Definizione di Suono
Il suono è una variazione di pressione che si
propaga in un mezzo fisico quale aria, acqua
o materiali solidi che l’orecchio umano riesce
a rilevare.
I fenomeni acustici
Il suono si propaga nel mezzo elastico tramite onde di pressione, la
sorgente sonora è un corpo in vibrazione che trasmette sollecitazioni di
pressione al mezzo mediante una legge matematica funzione del tempo.
Le particelle del mezzo, una volta sollecitate, oscillano attorno alla loro
posizione di riposo, originando trasformazioni della loro energia
potenziale elastica in energia cinetica e viceversa. Nel mezzo di
propagazione si ha quindi una perturbazione di pressione, la cui velocità
di propagazione è chiamata velocità del suono.
Mezzo
Velocità del suono
[m/s]
aria
344
acqua
1410
mattone
3600
vetro
4100
acciaio
5200
Scala dei decibel [dB]
I fenomeni acustici vengono espressi mediante la scala logaritmica dei
decibel [dB], che fa riferimento alla pressione acustica secondo la
relazione:
L = 10 · log (p / p0) 2
La scala dei decibel tiene
quindi conto della percezione
logaritmica che l’orecchio
umano ha del suono.
Soli 6 dB dimezzano
sensazione di disturbo.
6dB
86
la
80
Al raddoppio di una energia sonora
corrisponde un aumento di 3 dB
70 dB(A)
73 dB(A)
76 dB(A)
Livello (L)
Pressione (p)
[dB]
[Pa]
140
2 x 102
motore jet
130
6,3 x 10
martello pneumatico
120
2 x 10
110
6,3
100
2
90
6,3 x 10-1
veicolo pesante
80
2 x 10-1
traffico intenso
70
6,3 x 10-2
aspirapolvere
60
2 x 10-2
50
6,3 x 10-3
40
2 x 10-3
30
6,3 x 10-4
20
2 x 10-4
10
6,3 x 10-5
“tic-tac” orologio
0
2 x 10-5
soglia dell’udibile
Sorgente
velivolo ad elica
discoteca
macchinari industriali
uffici
musica a basso volume
biblioteca
passi su foglie
abitazione di notte
La sensazione uditiva
I fenomeni acustici sono caratterizzati da due grandezze:
•
Frequenza
Numero di variazioni di pressione al secondo misurata in Hertz (Hz)
L’orecchio umano ha una capacità di rilevazione del suono
compresa fra i 20 e i 2.000 Hz
•
Ampiezza delle variazioni di pressione
Dipende dalla pressione esercitata dall’onda sonora sulle particelle
del mezzo di propagazione
L’audiogramma normale di Fletcher e Munson
L’audiogramma normale
di Fletcher e Munson
fornisce i dati sul
comportamento
dell’udito umano, nel
caso di suoni puri, con
riferimento
alla
sensazione sonora o
loudness [phon] legata
al livello di pressione
acustica
e
alla
frequenza.
GRAFICO:1 Curve di uguale sensazione sonora o Audiogramma Normale ISO/R226
Curve di ponderazione
Vengono utilizzate negli strumenti di misura, tipicamente fonometri,
come curve di risposta affinché riproducano il comportamento dell’udito
umano.
Microfono
Filtro
dB(A)
La curva di ponderazione A (corrisponde alla isofonica di 40 phon) è
comunemente usata perché meglio correla gli effetti indesiderati dei
rumori; nonché utilizzata dalla legislazione italiana.
