Transcript 3TEA Formulario

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FORMULARIO
DI
ACUSTICA AMBIENTALE
ANNO 2012-2013
PROF. ING. RICCARDO FANTON
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VERSIONE 03-2014
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FORMULARIO
Equazione di un’onda armonica piana :
y  Asen[k ( x  Vt )]
Equazione di un’onda armonica sferica:
y
A
senkr  t 
r
V
Lunghezza d’onda:
  VT 
Numero d’onde:
k
Densità di energia:
D
 E 
 bA 2
Vol
Intensità di un’onda:
I
 E 
St
potenza :
W
velocità di un’onda sonora nell’aria:

2

I
W
S
 E 
t
c
p
  RT
c

M
formule sperimentali per la velocità del suono:
Per la temperatura T in Kelvin:
[m/s]
Per la temperatura t in Celsius:
Per i solidi:
[m/s]
[m/s]
pressione efficace di un suono:
costante b delle onde sonore ( densità dell’aria):
intensità di un’onda sonora:
densità di energia media di un onda piana:
densità di energia di un’onda sferica:
I  bA2V  b  A2 c
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frange d’interferenza costruttiva di due sorgenti di onde sferiche in fase:
r  n
con n = 0,1,2,3…
Frange d’interferenza distruttiva di due onde sferiche in fase:
r  2n  1

con n = 0,1,2,3…
2

Onde stazionarie:
Ln
Rifrazione, formula di Snell:
sen iˆ V1

 n12
sen rˆ V2
con n = 1,2,3,….
2
2
L  10  lg P 2 dB 
P0
Il decibel, livello di pressione sonora:
Vari tipi di livelli sonori:
Dove
LW  10 log
W
W0
LD  10 log
LI  10 log
I
I0
P2
LP  10 log 2
P0
1
 11
4
10 log r  2  20 log r
W0  10 12W
I 0  10 12 W
D
D0
10 log
m2
Collegamento LI con LW per onde sferiche:
LI  LW  20 log r  11
Pressione minima percepibile:
P0  2 10 5 Pa
Intensità minima percepibile:
P2
2 105
I0  0 
0c
400
Impedenza acustica:
z

p
 0c =400
v
Densità di energia minima percepibile:

2
 1012W / m3
in condizioni normali
I  Dc  D0 
I 0 10 12
j

 2.94 10 15 3
c
340
m
5
LI  LD  LP
Con queste costanti si ha:
Curva di ponderazione A
10
dB
0
-10
-20
-30
Frequenza (Hz)
Tabella 1: Ponderazione A
20000
16000
12500
8000
10000
6300
5000
4000
3150
2500
2000
1600
1250
800
1000
630
500
400
315
250
200
160
125
100
80
63
50
40
25
-50
31.5
-40
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Fattore di direttività:
Q = I  / Io
Indice di direttività:
D = 10 log Q (dB) (non confondere con la densità di energia)
Per la propagazione in campo libero di una sorgente puntiforme si ha:
LI = Lp = LW - 20 log r - 11 + 10 log Q
(dB)
ONDE CILINDRICHE
Dati:
Lwi= livello di potenza prodotto da un veicolo
n = numero di veicoli transitati nell’intervallo di tempo t
t = intervallo di tempo di transito degli n veicoli
v = velocità media di transito della colonna di n veicoli
l = vt lunghezza della colonna di n veicoli
r = distanza dalla colonna di veicoli del punto in cui si vuol conoscere il livello di
pressione.
ONDE SEMICILINDRICHE
Dati: stessi significati dei simboli di quelle cilindriche
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Coefficienti di assorbimento acustico dell'aria in dB/km (dalla Norma ISO 9613-1) per alcune
combinazioni di temperatura e umidità relativa dell'aria,
Frequenze centrali di banda di ottava
T(°C)
U,R,(%)
63
125
250
500
1000
2000
4000
8000
10
70
0,12
0,41
1,04
1,93
3,66
9,66
32,8
117,0
15
20
0,27
0,65
1,22
2,70
8,17
28,2
88,8
202,0
15
50
0,14
0,48
1,22
2,24
4,16
10,8
36,2
129,0
15
80
0,09
0,34
1,07
2,40
4,15
8,31
23,7
82,8
20
70
0,09
0,34
1,13
2,80
4,98
9,02
22,9
76,6
30
70
0,07
0,26
0,96
3,14
7,41
12,7
23,1
59,3
BARRIERE ACUSTICHE
=A+B-C
N
2 2f


