessiva del serramento si puograve assimilarlo alla vetrata nella stima del poterefonoisolante altrimenti dovragrave essere valutato indipendentemente Per ottenere dal telaio il miglior isolamento sipuograve far riferimento alle stesse indicazioni date per la realizzazione di pannelli e pareti Va inoltre garantita latenuta dellrsquoaria applicando guarnizioni tra vetro e telaio mobile e tra questo e lrsquoinfisso in modo da eliminarepercorsi di trasmissione diretti per via aerea (vedi fig 152) Altro punto critico egrave la presenza di un cassonetto che generalmente comporta la presenza di passaggi direttidrsquoaria e fessure oltre che per lo scarso potere fonoisolante dei pannelli che lo compongono si puograve intervenireadottando un cassonetto silenziato il silenziamento consiste nel rivestire il vano interno con materialefonoassorbente e nellrsquoincrementare massa e isolamento dei pannelli

Fig 158Cassonetto silenziato

Fig 157Tipi di vetrate in ordine diefficacia crescentea) vetro monoliticob) vetro-camerac) vetro stratificatod) vetro-camera con una lastra

stratificatae) vetro-camera con due lastre

stratificate

Capitolo 1

124

16 Principali grandezze descrittive delle prestazioni degli edificie degli elementi di edificio

Esistono molte grandezze definite dalla normativa italiana ed internazionale per esprimere le prestazioniacustiche dei sistemi edilizi la loro conoscenza egrave fondamentale per uno studio dettagliato dei metodi di controllodel rumore e per la comprensione delle norme che trattano tali problemi Una prima distinzione egrave tra le grandezze che descrivono le prestazioni dellrsquoedificio (lrsquoisolamento acusticodegli ambienti) e quelle che si riferiscono al comportamento dei singoli elementi costitutivi del sistema(partizioni verticali e orizzontali serramenti ecc) Tutte le grandezze relative al fonoisolamento aereo valutano una differenza di livelli sonori tra un ambientedisturbante e uno disturbato lo stesso potere fonoisolante R precedentemente definito come

tWiW

10logR = dB (161)

in presenza di due locali con campi sonori sufficientemente diffusi e in assenza di trasmissione per vie diverse daquella diretta risulta

dB AS10logL-LR S

21 += (162)

doveL1 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente emittente in dBL2 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente ricevente in dBSS area dellrsquoelemento di separazione in m2A area di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2

Il termine 10log(SSA) garantisce la normalizzazione della misura rispetto allrsquoassorbimento acustico del localedisturbato in altri casi si adotta una normalizzazione rispetto al tempo di riverberazione in questo modo si rendeil risultato indipendente dalle particolaritagrave dellrsquoambiente in questione Analogo egrave il caso dellrsquoisolamento acustico normalizzato rispetto lrsquoassorbimento equivalente Dn

dB AA10logL-LD

021n minus= (163)

dove A0 egrave unrsquoarea di assorbimento equivalente di riferimento e il termine 10log(AA0) garantisce lanormalizzazione della misura

Tab 161 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaR Potere fonoisolante ISO 140-3 4Dnc Isolamento acustico normalizzato del controsoffitto ISO 140-9 3Dne Isolamento acustico normalizzato di un piccolo elemento ISO 140-10 1Dns Isolamento acustico normalizzato per trasmissione aerea

indiretta attraverso un sistema SNon disponibile

Fondamenti di acustica

125

Tab 162 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaRrsquo Potere fonoisolante apparente ISO 140-4 5Rrsquo45deg Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 3Rrsquotrs Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 4Dn Isolamento acustico normalizzato rispetto allrsquoassorbimento

equivalenteISO 140-4 3

DnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-4 4

Dls2mnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-5 7

Tutte le grandezze relative al fonoisolamento dei rumori impattivi si riferiscono invece ad una singola misuradi livello sonoro nellrsquoambiente disturbato a cui va aggiunto un termine per la normalizzazione rispettoallrsquoassorbimento acustico oppure rispetto al tempo di riverberazione del locale disturbato Ne egrave un esempio illivello di pressione sonora di calpestio normalizzato

dB AA10logLL

0in += (164)

doveLi egrave il livello di pressione sonora di calpestio nellrsquoambiente ricevente utilizzando un generatore il rumore

di calpestio normalizzato in conformitagrave alla EN ISO 140-7 in dBA egrave lrsquoarea di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2A0 area di assorbimento equivalente di riferimento pari a 10 m2

Tab 163 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico del rumore di calpestio

ISOLAMENTO ACUSTICO DEL RUMORE DI CALPESTIO

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLn Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-6 4

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLrsquon Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-7 2LrsquonT Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato rispetto

al tempo di riverberazioneISO 140-7 3

Per una descrizione particolareggiata di tutte le grandezze qui elencate si vedano i capitoli 3 5 6 e 7

Capitolo 1

126

Bibliografia

[10] Spagnolo Renato Manuale di acustica applicata Torino UTET 2002[11] Sacchi Alfredo Caglieris Giovanni Fisica Tecnica Torino UTET 1996[12] Barducci Italo Acustica applicata Milano Masson 1993[13] Resnick R Halliday D Krane K S Fisica Milano Ambrosiana 1967[14] Toni M Interventi materiali e strumenti per lrsquoisolamento acustico degli edifici Rimini Maggioli 1997[15] Elia G Geppetti G Progettazione acustica di edifici civili e industriali Roma NIS 1994[16] Harris C M Noise control in buildings New York McGraw Hill 1997[17] Brosio E Protezione dai rumori di calpestio prestazioni dei pavimenti e problemi di valutazione in

Rivista Italiana di Acustica Vol IV n11980[18] Semprini G La realizzazione e le prestazioni dei pavimenti galleggianti

in Rivista Italiana di Acustica Vol 28 n3-42004[19] UNI EN ISO 717-1 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento acustico per via aerea[110] UNI EN ISO 717-2 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento del rumore di calpestio[111] UNI EN ISO 140 1999 Misurazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

Capitolo 1

120

Pareti

Per ottenere le migliori prestazioni in termini di potere fonoisolante R dalle pareti tradizionali in lateriziooccorre attenersi alle seguenti regole pratiche

- ricorrere a pareti con la piugrave elevata massa superficiale possibile- adottare la tipologia a cassa vuota ovvero una parete doppia con intercapedine- aumentare il piugrave possibile lo spessore dellrsquointercapedine- inserire nellrsquointercapedine un materiale fonoisolante con un elevato coefficiente di assorbimento acustico- utilizzare intonaci di elevata densitagrave e spessore non solo sulle superfici esterne della parete ma anche su

uno dei lati interni della parete a cassa vuota- sigillare accuratamente i giunti tra i mattoni- utilizzare mattoni di grande formato- non realizzare tracce per impianti direttamente affacciate sui due lati della struttura- ricorrere a stratigrafie asimmetriche nei muri a cassa vuota

