Acustica

Quali incrementi di isolamento acustico si possono ottenere con controsoffitti in lastre di gesso rivestito?

Quando applichiamo ad un solaio un controsoffitto in gesso rivestito, creiamo un divisorio doppio: ciò equivale a separare la partizione orizzontale in due elementi divisi da una lama d’aria. Tale lama d’aria, compresa tra il solaio e il controsoffitto, assicura tra essi un legame elastico simile ad una molla.

Una installazione efficace dal punto di vista acustico dovrebbe limitare al minimo indispensabile le trasmissioni per via solida tra controsoffitto e solaio, con sospensioni a taglio acustico, e tra controsoffitto e pareti laterali (ponti acustici).

La presenza di un pannello fibroso fonoassorbente fra controsoffitto ed il solaio è fondamentale per evitare la messa in risonanza dei due strati quando essi vibrano con la stessa frequenza ed inoltre limita il funzionamento come cassa di risonanza della cavità.

Il miglioramento che si ottiene dalla posa di un controsoffitto varia in funzione di numerosi parametri, primo tra tutti la massa superficiale del solaio sovrastante, ed a seguire la tipologia del controsoffitto, ovvero massa del rivestimento, intercapedine e tipo di sospensioni.
La norma DIN 4109-11.89, Suppl. 1 Tab. 11, 12, 13 e 15 fornisce il valore stimato R’w per l’isolamento acustico di solai pieni con controsoffitti in lastre di gesso rivestito.

Posso intervenire sul rumore da calpestio?

Per ridurre la trasmissione dei rumori d’urto è necessario interrompere la continuità del percorso per via solida delle vibrazioni, ciò può essere fatto con 3 tecniche di intervento:

1. rivestimento del solaio con uno strato smorzante superficiale (moquette, tappeti, pavimenti resilienti)

2. creazione di un taglio acustico fra pavimento e solaio: pavimento galleggiante con interposto un materiale elastico (fibra minerale, gomma, sughero…..) fra il solaio ed il massetto, che può essere in cls tradizionale o a secco (p.es. Sistema Knauf F145)
realizzazione di un controsoffitto sull’intradosso del solaio sospeso elasticamente; affinché questo intervento sia efficace oltre che per la parte di vibrazioni che si trasmettono per via aerea anche per la parte trasmessa attraverso le strutture, è necessario rivestire le pareti laterali con contropareti: si realizza così nell’ambiente disturbato una scatola nella scatola costituita dalla muratura.

Cosa significa “Isolamento Acustico”?

Quando in un ambiente si trova una sorgente sonora il rumore generato tende a propagarsi nei locali adiacenti ed a quelle sovra e sottostanti attraverso due principali vie di trasmissione:

- rumori trasmessi per via aerea,

- rumori trasmessi per via strutturale.



Al fine di rendere gli ambienti “acusticamente isolati” gli uni dagli altri occorre intercettare tutte le vie di passaggio del rumore.

In riferimento ai rumori aerei si definisce “Isolamento Acustico” D di un elemento costruttivo, ad esempio una partizione verticale interna, il valore, espresso in dB, definito dall’espressione:

D = L1 – L2 [dB]

dove L1 ed L2 sono i livelli sonori misurati in opera, rispettivamente nel locale disturbante ed in quello disturbato.

L’isolamento acustico offerto da un elemento costruttivo rappresenta pertanto l’effettivo comportamento e quindi l’attenuazione reale del rumore dell’elemento una volta installato in opera. Infatti il montaggio e le modalità di realizzazione ne modificano sostanzialmente il comportamento acustico cosicché si rende necessaria la misura “in situ” una volta costruito l’edificio.

La norma ISO140/IV fa riferimento al cosiddetto “Isolamento Acustico Normalizzato” Dn, ottenuto aggiungendo al valore dell’isolamento acustico un termine correttivo che tiene conto del tempo di riverberazione del locale di ricezione.

Dn = L1 – L2 + 10Log T/T0 [dB]
dove T0 è il tempo di riverberazione di riferimento pari a 0,5 s.

Cos’è il DECIBEL?

Il suono è una variazione della pressione nel campo in cui essa viene generata e che l’orecchio umano riesce a rilevare. I parametri fondamentali che definiscono un suono sono la pressione sonora e la frequenza.