c
a) In caso di sorgenti puntiformi:
L = 10 log(3  20 N )
b) In caso di sorgenti lineari:
L  10 log(2  55
. N)
Numeri di Fresnel
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FORMULA DI KURZE PER LE BARRIERE
L  5  20 log
2N
tanh 2N
Limiti di rumore
La legge italiana stabilisce dei limiti di rumore per tutelare la salute dei cittadini. Sia sul
posto di lavoro che nell’ambiente esterno esistono dei limiti che è obbligatorio rispettare se non si
vuole incorrere in pesanti sanzioni.
Sul posto di lavoro, come detto, il livello viene misurato come livello di esposizione
personale e la legge stabilisce 4 fasce di rumorosità:
Sotto 80 dBA
il rumore è considerato tollerabile senza che il lavoratore subisca
danni permanenti;
Tra 80 dBA e 85 dBA
sono obbligatorie visite periodiche per i lavoratori e controlli
costanti sul rumore per tentare di ridurlo;
Tra 85 dBA e 90dBA
obbligo di intervento sui macchinari in quanto la legge proibisce
l’utilizzo di macchine che producono un livello di rumore
superiore a 85 dBA. Inoltre sono obbligatorie visite ogni anno per
i dipendenti;
Oltre 90 dBA
in questo caso è necessaria una denuncia entro 60 giorni alle
autorità competenti. In mancanza di una denuncia, la fabbrica
può incorrere nella chiusura e in una multa (intorno ai € 30000)
per ogni giorno successivo al 60.
Tabella Errore. L'argomento parametro è sconosciuto.: Limiti di rumore nell'ambiente di
lavoro
In ambiente esterno invece esistono limiti diversi. La legge stabilisce 6 zone con limiti di
rumore diversi per il periodo diurno e per quello notturno.
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Le zone sono riassunte nella tabella seguente:
Zona
Limite diurno (dBA)
Limite notturno (dBA)
Nome zona
1°
50
40
Alta cautela (ospedali, scuole, ...)
2°
55
45
Residenziale
3°
60
50
Campagna
4°
65
55
Centri storici
5°
70
60
Industriale normale
6°
80
70
Esclusivamente industriale
Tabella A Limiti di rumore in ambiente esterno
Campo riverberante
Densità di energia diffusa nel campo riverberante
Tempo di riverberazione
Tc=0.161V/A*
A*=SaiSi+SAi
VALORI DI PROGETTO PER IL TEMPO DI RIVERBERAZIONE DI UN’AMBIENTE:
Dove le costanti K ed n valgono nei vari casi:
- Parola
K=0.3-0.4
- Musica leggera K=0.5-0.6
- Musica classica K=0.7-0.8
n=6-9
n=6-9
n=6-9
LIVELLO SONORO IN CAMPO RIVERBERANTE
Dove
costante di sala
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LIVELLO SONORO IN CAMPO SEMIRIVERBERANTE
Ambienti chiusi
Coefficienti di assorbimento, riflessione e trasmissione
W = Wr + Wa + Wt .
Dividendo per W si ottiene:
1 = r + aS + t
Coefficiente di assorbimento apparente: a= 1 - r;
potere fono isolante:
R = 10 lg 1/ t
Curva ISO717-1
f
Rw
100
33
125
36
160
39
200
42
250
45
325
48
400
51
500
52
630
53
800
54
1000
55
1250
56
160
56
200
56
2500
56
3150
56
Per determinare il valore di R’w si deve traslare la curva ISO 717-1 rispetto a quella die valori
sperimentali per bande diterzi di ottava fino a che è soddisfatta la condizione:
Dove i termini tra parentesi sono gli scarti solo positivi, n il numero di scarti positivi N=16 cioè le
frequenze considerate per le bande di terzi di ottava.