Le indicazioni appena citate possono essere di grande utilitagrave ma la tipologia costruttiva in questione non sidimostra particolarmente idonea a conseguire elevati standard prestazionali specie se egrave presente lrsquoesigenza dilimitare costi dimensioni e pesi Molto piugrave performanti si dimostrano in genere le pareti leggere multistrato Mentre le pareti pesanti semplici o doppie consentono di contenere la trasmissione del rumore in virtugrave dellaloro massa quelle leggere multistrato si basano su un diverso principio quello di smorzare la trasmissione dellevibrazioni che si propagano da un elemento allrsquoaltro grazie a collegamenti elastici tra i vari strati Due o piugrave stratidi materiali rigidi tipicamente cartongesso o legno il piugrave possibile disaccoppiati dalle altre strutture sonoseparati da aria o materiali elastici con funzione fonoassorbente (fibra di vetro lana di roccia strati porosi ecc)in modo che le vibrazioni indotte nel primo pannello non si trasmettano direttamente ai successivi per via solidama siano smorzate allrsquointerno dellrsquointercapedine trasformandosi in energia meccanica e calore Nelle condizioniideali tali tipologie costruttive permettono di realizzare un sistema massa-molla-massa di elevate prestazioni egraveperograve necessario che i collegamenti tra le parti non siano rigidi requisito questo che in genere non vienetotalmente rispettato data la presenza allrsquointerno dei pannelli di montanti traverse o elementi di fissaggiopuntuali Benchegrave le pareti multistrato leggere non godano di grande diffusione nel contesto dellrsquoedilizia italianane esistono molte tipologie e sono utilizzate massicciamente e con indubbi vantaggi in molti paesi

Fig 154Una parete pesante in laterizio a confrontocon una leggera a lastre di cartongesso sutelaio metallico

Fondamenti di acustica

121

Esiste un ultimo sistema per incrementare le prestazioni di una parete tradizionale e consiste nellrsquoapplicaresulla superficie di questa una controparete costituita da un pannello rigido ad esempio cartongesso conlrsquointerposizione di un supporto elastico Si determina cosigrave un sistema risonante a doppia parete che puograve produrreun incremento del potere fonoisolante ∆R anche sensibile Condizione fondamentale per lrsquoefficacia del sistema egraveche il collegamento tra le due strutture avvenga con il minor numero possibile di punti rigidi inoltre il materialedel supporto (generalmente lana di vetro) deve essere dotato di una ridotta rigiditagrave dinamica srsquo (espressa inMNm3 egrave il rapporto tra il modulo elastico e lo spessore srsquo=Ed) Ersquo un tipo di intervento particolarmente adattoa migliorare le prestazioni di divisori giagrave esistenti

Solai e pavimenti

Ai solai si chiede un contributo in termini di isolamento acustico sia nei confronti dei rumori aerei che diquelli impattivi Lrsquoisolamento dai rumori aerei non egrave generalmente un problema specie con lrsquoutilizzo di solai inlatero-cemento a blocchi e travetti in virtugrave della loro massa elevata piugrave critico risulta il comportamento neiconfronti del calpestio Il fonoisolamento dei rumori di calpestio puograve essere migliorato aumentando la massa e lospessore del solaio tuttavia lrsquoincremento di prestazioni che se ne ricava risulta modesto I sistemi adottati perridurre il livello Ln di una quota che convenzionalmente viene definita ∆L sono i seguenti

- pavimenti resilienti- controsoffitti- pavimenti galleggianti

I pavimenti resilienti consistono di un rivestimento di finitura applicato al solaio portante e dotato di un certogrado di elasticitagrave si tratta solitamente di rivestiementi tessili (moquettes) pavimenti in gomma e in materialeplastico di varia natura Si ottiene in questo modo un incremento dellrsquoisolamento ∆L crescente al crescere di f apartire da una frequenza di taglio che egrave funzione della rigiditagrave dinamica del materiale utilizzato anche in questocaso egrave necessario utilizzare materiali con bassi valori della rigiditagrave dinamica I controsoffitti applicati sullrsquointradosso del solaio sollecitato lavorano in maniera analoga ad una controparetee hanno lo svantaggio di agire solo sulla componente aerea del rumore senza limitare quella strutturale che sipuograve propagare lungo i percorsi di trasmissione laterali Lrsquoutilizzo di pavimenti resilienti e controsoffitti egrave ingenere fortemente vincolato dalla destinazione drsquouso dei locali e dalle specifiche esigenze degli utenti Lo strumento piugrave efficace per incrementare le prestazioni di un solaio egrave il ricorso al pavimento galleggianteesso consiste di un massetto galleggiante armato di 4-10 cm di spessore appoggiato su uno strato di materialeelastico dotato di ridotta rigiditagrave dinamica Lrsquoincremento di prestazioni ∆L cresce con la frequenza a partire dauna frequenza di taglio Gli accorgimenti da seguire nella sua realizzazione sono riportati qui di seguito

Fig 155Controparete in cartongesso suparete tradizionale in laterizio

Capitolo 1

122

- Mantenere una perfetta desolidarizzazione del massetto galleggiante dalla sottostante soletta evitando laformazione di punti di contatto rigidi egrave necessario garantire la perfetta continuitagrave del materiale resiliente inmodo che al momento del getto del massetto questo non entri in contatto con la soletta di base

- Evitare la formazione di ponti acustici tra il massetto con relativo rivestimento di finitura e le struttureverticali quali pareti pilastri soglie di porta e tubi attraversanti il solaio per far ciograve egrave necessario risvoltare ilmateriale resiliente lungo gli elementi verticali e rifilarlo al livello della pavimentazione finita invece chedel massetto anche il contatto tra il battiscopa e la superficie del pavimento deve essere evitatointerponendo una lama drsquoaria o una stricia di materiale elastico

- Utilizzare per lo strato elastico di desolidarizzazione un materiale resiliente con bassa rigiditagrave dinamica ingrado di mantenere tale valore anche sotto lrsquoazione prolungata del carico permanente costituito dal massettogalleggiante i materiali solitamente utilizzati sono feltri di fibre minerali polimeri e materiali compositi

- Pulire il piano di posa del materiale resiliente per evitare che questo si danneggi e che possa subireschiacciamenti localizzati con conseguente incremento della rigiditagrave dunamica

- Realizzare un massetto galleggiante armato di densitagrave e massa elevati compatibilmente con lrsquoaumento dispessore che ciograve comporta

- Interrompere il pavimento galleggiante al di sotto dei tramezzi- Inserire giunti di dilatazione nel massetto-pavimento se questo egrave di dimensioni elevate (oltre i 40 m2 e per

lati superiori a 8 m) nel caso siano presenti giunti sulla soletta di base far coincidere i giunti del massettocon questi

- Non annegare le tubazioni degli impianti nel massetto galleggiante ma sotto lo strato isolante

Lrsquoefficacia di un pavimento galleggiante dipende in gran parte dalla qualitagrave dellrsquoesecuzione e dal rispettoscrupoloso delle indicazioni sopra elencate diventa pertanto fondamentale lrsquoimpiego di maestranze qualificateper lrsquoesecuzione dellrsquoopera

Fig 156 ndash Pavimento galleggiante

Fondamenti di acustica

123

Serramenti

I serramenti costituiscono spesso il punto debole del sistema di controllo dei rumori aerei specie nel caso incui siano dotati di ampie superfici vetrate La frequenza critica delle lastre di vetro viene a trovarsi allrsquointernodella gamma di frequenze considerata in posizione spesso centrale ne segue una caduta di R per effetto dicoincidenza adottando vetri-camera vi egrave inoltre un fenomeno di risonanza con riduzione di isolamento intornoalla frequenza di risonanza massa-aria-massa La scelta dei vetri deve essere fatta in modo oculato privilegiandoelementi di massa elevata e stratificati ma per prestazioni migliori egrave necessario ricorrere ai doppi telai o afinestre fisse e sigillate

