Acustica Edilizia – IV

Isolamento Acustico di una Facciata

Il potere fonoisolante di una facciata dipende da molti fattori di cui i punti più deboli sono le finestre, le porte, eventuali prese d’aria, cassonetti, ecc.. le finestre le più deboli in assoluto, soprattutto a tapparelle alzate, in cui il vetro è l’elemento meno isolante tra quelli che compongono la finestra, per cui dovrà essere considerato con maggiore cura.

Nell’esempio in figura 1 si vede l’andamento del potere fonoisolante di 3 diverse pareti (A – senza finestre, B – con una finestra, C – con quattro finestre).

Fig. 1 hhfhg.PNG

Si nota chiaramente come la frequenza di risonanza a circa 200 Hz è sempre presente (data fondamentalmente dalla parete), mentre la frequenza critica prende valore in presenza delle finestre. Più finestre ci sono e più il potere fonoisolante diminuisce.

La stima dell’Isolamento Acustico di Facciata è dato dalla seguente formula:

ngffgn.PNG

Dove R’ è il potere fonoisolante apparente della parete, ΔLfs è la differenza del livello sono in facciata tra il suono rilevato all’esterno e quello all’interno dell’area da insonorizzare come spiegato nel precedente articolo, esso dipenderà dalla forma della facciata, dalla presenza di un balcone esterno e sue proprietà assorbenti-riflettenti, dalla direzione dell’onda sonora. V è il volume dell’ambiente ricevente, T0 è il tempo di riverbero di riferimento (0,5 s), S è la superficie della facciata (m2).

La presenza del Balcone ma anche pareti che coprono le balconate (es. contro la pioggia) (fig. 2), può determinare un aumento del potere fonoisolante se il suono impatta prima su di esso che sulla superificie (soprattutto sei il suono proviene dal basso), cosi da essere filtrante e mascherante, ma anche elemento di risonanza facendo calare ulteriormente il potere fonoisolante (soprattutto per il suono provenire dall’alto), in quanto che la loggia stessa che forma il balcone essendo chiusa creare riflessioni multiple che possono trovarsi in fase tra loro.

In figura 2 un riassunto di come il suono dall’esterno passa all’interno di una struttura (esempio abitazione).

Fig. 2 tgff.PNG

Quindi il suono può trasmettersi per via diretta attraverso gli elementi di facciata, come appunto finestre, porte, ecc.., per via indiretta attraverso le pareti solide, ostacolato eventualmente dalla presenza di balcone e tetto, cui il suono può sfruttare la sua forma e struttura per trasmettersi alla pareti a cui è connesso.

Eventuali altre aperture possono permettere più facilmente al suono di passare da un ambiente all’altro.

 

Pavimenti Galleggianti

Per la riduzione del rumore da calpestio il metodo più utilizzato è quello del Pavimento Galleggiante (fig.3), in cui le proprietà del materiale resiliente utilizzato (principalmente la sua rigidità dinamica) sono fondamentali per definire il potere fonoisolante. La posa in opera deve essere il più  possibile accurata al fine di prevenire contatti diretti del materiale con la pavimentazione cosi da evitare che il suono passi in modo diretto attraverso la giunzione tra i due materiali che si viene a creare riducendo l’isolamento acustico finale.

Fig. 3 gfdgfgd.PNG

Il piano di posa deve essere il più livellato e privo di rugosità possibile onde evitare danni quando viene poggiato il materiale, ed evitare contatti indiretti con il materiale come appena descrito, detti anche ponti acustici.

La soletta deve essere separata dalle pareti laterali e dai pilastri di sostegno mediante l’interposizione di una striscia elastica sperimentale, sempre per evitare contatti e ponti acustici tra il materiale e il pavimento.

E’ importante che durante la gettata il massetto non vada in contatto con la soletta sottostante, con le pareti del locale, e bisogna fare attenzione che il materiale non venga lesionato. E’ opportuno quindi proteggere il materiale con una pellicola in polietilene o simili.

Eventuali impianti tecnologici presenti all’interno del pavimento galleggiante devono opportunamente essere isolati con apposite guaine elastiche, cosi da impedire il contatto diretto tra pavimento e materiale isolante. ma anche con solaio e pareti laterali.

Se montato a regola d’arte la riduzione del rumore da pavimento galleggiante può anche arrivare ai 30 dB.

Fig. 4 vdfvd.PNG

In figura 4 due esempi di pavimenti, in cui (A) è un normale pavimento, (B) è l’applicazione del pavimento galleggiante al pavimento (A).

Si vede chiaramente come l’aumento del potere fonoisolante sia notevole > 30 dB, soprattutto alle medie ed alte frequenze, mentre risulta poco efficiente nella trasmissione delle basse frequenze. Vi è poi una determinata frequenza (in questo caso 80 Hz) in cui la risonanza stessa del pavimento galleggiante fa calare maggiormente il suo potere fonoisolante rispetto al non essere presente.