Legge di massa
11
-
PARETI SEMPLICI
Formula del CEN (Centro Europeo Normative) valida per m’> 150 kg/m 2 che da valori molto
attendibili.
Rw= 37.5log m’ – 42
-
PARETI DOPPIE
Per pareti in laterizio con intercapedine >5 cm riempita di materiale fibroso e densità
superficiale 80<m’<400 kg/m 2:
-
PARETI IN LASTRE DI GESSO RIVESTITE
Per pareti con almeno 5 cm di intercapedine riempita di lana minerale sperimentalmente si
ottiene:
-
SOLAI IN LATERO-CEMENTO
Per solai in latero-c.to con 250<m’<500 kg/m2 si può utilizzare con buona approssimazione:
-
VETRI MONOLITICI E VETRO-CAMERA
Rw=12 log m’ + 17
-
VETRI STRATIFICATI
Rw= 12 log m’ +19
-
VETRO CAMERA CON LASTRA STRATIFICATA
Rw=12 log m’ +22
- POTERE FONOISOLANTE COMPOSTO
La relazione che segue consente di calcolare tale valore in funzione del potere fonoisolante (R i)
e delle superfici (Si) delle singoli parti che costituiscono la parete:
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CALCOLO DELL’INDICE DI VALUTAZIONE DEL POTERE FONOISOLANTE APPARENTE
UNA PARETE. Norme UNI EN 12354.
Per ogni percorso si deve calcolare :
-
DI
Dove
è l’indice di valutazione di potere fonoisolante della struttura i priva di elementi di
rivestimento (pavimenti galleggianti, contropareti, controsoffitti)
è l’indice di valutazione del potere fonoisolante della parete j con gli stessi criteri.
è l’incremento dell’indice di valutazione di potere fonoisolante dovuto ad eventuali
rivestimenti lungo il percorso ij (pavimenti galleggianti, contropareti, controsoffitti)
Kij è l’indice di riduzione delle vibrazioni del percorso ij
S è l’area della partizione
è la lunghezza del giunto tra le strutture ij considerate.
Per determinare Kij si procede nel seguente modo:
Dove :
è la densità superficiale dell’elemento ortogonale all’elemento i con esso connesso
nel giunto considerato
è la densità superficiale dell’elemento i nel percorso ij considerato.
Il potere fonoisolante apparente della parete risulta dalla:
Nelle tabelle seguenti sono riportati, in funzione di M, i valori di K ij in base al tipo di giunto ed al
tipo di percorso considerati.
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- CALCOLO SEMPLIFICATO DELL’INDICE DI VALUTAZIONE DEL POTERE
FONOISOLANTE APPARENTE
DI UNA PARETE.
-
I valori di CL si trovano nelle seguenti tabelle:
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-
CALCOLO DELL’ISOLAMENTO ACUSTICO DI FACCIATA
Norma UNI EN 12534-3
D2m,nT = L1,2m - L2 + 10 lg (T/ 0.5)
dove T é il tempo di riverberazione dell'ambiente ricevente (s) e 0.5 s un valore di riferimento. (i
pedici significano: 2m-> misurato a due metri dalla facciata, nT normalizzato rispetto al tempo di
riverberazione T0=0.5) che diventa:
-
CALCOLO DEL LIVELLO DI RUMORE DA CALPESTIO
-
L’indice del livello di rumore da calpestio viene calcolato con la seguente formula:
Dove:
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-
è il livello di rumore da calpestio equivalente riferito al solaio “nudo”, privo dello
strato di pavimento galleggiante (se esiste);
è l’indice di valutazione relativo alla riduzione dei rumori di calpestio dovuto alla