La prestazione del serramento dipende oltre che dallrsquoelemento trsparente dal tipo di telaio e dallapermeabilitagrave allrsquoaria Se la massa del telaio non egrave inferiore al 70 di quella della vetrata e se la sua superficienon egrave superiore al 25 di quella complessiva del serramento si puograve assimilarlo alla vetrata nella stima del poterefonoisolante altrimenti dovragrave essere valutato indipendentemente Per ottenere dal telaio il miglior isolamento sipuograve far riferimento alle stesse indicazioni date per la realizzazione di pannelli e pareti Va inoltre garantita latenuta dellrsquoaria applicando guarnizioni tra vetro e telaio mobile e tra questo e lrsquoinfisso in modo da eliminarepercorsi di trasmissione diretti per via aerea (vedi fig 152) Altro punto critico egrave la presenza di un cassonetto che generalmente comporta la presenza di passaggi direttidrsquoaria e fessure oltre che per lo scarso potere fonoisolante dei pannelli che lo compongono si puograve intervenireadottando un cassonetto silenziato il silenziamento consiste nel rivestire il vano interno con materialefonoassorbente e nellrsquoincrementare massa e isolamento dei pannelli

Fig 158Cassonetto silenziato

Fig 157Tipi di vetrate in ordine diefficacia crescentea) vetro monoliticob) vetro-camerac) vetro stratificatod) vetro-camera con una lastra

stratificatae) vetro-camera con due lastre

stratificate

Capitolo 1

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16 Principali grandezze descrittive delle prestazioni degli edificie degli elementi di edificio

Esistono molte grandezze definite dalla normativa italiana ed internazionale per esprimere le prestazioniacustiche dei sistemi edilizi la loro conoscenza egrave fondamentale per uno studio dettagliato dei metodi di controllodel rumore e per la comprensione delle norme che trattano tali problemi Una prima distinzione egrave tra le grandezze che descrivono le prestazioni dellrsquoedificio (lrsquoisolamento acusticodegli ambienti) e quelle che si riferiscono al comportamento dei singoli elementi costitutivi del sistema(partizioni verticali e orizzontali serramenti ecc) Tutte le grandezze relative al fonoisolamento aereo valutano una differenza di livelli sonori tra un ambientedisturbante e uno disturbato lo stesso potere fonoisolante R precedentemente definito come

tWiW

10logR = dB (161)

in presenza di due locali con campi sonori sufficientemente diffusi e in assenza di trasmissione per vie diverse daquella diretta risulta

dB AS10logL-LR S

21 += (162)

doveL1 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente emittente in dBL2 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente ricevente in dBSS area dellrsquoelemento di separazione in m2A area di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2

Il termine 10log(SSA) garantisce la normalizzazione della misura rispetto allrsquoassorbimento acustico del localedisturbato in altri casi si adotta una normalizzazione rispetto al tempo di riverberazione in questo modo si rendeil risultato indipendente dalle particolaritagrave dellrsquoambiente in questione Analogo egrave il caso dellrsquoisolamento acustico normalizzato rispetto lrsquoassorbimento equivalente Dn

dB AA10logL-LD

021n minus= (163)

dove A0 egrave unrsquoarea di assorbimento equivalente di riferimento e il termine 10log(AA0) garantisce lanormalizzazione della misura

Tab 161 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaR Potere fonoisolante ISO 140-3 4Dnc Isolamento acustico normalizzato del controsoffitto ISO 140-9 3Dne Isolamento acustico normalizzato di un piccolo elemento ISO 140-10 1Dns Isolamento acustico normalizzato per trasmissione aerea

indiretta attraverso un sistema SNon disponibile

Fondamenti di acustica

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Tab 162 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaRrsquo Potere fonoisolante apparente ISO 140-4 5Rrsquo45deg Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 3Rrsquotrs Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 4Dn Isolamento acustico normalizzato rispetto allrsquoassorbimento

equivalenteISO 140-4 3

DnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-4 4

Dls2mnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-5 7

Tutte le grandezze relative al fonoisolamento dei rumori impattivi si riferiscono invece ad una singola misuradi livello sonoro nellrsquoambiente disturbato a cui va aggiunto un termine per la normalizzazione rispettoallrsquoassorbimento acustico oppure rispetto al tempo di riverberazione del locale disturbato Ne egrave un esempio illivello di pressione sonora di calpestio normalizzato

dB AA10logLL

0in += (164)

doveLi egrave il livello di pressione sonora di calpestio nellrsquoambiente ricevente utilizzando un generatore il rumore

di calpestio normalizzato in conformitagrave alla EN ISO 140-7 in dBA egrave lrsquoarea di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2A0 area di assorbimento equivalente di riferimento pari a 10 m2

Tab 163 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico del rumore di calpestio

ISOLAMENTO ACUSTICO DEL RUMORE DI CALPESTIO

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLn Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-6 4

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLrsquon Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-7 2LrsquonT Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato rispetto

al tempo di riverberazioneISO 140-7 3

Per una descrizione particolareggiata di tutte le grandezze qui elencate si vedano i capitoli 3 5 6 e 7

Capitolo 1

126

Bibliografia

[10] Spagnolo Renato Manuale di acustica applicata Torino UTET 2002[11] Sacchi Alfredo Caglieris Giovanni Fisica Tecnica Torino UTET 1996[12] Barducci Italo Acustica applicata Milano Masson 1993[13] Resnick R Halliday D Krane K S Fisica Milano Ambrosiana 1967[14] Toni M Interventi materiali e strumenti per lrsquoisolamento acustico degli edifici Rimini Maggioli 1997[15] Elia G Geppetti G Progettazione acustica di edifici civili e industriali Roma NIS 1994[16] Harris C M Noise control in buildings New York McGraw Hill 1997[17] Brosio E Protezione dai rumori di calpestio prestazioni dei pavimenti e problemi di valutazione in

Rivista Italiana di Acustica Vol IV n11980[18] Semprini G La realizzazione e le prestazioni dei pavimenti galleggianti

in Rivista Italiana di Acustica Vol 28 n3-42004[19] UNI EN ISO 717-1 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento acustico per via aerea[110] UNI EN ISO 717-2 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento del rumore di calpestio[111] UNI EN ISO 140 1999 Misurazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

Fondamenti di acustica

121

Esiste un ultimo sistema per incrementare le prestazioni di una parete tradizionale e consiste nellrsquoapplicaresulla superficie di questa una controparete costituita da un pannello rigido ad esempio cartongesso conlrsquointerposizione di un supporto elastico Si determina cosigrave un sistema risonante a doppia parete che puograve produrreun incremento del potere fonoisolante ∆R anche sensibile Condizione fondamentale per lrsquoefficacia del sistema egraveche il collegamento tra le due strutture avvenga con il minor numero possibile di punti rigidi inoltre il materialedel supporto (generalmente lana di vetro) deve essere dotato di una ridotta rigiditagrave dinamica srsquo (espressa inMNm3 egrave il rapporto tra il modulo elastico e lo spessore srsquo=Ed) Ersquo un tipo di intervento particolarmente adattoa migliorare le prestazioni di divisori giagrave esistenti