Fig. 5 ngnngf.PNG

In figura 5 invece ci sono due tipologie di pavimenti galleggianti, una realizzata con materiale resiliente in Parquet (più per interno), (fig. 6), ed una con materiale resiliente Ceramica (più per esterno), (fig. 7), (sono i materiali generalmente più utilizzati).

Fig. 6 -pavimento-sopraelevato-520.jpg

Fig. 7 sopraelevato_esterno.jpg__950x505_q85_crop_subsampling-2.jpg

Si vede come il potere fonoisolante sia più o meno uguale fino a circa 500 Hz, mentre più la frequenza cresce e più le differenze si notano, questo causato dalle diverse proprietà dinamiche dei due materiali. Il pavimento in parquet presenta un’efficienza di smorzamento maggiore, indice di un minore potere fonoisolante a quelle frequenze, essendo più delicato rispetto alla ceramica è molto utilizzato in interno mentre meno in esterno.

Indice di Valutazione

L’indice di valutazione di un pavimento galleggiante è definito facendo la differenza tra l’indice ottenuto dal solaio nudo e quello ottenuto dopo applicazione del pavimento galleggiante (vedi indici di valutazione spiegati nei precedenti articoli).

L’indice del potere fonoisolante del solaio nudo è ottenibile teoricamente dalla formula:

fdfdgf.PNG

m’ è la massa superficiale del solaio.

E’ comunque una formula molto semplificata che sottostima il reale potere fonoisolante in quanto non tiene conto del potere di trasmissione delle pareti e solai non omogenei in caso che il pavimento galleggiante non sia posato a regola d’arte. Anche il tipo di solaio fa dipendere l’efficienza di questa formula, che da buoni risultati per solai grezzi omogenei, mentre molto meno precisi per solai il latero-cemento non omogenei.

L’indice del potere fonoisolante del pavimento galleggiante è ottenibile teoricamente dalla formula:

fdfd.PNG

Dove f è la frequenza da cui si vuole ricavare il potere fonoisolante, f0 è la risonanza propria del pavimento galleggiante composto dalla struttura e materiale resiliente applicato.

fdgfdgfd.PNG

La frequenza di risonanza è ricavabile dalla formula sopra, in cui s’ è la rigidità dinamica del materiale (NM/m3), m’ è la massa superficiale dello strato di rivestimento del pavimento galleggiante (Kg/m2).

La differenza tra il potere fonoisolante del solo solaio e quella del pavimento galleggiante è il potere fonoisolante complessivo (frequenza per frequenza).

Generalmente tanto più è bassa la frequenza di risonanza del pavimento galleggiante e tanto più è alto il potere fonoisolante e quindi l’indice del potere fonoisolante.

Per ottimizzare questi valori, non potendo aumentare la massa del massetto e dello spessore della soletta, sia per evitare di schiacciare il materiale resiliente che per i notevoli aumento di costi, è importante lavorare con materiale a più bassa rigidità dinamica possibile.

In media un materiale per pavimenti galleggianti non deve avere una rigidità dinamica superiore ai 50 MN/m3. Più si aumenta lo spessore del materiale e più la sua rigidità dinamica si abbassa.

Per concludere si può dire quindi che l’isolamento acustico di un pavimento galleggiante è dato da:

L’nW = LnW – ΔLw + K

LnW è il potere fonoisolante del solaio senza pavimento galleggiante, ΔLw è l’indice dell’isolamento acustico dato dal pavimento galleggiate, K è il contributo peggiorativo della trasmissione del suono per via laterale.

In figura 8 un esempio grafico di come varia il potere fonoisolante di un pavimento galleggiate al variare della rigidità dinamica e massa del materiale resiliente applicato.

Fig. 8 vbbbbd.PNG

Sull’asse verticale il potere fonoisolante, sull’asse orizzontale la massa del pannello di materiale resiliente, i valori (B) indicano la rigidità dinamica di riferimento.

 

Trasmissione del Suono per via Laterale

Abbiamo visto ed anticipato come il suono all’interno di un ambiente confinato, come ad esempio un abitazione, si propaga sia per via diretta attraversando la parete divisoria, che per via laterale attraverso le pareti a cui il divisorio è direttamente connesso.

In figura 9 un esempio grafico.

Fig. 9 ergee.PNG

Quindi il suono che arriva alla stanza ricevente è la somma tra quello che passa direttamente dala parete e quello che passa per vie laterali, questi suoni avranno tempo di arrivo e quindi anche fasi differenti, il tutto contribuirà a creare riverberazione, fasi e controfasi, modifiche dello spettro tonale del suono, quindi molto differente rispetto a com’era nell’ambiente in cui è stato emesso.

Calcolo del Potere Fonoisolante

Per fare questo è necessario calcolare e fare la differenza di ogni singolo potere fonoisolante di ogni singola trasmissione. Nell’esempio in figura 9 ci sono ben 4 tipi di trasmissione, una diretta attraverso il divisorio, 2 dalle facciate laterali della stanza in cui viene emesso il suono, una indiretta dal divisorio verso la facciata laterale della parete nella stanza ricevente, essendo direttamente connesso.