L’udito umano è in grado di percepire variazioni della pressione, legate alla perturbazione sonora, dell’ordine di 20µPa (1 µPa = 10-6 Pa): tale variazione di pressione induce sulla membrana timpanica uno spostamento pari al diametro di un atomo.

Sorprendentemente un meccanismo tanto sensibile è in grado di ricevere variazioni della pressione un milione di volte più elevate ed utilizzando il “bar” (1 bar = 105 N/m2) ci si ritroverebbe ad avere a che fare con numeri di difficile utilizzazione.

La scala logaritmica dei decibel permette di trattare questo intervallo più agevolmente.





Il Livello di Pressione Sonora espresso in dB è dato dalla seguente formula:

Lp = 20 Log p/p0 [dB]

dove p0 è la pressione di riferimento pari a 20 µPa.

L’intervallo dei valori del livello di pressione sonora nei limiti di udibilità è compreso tra 0 – 140 dB.

Cos’è il “Potere Fonoisolante”?

In riferimento ai rumori aerei si definisce “Potere Fonoisolante” R di un elemento costruttivo, ad esempio una partizione verticale interna, il valore, espresso in dB, definito dall’espressione:

R = L1 – L2 + 10Log S/A [dB]

dove L1 ed L2 sono i livelli sonori misurati in laboratorio, rispettivamente nel locale disturbante ed in quello disturbato, S è la superficie dell’elemento considerato (m2) ed A è l’area di assorbimento acustico equivalente dell’ambiente di ricezione (m2).

La norma ISO140/III definisce le modalità di prova in laboratorio.

Il Potere Fonoisolante R è il parametro che caratterizza la capacità di un elemento costruttivo a “filtrare” i suoni che si propagano per via aerea.

R è un valore misurato in laboratorio e, a differenza dell’isolamento acustico D, misurato in opera, rappresenta una caratteristica intrinseca del componente edilizio, valutata in condizioni controllate.

Il Potere Fonoisolante di un componente edilizio è un parametro importante poiché consente di confrontare le caratteristiche acustiche di materiali anche molto diversi tra loro e quindi di scegliere la soluzione che teoricamente consente di raggiungere gli obiettivi acustici di progetto.

Cos’è l’ “Assorbimento Acustico”?

Quando un’onda sonora incide una superficie qualunque, la sua energia viene dissipata in parte dalla massa del materiale sotto forma di energia termica, un’altra parte passa al di là della parete e si propaga nell’ambiente confinante, ed una parte ancora viene riflessa nell’ambiente da cui essa proviene.

Il coefficiente di assorbimento acustico a di un materiale è definito come il rapporto tra l’energia acustica assorbita e l’energia acustica incidente il materiale.

a = Ea/Ei

Il coefficiente di assorbimento acustico varia tra 0 e 1 ed è funzione dell’angolo di incidenza, dalla frequenza dell’onda sonora incidente e dalla conformazione del materiale.

Di solito per i materiali vengono tabulati i valori relativi alle frequenze di 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 Hz. A volte ci si riferisce ad un unico coefficiente, contrassegnato con la sigla NRC (Noise Reduction Coefficient) che deriva dalla media dei coefficienti alle quattro frequenze di 250, 500, 1000 e 2000 Hz.

I materiali fonoassorbenti possono essere distinti in tre grandi categorie: materiali porosi, pannelli vibranti, i risonatori. Per tutte queste categorie vale il principio per cui il fonoassorbimento si attua mediante la trasformazione in calore di parte dell’energia sonora incidente.

Come posso ottenere un buon isolamento acustico con una parete leggera?

Con alcune tipologie di pareti si raggiungono valori di isolamento acustico oltre gli 80 dB in opera. Con le pareti leggere non è più il peso superficiale a determinare il potere fonoisolante ma il funzionamento del sistema massa-aria-massa. L’isolamento si basa su un meccanismo dinamico basato sui principi della risonanza: la parete si può paragonare ad un sistema meccanico costituito da due masse collegate tra loro da una molla che, sottoposto ad un’eccitazione con frequenza pari alla propria, entra in risonanza.

Quando la frequenza principale dell’onda sonora incidente è superiore alla frequenza di risonanza del sistema, l’elasticità della molla d’aria smorza le vibrazioni da una massa all’altra ed il potere fonoisolante ne risulta sensibilmente incrementato.

La frequenza di risonanza è tanto più bassa quanto maggiore è la distanza tra gli strati o quanto maggiore è il peso superficiale dei rivestimenti, con il limite di rimanere nell’ambito delle lastre flessibili.