Solai e pavimenti

Ai solai si chiede un contributo in termini di isolamento acustico sia nei confronti dei rumori aerei che diquelli impattivi Lrsquoisolamento dai rumori aerei non egrave generalmente un problema specie con lrsquoutilizzo di solai inlatero-cemento a blocchi e travetti in virtugrave della loro massa elevata piugrave critico risulta il comportamento neiconfronti del calpestio Il fonoisolamento dei rumori di calpestio puograve essere migliorato aumentando la massa e lospessore del solaio tuttavia lrsquoincremento di prestazioni che se ne ricava risulta modesto I sistemi adottati perridurre il livello Ln di una quota che convenzionalmente viene definita ∆L sono i seguenti

- pavimenti resilienti- controsoffitti- pavimenti galleggianti

I pavimenti resilienti consistono di un rivestimento di finitura applicato al solaio portante e dotato di un certogrado di elasticitagrave si tratta solitamente di rivestiementi tessili (moquettes) pavimenti in gomma e in materialeplastico di varia natura Si ottiene in questo modo un incremento dellrsquoisolamento ∆L crescente al crescere di f apartire da una frequenza di taglio che egrave funzione della rigiditagrave dinamica del materiale utilizzato anche in questocaso egrave necessario utilizzare materiali con bassi valori della rigiditagrave dinamica I controsoffitti applicati sullrsquointradosso del solaio sollecitato lavorano in maniera analoga ad una controparetee hanno lo svantaggio di agire solo sulla componente aerea del rumore senza limitare quella strutturale che sipuograve propagare lungo i percorsi di trasmissione laterali Lrsquoutilizzo di pavimenti resilienti e controsoffitti egrave ingenere fortemente vincolato dalla destinazione drsquouso dei locali e dalle specifiche esigenze degli utenti Lo strumento piugrave efficace per incrementare le prestazioni di un solaio egrave il ricorso al pavimento galleggianteesso consiste di un massetto galleggiante armato di 4-10 cm di spessore appoggiato su uno strato di materialeelastico dotato di ridotta rigiditagrave dinamica Lrsquoincremento di prestazioni ∆L cresce con la frequenza a partire dauna frequenza di taglio Gli accorgimenti da seguire nella sua realizzazione sono riportati qui di seguito

Fig 155Controparete in cartongesso suparete tradizionale in laterizio

Capitolo 1

122

- Mantenere una perfetta desolidarizzazione del massetto galleggiante dalla sottostante soletta evitando laformazione di punti di contatto rigidi egrave necessario garantire la perfetta continuitagrave del materiale resiliente inmodo che al momento del getto del massetto questo non entri in contatto con la soletta di base

- Evitare la formazione di ponti acustici tra il massetto con relativo rivestimento di finitura e le struttureverticali quali pareti pilastri soglie di porta e tubi attraversanti il solaio per far ciograve egrave necessario risvoltare ilmateriale resiliente lungo gli elementi verticali e rifilarlo al livello della pavimentazione finita invece chedel massetto anche il contatto tra il battiscopa e la superficie del pavimento deve essere evitatointerponendo una lama drsquoaria o una stricia di materiale elastico

- Utilizzare per lo strato elastico di desolidarizzazione un materiale resiliente con bassa rigiditagrave dinamica ingrado di mantenere tale valore anche sotto lrsquoazione prolungata del carico permanente costituito dal massettogalleggiante i materiali solitamente utilizzati sono feltri di fibre minerali polimeri e materiali compositi

- Pulire il piano di posa del materiale resiliente per evitare che questo si danneggi e che possa subireschiacciamenti localizzati con conseguente incremento della rigiditagrave dunamica

- Realizzare un massetto galleggiante armato di densitagrave e massa elevati compatibilmente con lrsquoaumento dispessore che ciograve comporta

- Interrompere il pavimento galleggiante al di sotto dei tramezzi- Inserire giunti di dilatazione nel massetto-pavimento se questo egrave di dimensioni elevate (oltre i 40 m2 e per

lati superiori a 8 m) nel caso siano presenti giunti sulla soletta di base far coincidere i giunti del massettocon questi

- Non annegare le tubazioni degli impianti nel massetto galleggiante ma sotto lo strato isolante

Lrsquoefficacia di un pavimento galleggiante dipende in gran parte dalla qualitagrave dellrsquoesecuzione e dal rispettoscrupoloso delle indicazioni sopra elencate diventa pertanto fondamentale lrsquoimpiego di maestranze qualificateper lrsquoesecuzione dellrsquoopera

Fig 156 ndash Pavimento galleggiante

Fondamenti di acustica

123

Serramenti

I serramenti costituiscono spesso il punto debole del sistema di controllo dei rumori aerei specie nel caso incui siano dotati di ampie superfici vetrate La frequenza critica delle lastre di vetro viene a trovarsi allrsquointernodella gamma di frequenze considerata in posizione spesso centrale ne segue una caduta di R per effetto dicoincidenza adottando vetri-camera vi egrave inoltre un fenomeno di risonanza con riduzione di isolamento intornoalla frequenza di risonanza massa-aria-massa La scelta dei vetri deve essere fatta in modo oculato privilegiandoelementi di massa elevata e stratificati ma per prestazioni migliori egrave necessario ricorrere ai doppi telai o afinestre fisse e sigillate

La prestazione del serramento dipende oltre che dallrsquoelemento trsparente dal tipo di telaio e dallapermeabilitagrave allrsquoaria Se la massa del telaio non egrave inferiore al 70 di quella della vetrata e se la sua superficienon egrave superiore al 25 di quella complessiva del serramento si puograve assimilarlo alla vetrata nella stima del poterefonoisolante altrimenti dovragrave essere valutato indipendentemente Per ottenere dal telaio il miglior isolamento sipuograve far riferimento alle stesse indicazioni date per la realizzazione di pannelli e pareti Va inoltre garantita latenuta dellrsquoaria applicando guarnizioni tra vetro e telaio mobile e tra questo e lrsquoinfisso in modo da eliminarepercorsi di trasmissione diretti per via aerea (vedi fig 152) Altro punto critico egrave la presenza di un cassonetto che generalmente comporta la presenza di passaggi direttidrsquoaria e fessure oltre che per lo scarso potere fonoisolante dei pannelli che lo compongono si puograve intervenireadottando un cassonetto silenziato il silenziamento consiste nel rivestire il vano interno con materialefonoassorbente e nellrsquoincrementare massa e isolamento dei pannelli

Fig 158Cassonetto silenziato

Fig 157Tipi di vetrate in ordine diefficacia crescentea) vetro monoliticob) vetro-camerac) vetro stratificatod) vetro-camera con una lastra

stratificatae) vetro-camera con due lastre

stratificate

Capitolo 1

124

16 Principali grandezze descrittive delle prestazioni degli edificie degli elementi di edificio

Esistono molte grandezze definite dalla normativa italiana ed internazionale per esprimere le prestazioniacustiche dei sistemi edilizi la loro conoscenza egrave fondamentale per uno studio dettagliato dei metodi di controllodel rumore e per la comprensione delle norme che trattano tali problemi Una prima distinzione egrave tra le grandezze che descrivono le prestazioni dellrsquoedificio (lrsquoisolamento acusticodegli ambienti) e quelle che si riferiscono al comportamento dei singoli elementi costitutivi del sistema(partizioni verticali e orizzontali serramenti ecc) Tutte le grandezze relative al fonoisolamento aereo valutano una differenza di livelli sonori tra un ambientedisturbante e uno disturbato lo stesso potere fonoisolante R precedentemente definito come

tWiW

10logR = dB (161)

in presenza di due locali con campi sonori sufficientemente diffusi e in assenza di trasmissione per vie diverse daquella diretta risulta

dB AS10logL-LR S

21 += (162)

doveL1 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente emittente in dBL2 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente ricevente in dBSS area dellrsquoelemento di separazione in m2A area di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2