dB
20
10
0
-10
-20
-30
Curva A dB
-40
Curva B dB
-50
Curva C dB
-60
Curva D dB
-70
10
100
1000
10000
100000
Hz
Potere fonoisolante R in dB
Misura in laboratorio (UNI EN ISO 140-3)
70
60
50
40
30
20
10
10
100
1000
10000
Frequenza f in Hz
Indice di isolamento acustico aereo ISO 717-1
Per avere un unico indice, Rw, indicativo delle caratteristiche di
isolamento al posto dell’analisi spettrale per bande di terzo di ottava (o
bande di ottava) si definisce un valore in dB a 500 Hz ricavato dal
riposizionamento dello spettro di riferimento secondo EN ISO 717-1 a
passi di 1 dB in maniera tale da rispettare i seguenti vincoli:
• la somma degli scarti sfavorevoli sia più grande possibile
ed in ogni caso
• < di 32 dB per misurazione in 16 bande di terzo di ottava
• < di 10 dB per misurazione in 5 bande di ottava
Potere fonoisolante R in dB
70
60
50
40
30
20
10
10
100
1000
10000
Frequenza f in Hz
Potere fonoisolante R in dB
70
60
50
40
30
20
10
10
100
1000
10000
Frequenza f in Hz
Potere fonoisolante R in dB
Rw = 43 dB
70
60
50
40
30
20
10
10
100
1000
10000
Frequenza f in Hz
500 Hz
Il valore di isolamento indicato nei certificati di prova è espresso come:
Rw(C;Ctr)
Termine di
adattamento
allo spettro
appropriato
Tipo di sorgente di rumore
Attività umane (conversazione,musica, radio, TV)
Bambini che giocano
Traffico ferroviario a velocità media e elevata
Traffico autostradale > 80 km/h
Aereo a reazione a breve distanza
Fabbriche che emettono un rumore a frequenza principalmente media e alta
C
Traffico stradale urbano
Traffico ferroviario a bassa velocità
Velivolo ad elica
Aereo a reazione a lunga distanza
Musica da discoteca
Fabbriche che emettono un rumore a frequenza principalmente bassa e media
Ctr
Fonte: UNI EN ISO 717-1:1997
L. 447/95 Legge del 26 ottobre 1995, n.447
Legge quadro sull’inquinamento acustico.
Stabilisce i principi fondamentali in materia di tutela dell’ambiente
abitativo dall’inquinamento acustico, ai sensi e per gli effetti dell’articolo
117 della Costituzione.
Viene introdotta la figura del tecnico competente, professionista
idoneo ad effettuare le misurazioni, verificare l’ottemperanza ai valori
definiti dalle norme vigenti, redigere i piani risanamento acustico,
svolgere le relative attività di controllo tecnico competente.
D.P.C.M. 14 novembre 1997
Determinazione dei valori limiti delle sorgenti sonore.
Valori limite di emissione – Leq(A) [dB(A)]
classi e destinazione d’uso del territorio
diurno
notturno
(06.00 – 22.00)
(22.00 – 06.00)
categoria I
aree particolarmente protette
45
35
categoria II
aree destinate ad uso prevalentemente
residenziale
50
40
categoria III
aree di tipo misto
55
45
categoria IV
aree di intensa attività umana
60
50
categoria V
aree prevalentemente industriali
65
55
categoria VI
aree esclusivamente industriali
65
65
Nota: Dove non esiste zonizzazione acustica del territorio vale D.P.C.M. 1 marzo 91
Fonte: Allegato al DPCM 14 novembre 97, Tab. A
Grandezze di riferimento
•
Potere fonoisolante apparente di elementi di
separazione fra ambienti (R’w), definito dalla norma EN
ISO 140-5:2000;
•
Isolamento
D2m,nT,w;
•
Livello di rumore di calpestio di solai normalizzato
(L’n,w) definito dalla norma UNI EN ISO 140-6:2000;
•
LAS,max: livello massimo di pressione sonora, ponderata
A con costante di tempo slow, per gli impianti a
funzionamento discontinuo;
Leq(A) : livello continuo equivalente di pressione sonora
ponderata A, per gli impianti a funzionamento continuo.
•
acustico
standardizzato
di
facciata
D.P.C.M. 5 dicembre 1997
Requisiti acustici passivi degli edifici
Potere
fonoisolante
Isolamento
acustico
Calpestio
Pressione
sonora
Livello
continuo
R’w
D2m,nT,w
L’n,w
LASmax
Leq(A)
Ospedali, cliniche
55
45
58
35
25
Abitazioni, alberghi
50
40
63
35
35
Scuole
50
48
58
35
25
Uffici palestre negozi
50
42
55
35
35
Fonte: Allegato A del DPCM 5 dicembre 97, Tab. B
Rw e D2m,nT,w sono indici di valutazione del potere fonoisolante, più e elevato
maggiore è l’isolamento.
