Calcolo del
Simone Secchi – Calcolo del livello di rumore da calpestio di solai
Livello di rumore da calpestio di solai
Simone Secchi
Dipartimento di Tecnologie dell’Architettura e Design “Pierluigi Spadolini”
Università di Firenze
[email protected]
http://www.taed.unifi.it/fisica_tecnica
21:02:03
Requisiti acustici
Comparazione normativa
Simone Secchi – Calcolo del livello di rumore da calpestio di solai
Requisiti acustici passivi degli edifici, dei loro componenti e degli impianti tecnologici
(DPCM 51297)
Categorie
R'w
D2m,nT,w
L'n,w
LASmax
LAeq
residenze, alberghi, pensioni e assimilabili
50
40
63
35
35
scuole e simili
50
48
58
35
25
ospedali, cliniche, case di cura e simili
55
45
58
35
25
uffici, per attività ricreative, il culto, il commercio o
simili
50
42
55
35
35
Confronto tra Decreto 5/12/97 e Decreto 18/12/75 (norme tecniche per l'edilizia scolastica)
R'w
D2m,nT,w
L'n,w
LAmax
scuole e simili
50
48
58
35
scuole
40
25 (Rw fin.)
68
40
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Indice di valutazione del livello apparente di rumore da
calpestio tra ambienti sovrapposti
Livelli di prestazione (D.P.C.M. 5/12/97)
Simone Secchi – Calcolo del livello di rumore da calpestio di solai
Cat. Classificazione degli ambienti
L’,nw
A
Residenze o assimilabili
63
B
Uffici ed assimilabili
55
C
Alberghi, pensioni e simili
63
D
Ospedali, cliniche, case di cura e simili
58
E
Scuole e simili
58
F
Attività ricreative e di culto e simili
55
G
Attività commerciali e simili
55
21:02:04
Livello di rumore da calpestio
Simone Secchi – Calcolo del livello di rumore da calpestio di solai
Significato del parametro
L’pavim.
Generatore di rumore impattivo
L’controsoff.
L’i
 A

Ln  Li  10 lg  
 A0 
(dB)
Li = Livello medio di pressione sonora nell'ambiente disturbato (dB)
A = Assorbimento equivalente nell'ambiente disturbato (m2)
A0 = Assorbimento equivalente di riferimento (= 10 m2)
21:02:04
Simone Secchi – Calcolo del livello di rumore da calpestio di solai
Livello di rumore da calpestio
A differenza che per l’isolamento acustico ai rumori aerei,
dove si valuta una differenza tra due livelli sonori (ambienti
sorgente e ricevente), in cui vengono eliminate le specifiche
caratteristiche della sorgente sonora,
nel livello di rumore da calpestio
il livello misurato è funzione
oltre che delle caratteristiche del solaio
anche di quelle del generatore di rumore.
21:02:04
Calcolo del livello di rumore da calpestio
 p
L p  10 lg  r
 p ref
Simone Secchi – Calcolo del livello di rumore da calpestio di solai
p r2



2
S
 4  02 c02 v 2 
A
F
F ReY
2
v2 
 m' S
<v2>
<pr2>
A
<v> = velocità media di vibrazione del solaio (m/s);
 = coefficiente di irraggiamento;
S = superficie del solaio (m2);
A = unità fonoassorbenti dell’ambiente ricevente;
F = forza di impatto del generatore di rumore da calpestio;
Y = mobilità del solaio;
* = smorzamento totale del solaio
F può essere calcolata note le caratteristiche del generatore di rumore da calpestio;
Y e * possono essere calcolati per solai omogenei note le caratteristiche di questi
21:02:05
Livello di rumore da calpestio tra ambienti sovrapposti
Metodo di calcolo per solai omogenei
Simone Secchi – Calcolo del livello di rumore da calpestio di solai
L'n  10 lg  f   10 lg    10 lg Ts   20 lg m'  10 lg cL h  130,5 (dB)
f = frequenza di analisi (Hz);
= coefficiente di irraggiamento della struttura (si può assumere un valore di 0,9 – 1
per frequenze distanti dalla coincidenza (frequenza critica));
Ts = tempo di riverberazione strutturale del solaio (s);
m’ = massa superficiale del solaio (kg/m2);
cL = velocità di propagazione delle onde in direzione longitudinale (m/s);
h = spessore del solaio (m)
La norma UNI EN ISO 12354-2 ammette l’utilizzo della formula anche
per solai composti da travetti e blocchi interposti.
i
Ma la correttezza dell’approssimazione
dipende dall’interasse tra i travetti
21:02:05
Stima del coefficiente di irraggiamento
(solai omogenei)

 
Simone Secchi – Calcolo del livello di rumore da calpestio di solai
f  0,5 ln k0 l1l2   ;
f  2