Il termine 10log(SSA) garantisce la normalizzazione della misura rispetto allrsquoassorbimento acustico del localedisturbato in altri casi si adotta una normalizzazione rispetto al tempo di riverberazione in questo modo si rendeil risultato indipendente dalle particolaritagrave dellrsquoambiente in questione Analogo egrave il caso dellrsquoisolamento acustico normalizzato rispetto lrsquoassorbimento equivalente Dn

dB AA10logL-LD

021n minus= (163)

dove A0 egrave unrsquoarea di assorbimento equivalente di riferimento e il termine 10log(AA0) garantisce lanormalizzazione della misura

Tab 161 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaR Potere fonoisolante ISO 140-3 4Dnc Isolamento acustico normalizzato del controsoffitto ISO 140-9 3Dne Isolamento acustico normalizzato di un piccolo elemento ISO 140-10 1Dns Isolamento acustico normalizzato per trasmissione aerea

indiretta attraverso un sistema SNon disponibile

Fondamenti di acustica

125

Tab 162 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaRrsquo Potere fonoisolante apparente ISO 140-4 5Rrsquo45deg Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 3Rrsquotrs Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 4Dn Isolamento acustico normalizzato rispetto allrsquoassorbimento

equivalenteISO 140-4 3

DnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-4 4

Dls2mnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-5 7

Tutte le grandezze relative al fonoisolamento dei rumori impattivi si riferiscono invece ad una singola misuradi livello sonoro nellrsquoambiente disturbato a cui va aggiunto un termine per la normalizzazione rispettoallrsquoassorbimento acustico oppure rispetto al tempo di riverberazione del locale disturbato Ne egrave un esempio illivello di pressione sonora di calpestio normalizzato

dB AA10logLL

0in += (164)

doveLi egrave il livello di pressione sonora di calpestio nellrsquoambiente ricevente utilizzando un generatore il rumore

di calpestio normalizzato in conformitagrave alla EN ISO 140-7 in dBA egrave lrsquoarea di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2A0 area di assorbimento equivalente di riferimento pari a 10 m2

Tab 163 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico del rumore di calpestio

ISOLAMENTO ACUSTICO DEL RUMORE DI CALPESTIO

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLn Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-6 4

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLrsquon Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-7 2LrsquonT Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato rispetto

al tempo di riverberazioneISO 140-7 3

Per una descrizione particolareggiata di tutte le grandezze qui elencate si vedano i capitoli 3 5 6 e 7

Capitolo 1

126

Bibliografia

[10] Spagnolo Renato Manuale di acustica applicata Torino UTET 2002[11] Sacchi Alfredo Caglieris Giovanni Fisica Tecnica Torino UTET 1996[12] Barducci Italo Acustica applicata Milano Masson 1993[13] Resnick R Halliday D Krane K S Fisica Milano Ambrosiana 1967[14] Toni M Interventi materiali e strumenti per lrsquoisolamento acustico degli edifici Rimini Maggioli 1997[15] Elia G Geppetti G Progettazione acustica di edifici civili e industriali Roma NIS 1994[16] Harris C M Noise control in buildings New York McGraw Hill 1997[17] Brosio E Protezione dai rumori di calpestio prestazioni dei pavimenti e problemi di valutazione in

Rivista Italiana di Acustica Vol IV n11980[18] Semprini G La realizzazione e le prestazioni dei pavimenti galleggianti

in Rivista Italiana di Acustica Vol 28 n3-42004[19] UNI EN ISO 717-1 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento acustico per via aerea[110] UNI EN ISO 717-2 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento del rumore di calpestio[111] UNI EN ISO 140 1999 Misurazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

Capitolo 1

122

- Mantenere una perfetta desolidarizzazione del massetto galleggiante dalla sottostante soletta evitando laformazione di punti di contatto rigidi egrave necessario garantire la perfetta continuitagrave del materiale resiliente inmodo che al momento del getto del massetto questo non entri in contatto con la soletta di base

- Evitare la formazione di ponti acustici tra il massetto con relativo rivestimento di finitura e le struttureverticali quali pareti pilastri soglie di porta e tubi attraversanti il solaio per far ciograve egrave necessario risvoltare ilmateriale resiliente lungo gli elementi verticali e rifilarlo al livello della pavimentazione finita invece chedel massetto anche il contatto tra il battiscopa e la superficie del pavimento deve essere evitatointerponendo una lama drsquoaria o una stricia di materiale elastico

- Utilizzare per lo strato elastico di desolidarizzazione un materiale resiliente con bassa rigiditagrave dinamica ingrado di mantenere tale valore anche sotto lrsquoazione prolungata del carico permanente costituito dal massettogalleggiante i materiali solitamente utilizzati sono feltri di fibre minerali polimeri e materiali compositi

- Pulire il piano di posa del materiale resiliente per evitare che questo si danneggi e che possa subireschiacciamenti localizzati con conseguente incremento della rigiditagrave dunamica

- Realizzare un massetto galleggiante armato di densitagrave e massa elevati compatibilmente con lrsquoaumento dispessore che ciograve comporta

- Interrompere il pavimento galleggiante al di sotto dei tramezzi- Inserire giunti di dilatazione nel massetto-pavimento se questo egrave di dimensioni elevate (oltre i 40 m2 e per

lati superiori a 8 m) nel caso siano presenti giunti sulla soletta di base far coincidere i giunti del massettocon questi

- Non annegare le tubazioni degli impianti nel massetto galleggiante ma sotto lo strato isolante

Lrsquoefficacia di un pavimento galleggiante dipende in gran parte dalla qualitagrave dellrsquoesecuzione e dal rispettoscrupoloso delle indicazioni sopra elencate diventa pertanto fondamentale lrsquoimpiego di maestranze qualificateper lrsquoesecuzione dellrsquoopera

Fig 156 ndash Pavimento galleggiante

Fondamenti di acustica

123

Serramenti

I serramenti costituiscono spesso il punto debole del sistema di controllo dei rumori aerei specie nel caso incui siano dotati di ampie superfici vetrate La frequenza critica delle lastre di vetro viene a trovarsi allrsquointernodella gamma di frequenze considerata in posizione spesso centrale ne segue una caduta di R per effetto dicoincidenza adottando vetri-camera vi egrave inoltre un fenomeno di risonanza con riduzione di isolamento intornoalla frequenza di risonanza massa-aria-massa La scelta dei vetri deve essere fatta in modo oculato privilegiandoelementi di massa elevata e stratificati ma per prestazioni migliori egrave necessario ricorrere ai doppi telai o afinestre fisse e sigillate