Al contrario gli indici Lnw, LASmax, Leq(A), esprimono il rumore che passa
quindi più è basso meglio è.
Rw
Lnw
50
40
45
38
Isolamento acustico standardizzato di facciata
Isolamento acustico
condizionato:
•
•
•
•
standardizzato
di
facciata
è
pesantemente
Dal potere fonoisolante dei vetri
Dalla classe di tenuta all’aria e dal peso dei telai in cui sono inseriti i
vetri
Nota: Serramenti in PVC o in Legno non offrono abbattimento acustico
paragonabile all’alluminio di qualità
Dalla presenza dei cassonetti
Dalla presenza di aperture di ventilazione per assicurare i ricambi d’aria
degli ambienti
Di minore importanza è invece l’entità della
superficie dei componenti finestrati rispetto a quella
totale
Isolamento acustico standardizzato di facciata
D2m,nT,w = R’wm + ∆Ls + 10 log [ V · (6 T0 S)-1 ] dB
•
•
•
•
•
R’wm = potere fonoisolante medio della facciata,
comprendente vetri telaio, cassonetto, sottofinestra ecc;
∆Ls = effetto schermante dovuto alla forma della facciata;
V = volume dell’ambiente ricevente;
S = area totale della facciata vista dall’interno;
T0 = tempo di riverberazione.
UNI EN 12354-3:2002
Valutazione delle prestazioni acustiche
di edifici a partire dalle prestazioni dei
prodotti da costruzione.
Isolamento acustico contro il rumore
proveniente dall’esterno per via aerea
Potere fonoisolante medio
Il potere fonoisolante apparente, R’, della facciata per un campo sonoro
incidente diffuso è calcolato come:
R’wm = -10 · log (Σi τe,i)
dove τe,i è il fattore di trasmissione della potenza sonora irradiato da
dall’elemento elemento i-esimo di facciata
τe,i = Si / S 10 – Ri / 10
Rw
Si
Finestra
33
4,5
Parete doppia (400Kg/m2)
57
9
Rwm
38
13,5
Media ponderata Rw
49
13,5
Schermatura della facciata
Fonte: Appendice C UNI EN 12354-3:2002
Tempo di riverberazione T
Tempo necessario perché il livello di pressione sonora in un ambiente sia
ridotto di 60 dB rispetto a quello che si ha all’istante in cui la sorgente
sonora ha cessato di funzionare (UNI EN ISO 3382:2001).
chiese
musica sinfonica
opera
teatro
cinema
sala conferenze
sala registrazione
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
2,2
…
Fonte: Prof. Ing. Livio Mazzarella – Politecnico di Milano
Determinazione della prestazione acustica di un serramento
•
Test di laboratorio secondo UNI EN ISO 140-3:1997
… o più semplicemente …
•
Calcolo
Il procedimento di calcolo è di tipo tabellare e si basa sul valore di
isolamento acustico Rw(C;Ctr) del vetro (IGU – Insulate Glass Unit) e sulla
tipologia di costruzione del serramento
Nota: Entrambi i metodi sono validi ai fini della marcatura CE
Nota: I valori Rw(C;Ctr) determinati con i due metodi si riferiscono ad un
serramento di riferimento 1,23 m x 1,48 m per dimensioni diverse bisogna
applicare dei coefficienti correttivi secondo tabella B.3 del prEN 14351-1:200404
Metodo di calcolo tabellare
prEN 14351-1:2004-04
Il metodo di calcolo tabellare si applica a :
•
finestre singole secondo la definizione contenuta nella norma UNI EN
12519:2004
•
serramenti a battente con classe di permeabilità all’aria 3 o superiore
secondo UNI EN 12207:2001
•
serramenti scorrevoli con classe di permeabilità all’aria 2 o superiore
secondo UNI EN 12207:2001