l2  l2 5l2
1


  0,964   0,5 
ln 

2


l
l
2

l
4

l
l
k
1
1
1
1 2 0

k0 = numero d'onda (2f/c0)
l1 e l2 = dimensioni del pannello (l1 > l2)
21:02:06
80
10
0
12
5
16
0
20
0
25
0
31
5
40
0
50
0
63
0
80
0
10
00
12
50
16
00
20
00
25
00
31
50
40
00
50
00
63
50
Coefficiente di irraggiamento
Simone Secchi – Calcolo del livello di rumore da calpestio di solai
Esempio di stima teorica del coefficiente di irraggiamento per un solaio di
dimensioni 4 x 4 metri
2.50
2.00
1.50
1.00
0.50
0.00
frequenza (Hz)
21:02:06
Confronto tra dati teorici e sperimentali
Per un solaio in calcestruzzo denso spesso 10 cm
Solaio monolitico spesso 10 cm in calcestruzzo
Livello normalizzato di rumore da calpestio (dB)
Simone Secchi – Calcolo del livello di rumore da calpestio di solai
80
78
76
74
72
70
68
66
64
62
60
100
125
160
200
250
315
400
500
630
800
1000
1250
1600
2000
2500
3150
4000
5000
frequenza (Hz)
valore teorico
valore sperimentale
21:02:06
Simone Secchi – Calcolo del livello di rumore da calpestio di solai
Esempio di misura in opera per un solaio in laterocemento, finito
21:02:06
Simone Secchi – Calcolo del livello di rumore da calpestio di solai
La stima teorica del livello di rumore da calpestio è
resa complessa da:
• difficoltà nel definire le caratteristiche elastiche dei materiali
usati (travetti, blocchi interposti, calcestruzzi, materiali elastici
…)
• difficoltà nel conoscere le reali condizioni di posa in opera
(integrità dei blocchi, spessore dei getti, interferenze con
l’impiantistica …)
• Difficoltà nel quantificare l’entità della trasmissione laterale
21:02:06
La trasmissione sonora laterale dei rumori impattivi
struttura di
separazione
S
<pr2>
D12
F
Simone Secchi – Calcolo del livello di rumore da calpestio di solai
F
S1
S2
struttura 2
struttura 1
2
<v1 >
2
<v2 >
 l12l0 
R1  R 2
 (dB)
Ln ,12  Ln 
 K12  10 lg 
2
 S2 
Ln = livello normalizzato di rumore da calpestio del solaio (dB);
R1,2 = potere fonoisolante delle strutture coinvolte nella trasmissione (dB);
K1,2 = indice di riduzione delle vibrazioni (dB);
S2 = superficie dell’elemento laterale posto nell’ambiente ricevente (m2);
L1,2 = lunghezza del giunto (m);
l0 = 1 m
21:02:06
Calcolo dell’indice di riduzione delle vibrazioni Kij
K12
m ’
m’
Struttura 2
Giunti rigidi a croce:
K13 = 8,7 + 17,1 M + 5,7 M2
Simone Secchi – Calcolo del livello di rumore da calpestio di solai
M = lg (m’/m')
K12 = 8,7 + 5,7 M2
(= K23)
Giunti rigidi a T:
 m' 
M  lg  i  K13
 m'i 
Struttura 1
Struttura 1
Struttura 3
Struttura 3
K13 = 5,7 + 14,1 M + 5,7 M2
K12 = 5,7 + 5,7 M2
K13
(= K23)
K12
Struttura 2
21:02:07
La trasmissione sonora laterale dei rumori impattivi
Caso studio
105
F
95
Livelli di velocità di vibrazione (dB)
Simone Secchi – Calcolo del livello di rumore da calpestio di solai
100
solaio
90
parete sud
85
parete ovest
80
parete nord
75
parete est
70
65
100
125
160
200
250
315
400
500
630
800 1000 1250 1600 2000 2500 3150
21:02:07
Calcolo della riduzione di livello di rumore da calpestio
pavimentazione
massetto
strato elastico
solaio
f
L  30 lg
(dB)
f0
Simone Secchi – Calcolo del livello di rumore da calpestio di solai
intonaco
s
f 0  160
m
(Hz)
f = frequenza di analisi (Hz)
f0 = frequenza di risonanza del
sistema pavimento galleggiante solaio (Hz)
s’ = rigidità dinamica sup. dello strato elastico del pavimento galleggiante (MN/m3)
m’ = massa superficiale del massetto del solaio (sopra lo strato elastico) (kg/m2)
Nel caso di più strati di materiale elastico
sovrapposti:
s'tot 
1
 n 1
  
 i 1 s'i 
(MN/m 3 )
21:02:07
Simone Secchi – Calcolo del livello di rumore da calpestio di solai
Determinazione dell’indice di valutazione per
l’isolamento ai rumori impattivi (UNI EN ISO 717-2)
21:02:08
Calcolo semplificato dell’indice di valutazione del livello
normalizzato di rumore da calpestio
Simone Secchi – Calcolo del livello di rumore da calpestio di solai
Ln , w  164  35 lg( m' ) (dB)
m‘ = massa superficiale del solaio nudo (kg/m2)
Per solai omogenei in cemento armato monolitico:
Lnw = 117 - 30 lg(s)
(dB)
21:02:08
Simone Secchi – Calcolo del livello di rumore da calpestio di solai
Indice di valutazione del livello apparente di rumore da
calpestio tra ambienti sovrapposti
L'n, w  Ln, w  Lw  K (dB)
Ln,w = Indice di valutazione del livello normalizzato di rumore da calpestio (da
dati sperimentali o da calcolo)
Lw = Riduzione del livello per presenza di pavimenti galleggianti (dB)
K = Incremento del livello per trasmissione sonora laterale (dB)
21:02:08
Calcolo semplificato della trasmissione laterale
Massa superficiale media delle strutture laterali(kg/m2)
massa superficiale del solaio
(kg/m2)
Simone Secchi – Calcolo del livello di rumore da calpestio di solai
(solo in assenza di strati di rivestimento di pareti o solai
omogenei)
100
150
200
250
300
350
400
450
500
600
100
1
1
2
2
3
3
4
4
4
5
150
0
1
1
1
2
2
2
3
3
4
200
0
0
1
1
1
1
2
2
2
3
250
0
0
0
1
1
1
1
2
2
2
300
0
0
0
0
1
1
1
1
1
2
350
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
400
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
450
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
500
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
21:02:08
Simone Secchi – Calcolo del livello di rumore da calpestio di solai
Calcolo semplificato della riduzione di livello di rumore da
calpestio
500
Lw  30 lg
(dB)
f0
f0 = frequenza di risonanza del sistema pavimento
galleggiante - solaio (Hz)
21:02:09
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