In un contesto reale si verificano in media 12 percorsi di trasmissione laterale per ogni divisorio tra due ambienti (tre percorsi per ogni giunto laterale).

La vibrazione degli elementi strutturali è causa principale di trasmissione laterale del suono, è per cui bene in fase di posa considerare anche questo fattore, utilizzando materiale con grandi masse o spessori e possibilmente ben piantati a terra, e con i giunti di ancoraggio tra le varie pareti ben coperti da materiale assorbente cosi da evitare un forte trasferimento energetico tra le pareti.

 

Aspetti Pratici

Di seguito alcuni aspetti pratici e riassuntivo di quello che abbiamo visto in questa serie di articoli sull’acustica edilizia.

Per il calcolo teorico del potere fonoisolante medio di pareti generiche, le formule viste in questa serie di articoli non sono le uniche, ma ci sono delle varianti che vado a mostrare (fig. 10).

Fig. 10vvvvvvv.PNG

Dove m’ è la massa superficiale della parete.

In figura 11 altre formule teoriche per il calcolo specifico di Pareti Semplici, e pareti in Blocchi di Argilla Espansa.

Fig. 11bdfbdfbd.PNG

La stessa cosa vale per il calcolo teorico del potere fonoisolante di Solai (fig. 12).

Fig. 12 fdvdffdv.PNG

In figura 13 un esempio di posizionamento ed effetti (fig. 14) per le Pareti Doppie.

Fig. 13jkbkjb.PNG

Fig. 14klnhu

In figura 15 alcuni esempi di Pareti Doppi e relativi indici.

Fig. 151

2

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In figura 16 un esempio di costruzione combinata tra Pareti Semplici e Doppie e potere fonoisolante di alcuni elementi in opera (fig. 17).

Fig. 16kikuh

Fig. 1711.PNG

12.PNG

L’applicazione del materiale resiliente non è limitata al pavimento galleggiante, ma può anche essere sfruttata allo stesso modo per aumentare il potere fonoisolante di pareti e soffitti, in (fig. 18 e 19) un esempio di montaggio del materiale resiliente ad una parete.

Fig. 18 hjvjvj.PNG

Fig. 19  pelle resiliente.PNG

 

Controparete

In figura 20 un esempio di applicazione e relativi dati dell’isolamento acustico. Quando il materiale resiliente è applicato alla parete è detto Controparete.

Fig. 20hgygiyg

In figura 21 alcuni esempi di contropareti e relativi dati del potere fonoisolante.

Fig. 21ffsfff.PNG

Le lastre di Gesso sono tra i materiali più utilizzati nella creazione di Contropareti, sia per il basso costo, che per il facile montaggio e modellazione, che per l’estrema leggerezza potendole montare nei più svariati punti di un ambiente, anche ai piani superiori in cui spesso pareti pesanti non possono essere montate per via della fragilità del pavimento e struttura sottostante, il tutto ottenendo degli ottimi risultati sul potere fonoisolante.

In figura 22 un esempio di confronto tra il potere fonoisolante di una parete in Laterizio ed una in Cartongesso.

Fig. 22ghhh.PNG

In figura 23 le formule più utilizzate per il calcolo teorico del potere fonoisolante di pareti in cartongesso.

Fig. 23 csc.PNG

Pareti Composite

In caso di utilizzo di pareti di diversa tipologia, al fine di creare un materiale composto con un mix delle caratteristiche di ogni singolo materiale, per il livello teorico di calcolo del potere fonoisolante totale, è utile seguire il grafico di figura 24.

Fig. 24 efe.PNG

In cui tracciando una linea immaginaria tra 3 differenti valori di scala che rappresentano uno il rapporto tra le superifici dei materiali utilizzati, uno la differenza dei singoli poteri fonoisolanti e uno la scala della diminuzione dell’isolamento acustico, è possibile rilevare il potere fonoisolante totale.

 

Considerazioni

Alcune considerazioni sulle proprietà di varie modalità di riduzione rumore da calpestio in opera:

Pavimento Ricoperto con Materiale Resiliente (Tappeti, Moquette, Pavimento in Legno, Pavimento in Ceramica).

n.b. L’utilizzo di tappeti e moquet sopra al pavimento ancor meglio se galleggiante, è sicuramente un ottima soluzione per incrementare il potere di isolamento acustico da calpestio.

Questa prima soluzione deve essere fatto nel locale disturbante, in caso di intervento d’urgenza poco invasivo, ha efficacia sul solo suono diretto.

Pavimento Galleggiante

Questa soluzione deve essere sempre fatta nel locale disturbante come nel caso precedente, è realizzabile in fase di progettazione-costruzione, quindi più costosa. E’ efficace sulla trasmissione diretta e laterale.

In figura 25 una tabella indicativa sull’incremento dei potere fonoisolante dato dalla presenza di tappeti e rivestimenti sopra al pavimento grezzo.

Fig. 25 dbffdbf.PNG

 

 

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