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Fisica Tecnica Università di Cagliari · DICAAR
Ingegneria e Architettura

Strumenti

Isolamento fra due ambienti

Quanto suono passa da una stanza a quella accanto — e soprattutto da dove passa. Il muro che divide i due ambienti è solo una delle tredici vie: le altre dodici girano intorno, attraverso il pavimento, il soffitto e le pareti laterali. È il motivo per cui un divisorio da 55 dB in laboratorio ne fa 45 in opera, e chi dimensiona solo il divisorio sbaglia sempre nello stesso verso.

Ambiente ricevente
Da queste tre misure discende tutto il resto: divisorio di 12,0 m², volume di 60,0 m³, giunti lunghi 4 m sopra e sotto e 3 m ai lati.
Zero quando i due ambienti si affacciano per intero. Se la stanza accanto è spostata di lato, in comune resta solo una parte della parete: qui 4 m su 4, cioè 12,0 m² invece di 12,0. Il resto della parete dà da un'altra parte e non entra nel conto.
Divisorio
Una controparete in cartongesso su struttura indipendente vale 8-15 dB, appoggiata molto meno. Si applica su entrambe le facce.
Solai — pavimento e soffitto
Parete laterale A
Tipicamente la facciata: il divisorio ci si innesta, quindi giunto a T.
Parete laterale B
Spesso il muro verso il corridoio, più leggero: è quasi sempre lui il colpevole.
Requisito di legge
DPCM 5 dicembre 1997, tabella B. Il limite vale fra ambienti di unità immobiliari distinte, non fra due stanze della stessa casa.
51 dB

R'w, potere fonoisolante apparente: il divisorio e tutte le vie laterali messe insieme. È quello che si misura in opera.

Termini di adattamento
C -1 · Ctr -5
Solo il divisorio
Rw 55 dB
Perso per i fianchi
4,0 dB
DnT,w
53 dB
Massa del divisorio
450 kg/m²
Frequenza critica
85 Hz
Banda peggiore
400 Hz (4,7 dB)

Requisito soddisfatto. Categoria A: serve R'w ≥ 50 dB, qui sono 51 dB, con 1 dB di margine.

ambiente ricevente 4 m × 5 m ambiente sorgente divisorio 25 cm · 450 kg/m² laterale A 30 cm · 270 kg/m² laterale B 10 cm · 90 kg/m² 4 m 5 m
La pianta di quello che si è scritto. In rosso la parte di parete che i due ambienti hanno davvero in comune; ai lati le due pareti laterali, disegnate con il loro spessore vero.
ricevente sorgente solaio 24 cm · 552 kg/m² solaio 24 cm · 552 kg/m² divisorio 25 cm · 450 kg/m² 3 m
La sezione: pavimento e soffitto sono gli altri due fianchi, e portano il suono esattamente come le pareti.
100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1k 1,25k 1,6k 2k 2,5k 3,15k 20 30 40 50 60 70 80 frequenza [Hz] potere fonoisolante [dB] Divisorio da solo D_nT R' apparente
In rosso R' apparente, quello che si misura. Tratteggiato il divisorio da solo: la distanza fra le due curve è tutta colpa delle trasmissioni laterali. In ambra DnT, che tiene conto della forma dell'ambiente ricevente.
100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1k 1,25k 1,6k 2k 2,5k 3,15k 20 30 40 50 60 70 80 frequenza [Hz] R' [dB] Riferimento traslato R' apparente
Come nasce il numero: la curva di riferimento della ISO 717-1 si fa scorrere verso la curva misurata finché la somma delle aree campite — gli scostamenti sfavorevoli — arriva a 32,0 dB senza superarli. Qui sono 23,5 dB. L'indice è il valore della curva traslata a 500 Hz.

Le tredici vie

Valori a 500 Hz, dalla più debole alla più forte. La via peggiore è quella su cui conviene intervenire: rinforzare le altre non sposta il risultato di un decibel.

Via Che cosa vuol dire K
dB
a 500 Hz
dB
Dd Attraverso il divisorio, direttamente — 52,3
Parete laterale B · Ff Entra ed esce dall'elemento laterale, scavalcando il giunto 18,3 55,7
Parete laterale B · Fd Entra dall'elemento laterale, esce dal divisorio 8,5 56,3
Parete laterale B · Df Entra dal divisorio, esce dall'elemento laterale 8,5 56,3
Parete laterale A · Fd Entra dall'elemento laterale, esce dal divisorio 6,0 62,0
Parete laterale A · Df Entra dal divisorio, esce dall'elemento laterale 6,0 62,0
Parete laterale A · Ff Entra ed esce dall'elemento laterale, scavalcando il giunto 9,1 62,8
Pavimento · Ff Entra ed esce dall'elemento laterale, scavalcando il giunto 7,2 67,0
Soffitto · Ff Entra ed esce dall'elemento laterale, scavalcando il giunto 7,2 67,0
Pavimento · Fd Entra dall'elemento laterale, esce dal divisorio 8,7 67,2
Pavimento · Df Entra dal divisorio, esce dall'elemento laterale 8,7 67,2
Soffitto · Fd Entra dall'elemento laterale, esce dal divisorio 8,7 67,2
Soffitto · Df Entra dal divisorio, esce dall'elemento laterale 8,7 67,2