La prestazione del serramento dipende oltre che dallrsquoelemento trsparente dal tipo di telaio e dallapermeabilitagrave allrsquoaria Se la massa del telaio non egrave inferiore al 70 di quella della vetrata e se la sua superficienon egrave superiore al 25 di quella complessiva del serramento si puograve assimilarlo alla vetrata nella stima del poterefonoisolante altrimenti dovragrave essere valutato indipendentemente Per ottenere dal telaio il miglior isolamento sipuograve far riferimento alle stesse indicazioni date per la realizzazione di pannelli e pareti Va inoltre garantita latenuta dellrsquoaria applicando guarnizioni tra vetro e telaio mobile e tra questo e lrsquoinfisso in modo da eliminarepercorsi di trasmissione diretti per via aerea (vedi fig 152) Altro punto critico egrave la presenza di un cassonetto che generalmente comporta la presenza di passaggi direttidrsquoaria e fessure oltre che per lo scarso potere fonoisolante dei pannelli che lo compongono si puograve intervenireadottando un cassonetto silenziato il silenziamento consiste nel rivestire il vano interno con materialefonoassorbente e nellrsquoincrementare massa e isolamento dei pannelli

Fig 158Cassonetto silenziato

Fig 157Tipi di vetrate in ordine diefficacia crescentea) vetro monoliticob) vetro-camerac) vetro stratificatod) vetro-camera con una lastra

stratificatae) vetro-camera con due lastre

stratificate

Capitolo 1

124

16 Principali grandezze descrittive delle prestazioni degli edificie degli elementi di edificio

Esistono molte grandezze definite dalla normativa italiana ed internazionale per esprimere le prestazioniacustiche dei sistemi edilizi la loro conoscenza egrave fondamentale per uno studio dettagliato dei metodi di controllodel rumore e per la comprensione delle norme che trattano tali problemi Una prima distinzione egrave tra le grandezze che descrivono le prestazioni dellrsquoedificio (lrsquoisolamento acusticodegli ambienti) e quelle che si riferiscono al comportamento dei singoli elementi costitutivi del sistema(partizioni verticali e orizzontali serramenti ecc) Tutte le grandezze relative al fonoisolamento aereo valutano una differenza di livelli sonori tra un ambientedisturbante e uno disturbato lo stesso potere fonoisolante R precedentemente definito come

tWiW

10logR = dB (161)

in presenza di due locali con campi sonori sufficientemente diffusi e in assenza di trasmissione per vie diverse daquella diretta risulta

dB AS10logL-LR S

21 += (162)

doveL1 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente emittente in dBL2 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente ricevente in dBSS area dellrsquoelemento di separazione in m2A area di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2

Il termine 10log(SSA) garantisce la normalizzazione della misura rispetto allrsquoassorbimento acustico del localedisturbato in altri casi si adotta una normalizzazione rispetto al tempo di riverberazione in questo modo si rendeil risultato indipendente dalle particolaritagrave dellrsquoambiente in questione Analogo egrave il caso dellrsquoisolamento acustico normalizzato rispetto lrsquoassorbimento equivalente Dn

dB AA10logL-LD

021n minus= (163)

dove A0 egrave unrsquoarea di assorbimento equivalente di riferimento e il termine 10log(AA0) garantisce lanormalizzazione della misura

Tab 161 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaR Potere fonoisolante ISO 140-3 4Dnc Isolamento acustico normalizzato del controsoffitto ISO 140-9 3Dne Isolamento acustico normalizzato di un piccolo elemento ISO 140-10 1Dns Isolamento acustico normalizzato per trasmissione aerea

indiretta attraverso un sistema SNon disponibile

Fondamenti di acustica

125

Tab 162 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaRrsquo Potere fonoisolante apparente ISO 140-4 5Rrsquo45deg Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 3Rrsquotrs Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 4Dn Isolamento acustico normalizzato rispetto allrsquoassorbimento

equivalenteISO 140-4 3

DnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-4 4

Dls2mnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-5 7

Tutte le grandezze relative al fonoisolamento dei rumori impattivi si riferiscono invece ad una singola misuradi livello sonoro nellrsquoambiente disturbato a cui va aggiunto un termine per la normalizzazione rispettoallrsquoassorbimento acustico oppure rispetto al tempo di riverberazione del locale disturbato Ne egrave un esempio illivello di pressione sonora di calpestio normalizzato

dB AA10logLL

0in += (164)

doveLi egrave il livello di pressione sonora di calpestio nellrsquoambiente ricevente utilizzando un generatore il rumore

di calpestio normalizzato in conformitagrave alla EN ISO 140-7 in dBA egrave lrsquoarea di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2A0 area di assorbimento equivalente di riferimento pari a 10 m2

Tab 163 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico del rumore di calpestio

ISOLAMENTO ACUSTICO DEL RUMORE DI CALPESTIO

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLn Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-6 4

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLrsquon Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-7 2LrsquonT Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato rispetto

al tempo di riverberazioneISO 140-7 3

Per una descrizione particolareggiata di tutte le grandezze qui elencate si vedano i capitoli 3 5 6 e 7

Capitolo 1

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Bibliografia

[10] Spagnolo Renato Manuale di acustica applicata Torino UTET 2002[11] Sacchi Alfredo Caglieris Giovanni Fisica Tecnica Torino UTET 1996[12] Barducci Italo Acustica applicata Milano Masson 1993[13] Resnick R Halliday D Krane K S Fisica Milano Ambrosiana 1967[14] Toni M Interventi materiali e strumenti per lrsquoisolamento acustico degli edifici Rimini Maggioli 1997[15] Elia G Geppetti G Progettazione acustica di edifici civili e industriali Roma NIS 1994[16] Harris C M Noise control in buildings New York McGraw Hill 1997[17] Brosio E Protezione dai rumori di calpestio prestazioni dei pavimenti e problemi di valutazione in

Rivista Italiana di Acustica Vol IV n11980[18] Semprini G La realizzazione e le prestazioni dei pavimenti galleggianti

in Rivista Italiana di Acustica Vol 28 n3-42004[19] UNI EN ISO 717-1 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento acustico per via aerea[110] UNI EN ISO 717-2 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento del rumore di calpestio[111] UNI EN ISO 140 1999 Misurazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

Fondamenti di acustica

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Serramenti

I serramenti costituiscono spesso il punto debole del sistema di controllo dei rumori aerei specie nel caso incui siano dotati di ampie superfici vetrate La frequenza critica delle lastre di vetro viene a trovarsi allrsquointernodella gamma di frequenze considerata in posizione spesso centrale ne segue una caduta di R per effetto dicoincidenza adottando vetri-camera vi egrave inoltre un fenomeno di risonanza con riduzione di isolamento intornoalla frequenza di risonanza massa-aria-massa La scelta dei vetri deve essere fatta in modo oculato privilegiandoelementi di massa elevata e stratificati ma per prestazioni migliori egrave necessario ricorrere ai doppi telai o afinestre fisse e sigillate

La prestazione del serramento dipende oltre che dallrsquoelemento trsparente dal tipo di telaio e dallapermeabilitagrave allrsquoaria Se la massa del telaio non egrave inferiore al 70 di quella della vetrata e se la sua superficienon egrave superiore al 25 di quella complessiva del serramento si puograve assimilarlo alla vetrata nella stima del poterefonoisolante altrimenti dovragrave essere valutato indipendentemente Per ottenere dal telaio il miglior isolamento sipuograve far riferimento alle stesse indicazioni date per la realizzazione di pannelli e pareti Va inoltre garantita latenuta dellrsquoaria applicando guarnizioni tra vetro e telaio mobile e tra questo e lrsquoinfisso in modo da eliminarepercorsi di trasmissione diretti per via aerea (vedi fig 152) Altro punto critico egrave la presenza di un cassonetto che generalmente comporta la presenza di passaggi direttidrsquoaria e fessure oltre che per lo scarso potere fonoisolante dei pannelli che lo compongono si puograve intervenireadottando un cassonetto silenziato il silenziamento consiste nel rivestire il vano interno con materialefonoassorbente e nellrsquoincrementare massa e isolamento dei pannelli