•
serramenti con guarnizioni morbide che si mantengano flessibili nel
tempo, resistenti agli agenti atmosferici, facili da sostituire e almeno una
deve essere continua
Nota: Il metodo non è applicabile a IGUs con SF6
Procedura di calcolo del valore Rw(C;Ctr) con metodo tabellare
•
Noto il valore Rw del vetro dalla tabella B.1 si ricava il valore Rw del
serramento
IGU Rw
Single windows
Single, sliding windows
[dB]
Window Rw
[dB]
Number of
seals required
Window Rw
[dB]
Number of
seals required
27
30
1
25
1
28
31
1
26
1
29
32
1
27
1
30
33
1
28
1
32
34
1
29
1
34
35
1
29
1
36
36
2
30
1
38
37
2
N/A
N/A
40
38
2
N/A
N/A
Fonte: Tab. B.1 prEN 14351-12004-04
Procedura di calcolo del valore Rw(C;Ctr) con metodo tabellare
•
Noto il valore Rw del vetro dalla tabella B.1 si ricava il valore Rw del
serramento
•
Noto il valore Rw + Ctr del vetro dalla tabella B.2 si ricava il valore Rw +
Ctr del serramento
IGU Rw + Ctr
Single windows
Single, sliding windows
[dB]
Window Rw
[dB]
Number of
seals required
Window Rw
[dB]
Number of
seals required
24
26
1
24
1
25
27
1
25
1
26
28
1
26
1
27
29
1
26
1
28
30
1
27
1
30
31
1
27
1
32
32
2
28
1
34
33
2
N/A
N/A
36
34
2
N/A
N/A
Fonte: Tab. B.2 prEN 14351-12004-04
Procedura di calcolo del valore Rw(C;Ctr) con metodo tabellare
•
Noto il valore Rw del vetro dalla tabella B.1 si ricava il valore Rw del
serramento
•
Noto il valore Rw + Ctr del vetro dalla tabella B.2 si ricava il valore Rw +
Ctr del serramento
•
Si pone il valore C pari a –1 dB
•
Si calcola il valore Ctr come differenza tra il valore Rw + Ctr e Rw trovati
•
Si applicano i coefficienti correttivi in funzione dell’area del serramento
Window size range
Sound insulation value for window
Test result for test
specimen of any size
Tabulated values
-100% to +50% of test
specimen overall area
Overall area ≤ 2,7m2
Rw and Rw + Ctr according to test or
calculate
+50% to +100% of test
specimen overall area
2,7 m2 < Overall area ≤ 3,6 m2
Rw and Rw + Ctr corrected by –1 dB
+100% to +150% of test
specimen overall area
3,6 m2 < Overall area ≤ 4,6 m2
Rw and Rw + Ctr corrected by –2 dB
> +50% of test specimen
overall area
4,6 m2 < Overall area
Rw and Rw + Ctr corrected by –3 dB
Fonte: Tab. B.3 prEN 14351-12004-04
Procedura di calcolo del valore Rw(C;Ctr) con metodo tabellare
•
Noto il valore Rw del vetro dalla tabella B.1 si ricava il valore Rw del
serramento
•
Noto il valore Rw + Ctr del vetro dalla tabella B.2 si ricava il valore Rw +
Ctr del serramento
•
Si pone il valore C pari a –1 dB
•
Si calcola il valore Ctr come differenza tra il valore Rw + Ctr e Rw trovati
•
Si applicano i coefficienti correttivi in funzione dell’area del serramento
•
Abbiamo determinato il valore Rw(C;Ctr) del serramento
Esempio di calcolo del valore Rw(C;Ctr)
9
9
9
9
Dimensioni del serramento 1,2 m x 1,6 m
Numero guarnizioni 1
Permeabilità all’aria classe 3
IGU Rw(C;Ctr) = 30(-1;-4) dB
•
•
•
•
•
•
IGU Rw = 30 dB dalla tabella B.1 si ricava il valore Rw = 33 dB
IGU Rw + Ctr = 26 dB tabella B.2 si ricava il valore Rw + Ctr = 28 dB
Si pone il valore C pari a –1 dB
Ctr = 28 – 33 = – 5 dB
Non applico coefficienti correttivi (1,2 m x 1,6 m = 1,92 m2 < 2,7,m2)
Rw(C;Ctr) = 33(-1;-5) dB