Banda per banda

Grandezza 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1k 1,25k 1,6k 2k 2,5k 3,15k
Divisorio, R 34,1 36,6 39,4 41,9 44,4 47,0 49,7 52,3 54,9 57,7 60,3 62,9 65,7 68,4 71,0 73,7
Apparente, R' 32,0 34,3 36,4 37,7 39,8 42,5 45,3 47,9 50,6 53,4 56,1 58,7 61,7 64,4 67,1 69,8
Riferimento traslato 32,0 35,0 38,0 41,0 44,0 47,0 50,0 51,0 52,0 53,0 54,0 55,0 55,0 55,0 55,0 55,0
Scostamento sfavorevole 0,0 0,7 1,6 3,3 4,2 4,5 4,7 3,1 1,4 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
Normalizzato, D_nT 34,0 36,3 38,5 39,8 41,8 44,5 47,3 49,9 52,7 55,5 58,1 60,8 63,7 66,4 69,1 71,9

Perché tredici vie e non una

Il suono che arriva nella stanza accanto non è passato tutto per il muro in mezzo. Una parte è entrata nel pavimento della stanza rumorosa come vibrazione, ha attraversato il giunto col divisorio ed è riemersa nel pavimento della stanza silenziosa, che l'ha irradiata come suono. Lo stesso fanno il soffitto e le due pareti laterali.

Per ciascuno dei quattro bordi ci sono tre modi di scavalcare: Ff entra ed esce dal fianco, Fd entra dal fianco ed esce dal divisorio, Df entra dal divisorio ed esce dal fianco. Dodici vie laterali più quella diretta Dd. Si compongono tutte in parallelo, sommando le potenze che passano e non i decibel:

R' = -10 \lg \left( 10^{-R_{Dd}/10} + \sum_{ij} 10^{-R_{ij}/10} \right)

Da cui la regola pratica: il risultato è sempre peggiore della via peggiore, e rinforzare le altre non serve a niente. È lo stesso motivo per cui una porta scadente rovina una parete ottima.

Il giunto

Ogni via laterale si calcola dalla media dei poteri fonoisolanti dei due elementi che attraversa, più l'indice di riduzione del giunto e un termine geometrico:

R_{ij} = \frac{R_i + R_j}{2} + \Delta R_i + \Delta R_j + K_{ij} + 10 \lg \frac{S_s}{l_0 \, l_f}

Kij dice quanta energia vibratoria si perde attraversando il giunto, e dipende dal rapporto fra le masse dei due elementi che si incontrano. Un divisorio pesante innestato su un fianco leggero scarica poco e il giunto isola bene; due elementi di pari massa lasciano passare quasi tutto. Le formule sono quelle dell'appendice E della ISO 12354-1 per giunti rigidi, e il valore si limita a zero perché un giunto non può amplificare.

Il termine geometrico dice che un divisorio largo soffre meno: a parità di giunto, più superficie c'è a trasmettere direttamente e meno pesa, in proporzione, quello che gira intorno.

L'indice di valutazione

Da sedici numeri se ne ricava uno con il metodo della curva di riferimento traslata, che è il secondo diagramma qui sopra. Una curva fissa scorre in verticale a passi di 1 dB verso quella misurata, e ci si ferma un attimo prima che la somma degli scostamenti sfavorevoli superi 32,0 dB — che sono 2 dB per ciascuna delle sedici bande. L'indice è il valore della curva traslata a 500 Hz.

Una media semplice non andrebbe bene: una parete con un cedimento in una banda sola si sente, e la media lo nasconderebbe. Il metodo della curva traslata penalizza i cedimenti locali, che è quello che fa anche l'orecchio. Curiosità che spiazza tutti: una parete la cui curva coincide esattamente con quella di riferimento ottiene Rw = 54, non 52, proprio perché il metodo concede quei 2 dB medi.

I termini C e Ctr correggono l'indice per due rumori reali: rumore rosa il primo, traffico urbano il secondo. Ctr pesa molto le basse frequenze, ed è per questo che una parete leggera — che alle basse va male — prende un Ctr molto negativo anche quando il suo Rw sembra buono. Se il rumore da difendere è il traffico, è quello il numero da guardare.

Quanto fidarsi

Il potere fonoisolante degli elementi è calcolato, non misurato: legge di massa a incidenza di campo sotto la frequenza critica, e sopra un'attenuazione che dipende dallo smorzamento. Lo scarto rispetto a una prova di laboratorio è di qualche decibel, e questo modello tende a stare dalla parte prudente. Serve a capire come si muovono le cose — raddoppio la massa e guadagno 6 dB, dimezzo lo spessore e l'avvallamento si sposta di un'ottava — non a firmare un collaudo. Per quello servono i rapporti di prova del produttore secondo la ISO 10140, e lì il calcolo si ripete sostituendo le curve misurate.

Che cosa è questo strumento, e che cosa non è

È materiale didattico. Serve a vedere come si muovono le cose — raddoppio la massa e cosa guadagno, sposto un parametro e dove va il risultato — e a far capire un procedimento che altrimenti resta una formula sul quaderno. I metodi di calcolo sono quelli delle norme citate; le costanti che vengono dalle norme sono riportate fedelmente, perché una costante sbagliata insegnerebbe una cosa sbagliata.

Ma i modelli sono semplificati, e ogni pagina dice i suoi: dove si calcola invece di misurare, dove si usa un valore tipico invece di un dato di prova, dove la norma distingue casi che qui sono accorpati. Lo scarto rispetto a una misura in opera è di qualche decibel, e in acustica qualche decibel è la differenza fra un collaudo passato e uno fallito.

Quindi: non si firma niente con questi numeri. Una valutazione previsionale si fa con i dati di prova dei prodotti che si installano davvero, con il modello dettagliato dove serve, e da parte di chi se ne assume la responsabilità. Qui si impara come funziona.

Da qui