presenza del pavimento galleggiante ;
K è la correzione da apportare per la presenza di trasmissione laterale di rumore. Il suo
valore dipende dalla massa superficiale del solaio “nudo” e dalla media delle densità di
massa superficiale delle strutture laterali.
Valore di Lnweq del solaio “nudo”:
-
Pavimento galleggiante
Con s’ rigidità dinamica in MN/m3 del materiale resiliente impiegato nel pavimento ed m’ la
densità di massa superficiale dello stesso.
I valori di K si ottengono dalla seguente tabella:
Valutazione da dati sperimentali:
n.b. Si procede nella stessa maniera vista per la ISO717-1 TRANNE CHE IL SEGNO QUESTA VOLTA è
CAPOVOLTO infatti:
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CURVA ISO 717-2
f
Rw
100
62
125
62
160
62
200
62
250
62
325
62
400
61
500
60
630
59
800
58
1000
57
1250
54
160
51
200
48
2500
45
3150
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NORMATIVA -TABELLA A: CLASSIFICAZIONI DEGLI AMBIENTI ABITATIVI (art. 2)
Categoria A: edifici adibiti a residenza o assimilabili;
Categoria B: edifici adibiti ad uffici e assimilabili;
Categoria C: edifici adibiti ad alberghi, pensioni ed attività assimilabili
Categoria D: edifici adibiti ad ospedali, cliniche, case di cura e assimilabili
Categoria E: edifici adibiti ad attività scolastiche a tutti i livelli e assimilabili
Categoria F: edifici adibiti ad attività ricreative o di culto o assimilabili
Categoria G: edifici adibiti ad attività commerciali o assimilabili
TABELLA B: REQUISITI ACUSTICI PASSIVI DEGLI EDIFICI, DEI LORO COMPONENTI E DEGLI IMPIANTI
TECNOLOGICI
Categorie
di cui alla
Tab. A
Parametri
Rw (*)
D2m,nT,w
Ln,w
LASmax
LAeq
1. D
55
45
58
35
25
2. A, C
50
40
63
35
35
3. E
50
48
58
35
25
4. B, F, G
50
42
55
35
35
(*) Valori di Rw riferiti a elementi di separazione tra due distinte unità immobiliari.”
Materiali fonoassorbenti
2
DL (f) = 10 lg (A2/ A1) con A = a iSi ( m )
dove Si ed ai sono rispettivamente l'area ed il coefficiente di assorbimento acustico apparente
della porzione “iesima” della superficie che delimita l'ambiente.
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NORMATIVA
Livello continuo equivalente di pressione sonora ponderata "A" relativo al tempo a lungo termine TL (L Aeq,TL):
1
LAeq ,TL  10 log 
N
N
10
0.1( L Aeq ,TR ) i
i 1



dB(A)
Livello sonoro di un singolo evento LAE, (SEL)
SEL  LAE
 1 t2 p 2 (t ) 
 10 log   A 2 dt 
 t0 t1 p0

dB(A)
PROPRIETA’ DEI LOGARITMI
I logaritmi godono di una serie di proprietà tra le quali interessano le seguenti:
N.B. con “ log” si intende logaritmo in base 10 (cioè log 10)
1) il logaritmo di un prodotto di fattori positivi è uguale alla somma dei logaritmi dei singoli fattori:
log(b.c.d….) = log b + log c + log d+…..
2) il logaritmo di un quoziente di due numeri positivi è uguale alla differenza tra il logaritmo del
dividendo ed il logaritmo del divisore:
3) il logaritmo della potenza di un numero positivo, ad esponente reale qualunque, è uguale al
prodotto dell’esponente per il logaritmo della base della potenza:
4) la funzione inversa del logaritmo in base 10 è:
20
CARATTERISTICHE DEI MATERIALI
21
22
23
24