Fig 158Cassonetto silenziato

Fig 157Tipi di vetrate in ordine diefficacia crescentea) vetro monoliticob) vetro-camerac) vetro stratificatod) vetro-camera con una lastra

stratificatae) vetro-camera con due lastre

stratificate

Capitolo 1

124

16 Principali grandezze descrittive delle prestazioni degli edificie degli elementi di edificio

Esistono molte grandezze definite dalla normativa italiana ed internazionale per esprimere le prestazioniacustiche dei sistemi edilizi la loro conoscenza egrave fondamentale per uno studio dettagliato dei metodi di controllodel rumore e per la comprensione delle norme che trattano tali problemi Una prima distinzione egrave tra le grandezze che descrivono le prestazioni dellrsquoedificio (lrsquoisolamento acusticodegli ambienti) e quelle che si riferiscono al comportamento dei singoli elementi costitutivi del sistema(partizioni verticali e orizzontali serramenti ecc) Tutte le grandezze relative al fonoisolamento aereo valutano una differenza di livelli sonori tra un ambientedisturbante e uno disturbato lo stesso potere fonoisolante R precedentemente definito come

tWiW

10logR = dB (161)

in presenza di due locali con campi sonori sufficientemente diffusi e in assenza di trasmissione per vie diverse daquella diretta risulta

dB AS10logL-LR S

21 += (162)

doveL1 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente emittente in dBL2 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente ricevente in dBSS area dellrsquoelemento di separazione in m2A area di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2

Il termine 10log(SSA) garantisce la normalizzazione della misura rispetto allrsquoassorbimento acustico del localedisturbato in altri casi si adotta una normalizzazione rispetto al tempo di riverberazione in questo modo si rendeil risultato indipendente dalle particolaritagrave dellrsquoambiente in questione Analogo egrave il caso dellrsquoisolamento acustico normalizzato rispetto lrsquoassorbimento equivalente Dn

dB AA10logL-LD

021n minus= (163)

dove A0 egrave unrsquoarea di assorbimento equivalente di riferimento e il termine 10log(AA0) garantisce lanormalizzazione della misura

Tab 161 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaR Potere fonoisolante ISO 140-3 4Dnc Isolamento acustico normalizzato del controsoffitto ISO 140-9 3Dne Isolamento acustico normalizzato di un piccolo elemento ISO 140-10 1Dns Isolamento acustico normalizzato per trasmissione aerea

indiretta attraverso un sistema SNon disponibile

Fondamenti di acustica

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Tab 162 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaRrsquo Potere fonoisolante apparente ISO 140-4 5Rrsquo45deg Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 3Rrsquotrs Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 4Dn Isolamento acustico normalizzato rispetto allrsquoassorbimento

equivalenteISO 140-4 3

DnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-4 4

Dls2mnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-5 7

Tutte le grandezze relative al fonoisolamento dei rumori impattivi si riferiscono invece ad una singola misuradi livello sonoro nellrsquoambiente disturbato a cui va aggiunto un termine per la normalizzazione rispettoallrsquoassorbimento acustico oppure rispetto al tempo di riverberazione del locale disturbato Ne egrave un esempio illivello di pressione sonora di calpestio normalizzato

dB AA10logLL

0in += (164)

doveLi egrave il livello di pressione sonora di calpestio nellrsquoambiente ricevente utilizzando un generatore il rumore

di calpestio normalizzato in conformitagrave alla EN ISO 140-7 in dBA egrave lrsquoarea di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2A0 area di assorbimento equivalente di riferimento pari a 10 m2

Tab 163 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico del rumore di calpestio

ISOLAMENTO ACUSTICO DEL RUMORE DI CALPESTIO

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLn Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-6 4

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLrsquon Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-7 2LrsquonT Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato rispetto

al tempo di riverberazioneISO 140-7 3

Per una descrizione particolareggiata di tutte le grandezze qui elencate si vedano i capitoli 3 5 6 e 7

Capitolo 1

126

Bibliografia

[10] Spagnolo Renato Manuale di acustica applicata Torino UTET 2002[11] Sacchi Alfredo Caglieris Giovanni Fisica Tecnica Torino UTET 1996[12] Barducci Italo Acustica applicata Milano Masson 1993[13] Resnick R Halliday D Krane K S Fisica Milano Ambrosiana 1967[14] Toni M Interventi materiali e strumenti per lrsquoisolamento acustico degli edifici Rimini Maggioli 1997[15] Elia G Geppetti G Progettazione acustica di edifici civili e industriali Roma NIS 1994[16] Harris C M Noise control in buildings New York McGraw Hill 1997[17] Brosio E Protezione dai rumori di calpestio prestazioni dei pavimenti e problemi di valutazione in

Rivista Italiana di Acustica Vol IV n11980[18] Semprini G La realizzazione e le prestazioni dei pavimenti galleggianti

in Rivista Italiana di Acustica Vol 28 n3-42004[19] UNI EN ISO 717-1 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento acustico per via aerea[110] UNI EN ISO 717-2 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento del rumore di calpestio[111] UNI EN ISO 140 1999 Misurazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

Capitolo 1

124

16 Principali grandezze descrittive delle prestazioni degli edificie degli elementi di edificio

Esistono molte grandezze definite dalla normativa italiana ed internazionale per esprimere le prestazioniacustiche dei sistemi edilizi la loro conoscenza egrave fondamentale per uno studio dettagliato dei metodi di controllodel rumore e per la comprensione delle norme che trattano tali problemi Una prima distinzione egrave tra le grandezze che descrivono le prestazioni dellrsquoedificio (lrsquoisolamento acusticodegli ambienti) e quelle che si riferiscono al comportamento dei singoli elementi costitutivi del sistema(partizioni verticali e orizzontali serramenti ecc) Tutte le grandezze relative al fonoisolamento aereo valutano una differenza di livelli sonori tra un ambientedisturbante e uno disturbato lo stesso potere fonoisolante R precedentemente definito come

tWiW

10logR = dB (161)

in presenza di due locali con campi sonori sufficientemente diffusi e in assenza di trasmissione per vie diverse daquella diretta risulta

dB AS10logL-LR S

21 += (162)

doveL1 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente emittente in dBL2 media spazio-temporale del livello di pressione sonora nellrsquoambiente ricevente in dBSS area dellrsquoelemento di separazione in m2A area di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2

Il termine 10log(SSA) garantisce la normalizzazione della misura rispetto allrsquoassorbimento acustico del localedisturbato in altri casi si adotta una normalizzazione rispetto al tempo di riverberazione in questo modo si rendeil risultato indipendente dalle particolaritagrave dellrsquoambiente in questione Analogo egrave il caso dellrsquoisolamento acustico normalizzato rispetto lrsquoassorbimento equivalente Dn

dB AA10logL-LD

021n minus= (163)

dove A0 egrave unrsquoarea di assorbimento equivalente di riferimento e il termine 10log(AA0) garantisce lanormalizzazione della misura

Tab 161 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaR Potere fonoisolante ISO 140-3 4Dnc Isolamento acustico normalizzato del controsoffitto ISO 140-9 3Dne Isolamento acustico normalizzato di un piccolo elemento ISO 140-10 1Dns Isolamento acustico normalizzato per trasmissione aerea

indiretta attraverso un sistema SNon disponibile

Fondamenti di acustica

125

Tab 162 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaRrsquo Potere fonoisolante apparente ISO 140-4 5Rrsquo45deg Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 3Rrsquotrs Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 4Dn Isolamento acustico normalizzato rispetto allrsquoassorbimento

equivalenteISO 140-4 3

DnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-4 4

Dls2mnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-5 7

Tutte le grandezze relative al fonoisolamento dei rumori impattivi si riferiscono invece ad una singola misuradi livello sonoro nellrsquoambiente disturbato a cui va aggiunto un termine per la normalizzazione rispettoallrsquoassorbimento acustico oppure rispetto al tempo di riverberazione del locale disturbato Ne egrave un esempio illivello di pressione sonora di calpestio normalizzato

dB AA10logLL

0in += (164)

doveLi egrave il livello di pressione sonora di calpestio nellrsquoambiente ricevente utilizzando un generatore il rumore

di calpestio normalizzato in conformitagrave alla EN ISO 140-7 in dBA egrave lrsquoarea di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2A0 area di assorbimento equivalente di riferimento pari a 10 m2

Tab 163 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico del rumore di calpestio

ISOLAMENTO ACUSTICO DEL RUMORE DI CALPESTIO

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLn Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-6 4

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLrsquon Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-7 2LrsquonT Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato rispetto

al tempo di riverberazioneISO 140-7 3

Per una descrizione particolareggiata di tutte le grandezze qui elencate si vedano i capitoli 3 5 6 e 7

Capitolo 1

126

Bibliografia

[10] Spagnolo Renato Manuale di acustica applicata Torino UTET 2002[11] Sacchi Alfredo Caglieris Giovanni Fisica Tecnica Torino UTET 1996[12] Barducci Italo Acustica applicata Milano Masson 1993[13] Resnick R Halliday D Krane K S Fisica Milano Ambrosiana 1967[14] Toni M Interventi materiali e strumenti per lrsquoisolamento acustico degli edifici Rimini Maggioli 1997[15] Elia G Geppetti G Progettazione acustica di edifici civili e industriali Roma NIS 1994[16] Harris C M Noise control in buildings New York McGraw Hill 1997[17] Brosio E Protezione dai rumori di calpestio prestazioni dei pavimenti e problemi di valutazione in

Rivista Italiana di Acustica Vol IV n11980[18] Semprini G La realizzazione e le prestazioni dei pavimenti galleggianti

in Rivista Italiana di Acustica Vol 28 n3-42004[19] UNI EN ISO 717-1 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento acustico per via aerea[110] UNI EN ISO 717-2 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento del rumore di calpestio[111] UNI EN ISO 140 1999 Misurazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

Fondamenti di acustica

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Tab 162 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico per via aerea

ISOLAMENTO ACUSTICO PER VIA AEREA

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaRrsquo Potere fonoisolante apparente ISO 140-4 5Rrsquo45deg Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 3Rrsquotrs Potere fonoisolante apparente ISO 140-5 4Dn Isolamento acustico normalizzato rispetto allrsquoassorbimento

equivalenteISO 140-4 3

DnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-4 4

Dls2mnT Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo diriverberazione

ISO 140-5 7

Tutte le grandezze relative al fonoisolamento dei rumori impattivi si riferiscono invece ad una singola misuradi livello sonoro nellrsquoambiente disturbato a cui va aggiunto un termine per la normalizzazione rispettoallrsquoassorbimento acustico oppure rispetto al tempo di riverberazione del locale disturbato Ne egrave un esempio illivello di pressione sonora di calpestio normalizzato

dB AA10logLL

0in += (164)

doveLi egrave il livello di pressione sonora di calpestio nellrsquoambiente ricevente utilizzando un generatore il rumore

di calpestio normalizzato in conformitagrave alla EN ISO 140-7 in dBA egrave lrsquoarea di assorbimento equivalente nellrsquoambiente ricevente in m2A0 area di assorbimento equivalente di riferimento pari a 10 m2

Tab 163 ndash Grandezze descrittive dellrsquoisolamento acustico del rumore di calpestio

ISOLAMENTO ACUSTICO DEL RUMORE DI CALPESTIO

Grandezze che descrivono le prestazioni degli ELEMENTI DI EDIFICIO

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLn Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-6 4

Grandezze che descrivono le prestazioni degli EDIFICI

Simbolo Termine Norma di riferimento FormulaLrsquon Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato ISO 140-7 2LrsquonT Livello di pressione sonora di calpestio normalizzato rispetto

al tempo di riverberazioneISO 140-7 3

Per una descrizione particolareggiata di tutte le grandezze qui elencate si vedano i capitoli 3 5 6 e 7

Capitolo 1

126

Bibliografia

[10] Spagnolo Renato Manuale di acustica applicata Torino UTET 2002[11] Sacchi Alfredo Caglieris Giovanni Fisica Tecnica Torino UTET 1996[12] Barducci Italo Acustica applicata Milano Masson 1993[13] Resnick R Halliday D Krane K S Fisica Milano Ambrosiana 1967[14] Toni M Interventi materiali e strumenti per lrsquoisolamento acustico degli edifici Rimini Maggioli 1997[15] Elia G Geppetti G Progettazione acustica di edifici civili e industriali Roma NIS 1994[16] Harris C M Noise control in buildings New York McGraw Hill 1997[17] Brosio E Protezione dai rumori di calpestio prestazioni dei pavimenti e problemi di valutazione in

Rivista Italiana di Acustica Vol IV n11980[18] Semprini G La realizzazione e le prestazioni dei pavimenti galleggianti

in Rivista Italiana di Acustica Vol 28 n3-42004[19] UNI EN ISO 717-1 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento acustico per via aerea[110] UNI EN ISO 717-2 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento del rumore di calpestio[111] UNI EN ISO 140 1999 Misurazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

Capitolo 1

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Bibliografia

[10] Spagnolo Renato Manuale di acustica applicata Torino UTET 2002[11] Sacchi Alfredo Caglieris Giovanni Fisica Tecnica Torino UTET 1996[12] Barducci Italo Acustica applicata Milano Masson 1993[13] Resnick R Halliday D Krane K S Fisica Milano Ambrosiana 1967[14] Toni M Interventi materiali e strumenti per lrsquoisolamento acustico degli edifici Rimini Maggioli 1997[15] Elia G Geppetti G Progettazione acustica di edifici civili e industriali Roma NIS 1994[16] Harris C M Noise control in buildings New York McGraw Hill 1997[17] Brosio E Protezione dai rumori di calpestio prestazioni dei pavimenti e problemi di valutazione in

Rivista Italiana di Acustica Vol IV n11980[18] Semprini G La realizzazione e le prestazioni dei pavimenti galleggianti

in Rivista Italiana di Acustica Vol 28 n3-42004[19] UNI EN ISO 717-1 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento acustico per via aerea[110] UNI EN ISO 717-2 1997 Valutazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio

isolamento del rumore di calpestio[111] UNI EN ISO 140 1999 Misurazione dellrsquoisolamento acustico in edifici e di elementi di edificio