Quindi per progettare acusticamente una parete leggera occorre tener conto di tre parametri fondamentali:

- Spessore e tipologia di lastre, che possono essere applicate in uno o più strati accoppiati.

- Spessore intercapedine, variabile in funzione del tipo di orditura metallica di sostegno.
Coibentazione interna, utilizzando materassini in lana minerale posti nell’intercapedine tra le lastre in gesso rivestito.

Quali valori di isolamento acustico si raggiungono con pareti in gesso rivestito?

Le pareti in cartongesso ad orditura metallica e rivestimento permettono di ottenere livelli di isolamento acustico estremamente variabili in funzione della tipologia della parete e, a parità di quest’ultima, del tipo e spessore delle lastre, intercapedine e coibentazione interna.

E’ possibile ottenere valori Rw superiori con pareti a doppia orditura metallica parallela e doppio rivestimento su ciascun lato, capaci di garantire un potere fonoisolante Rw pari a 63/65 dB, con un materassino in lana minerale nell’intercapedine.

Per esigenze particolari, cinema multisala, sale musica e di registrazione, teatri, dove l’isolamento acustico rappresenta il parametro progettuale di primaria importanza, è possibile prevedere speciali pareti a doppia e tripla orditura metallica parallela, con rivestimenti in lastre variamente applicati sulle orditure, capaci di garantire non solo valori di Rw fino a 86 dB ma soprattutto interessanti livelli di Rw distribuiti su tutto lo spettro in frequenza, in particolare alle basse frequenze, le più difficili da isolare.
Tali soluzioni potranno essere poi integrate con strati addizionali, strati differenziati e speciali orditure a taglio acustico.

Come posso dimensionare correttamente le orditure e il rivestimento di una parete di gesso rivestito in funzione dell’isolamento acustico che voglio raggiungere?

La stratificazione delle soluzioni tecniche rende il sistema a secco estremamente flessibile, tale da permetterne la personalizzazione a seconda dei requisiti dell’utente e consentirne il futuro adeguamento a disposizioni normative diverse.

E’ opportuno che tutte le caratteristiche richieste siano contemporaneamente esaminate. Infatti in alcuni casi scelte dettate da un potenziamento della resistenza migliorano anche tutte le altre prestazioni (acustiche, REI, etc..), mentre un aumento dello spessore dell’acciaio o una diminuzione degli interassi tra i profili potrebbe portare ad una prestazione acustica inferiore.

Pertanto nel caso di parete a singola orditura metallica sarà consigliabile prevedere la posa di profili verticali posti ad interasse pari a 600 mm e, qualora ciò non fosse possibile, a causa dell’altezza elevata della parete o per la necessità di garantirne una particolare resistenza agli urti (vd. D.M. 18/12/1975 “ Norme tecniche aggiornate relative all’edilizia scolastica, ivi compresi gli indici minimi di funzionalità didattica, edilizia ed urbanistica da osservarsi nella esecuzione di opere di edilizia scolastica”), utilizzare profili metallici a taglio acustico Knauf “dB Plus”, la cui sezione è modificata al fine di ridurre drasticamente il collegamento tra lastra ed orditura: le ali del profilo dB Plus sono corrugate in modo da limitare efficacemente la trasmissione acustica ad un contatto lineare.

Il rivestimento in lastre dovrà prevedere uno o più strati accoppiati. Potranno prevedersi lastre di tipo diverso, lastre standard e lastre ad alta densità (lastre Diamant, lastre Vidiwall in gessofibra, etc..) che, a parità di spessore e flessibilità, siano in grado di apportare un aumento significativo alla massa del rivestimento.
In relazione agli spessori, per limitare la caduta del potere fonoisolante per effetto della coincidenza è consigliabile l’impiego di lastre di diverso spessore, ad es. lastre da 12,5 accoppiate con lastre da 15 mm. Sono inoltre da evitare lastre di grosso spessore, meglio due lastre da 12,5 mm che una lastra unica da 25 mm. Questo perché la frequenza critica di tutti i materiali è inversamente proporzionale al loro spessore e dunque grossi spessori portano la caduta del potere fonoisolante su frequenze pericolose in campo architettonico (2000-4000 Hz).

Quali sono gli accorgimenti costruttivi da rispettare per il miglior risultato acustico delle pareti?

Definita la tipologia di parete con un adeguato valore del Potere Fonoisolante si tratta di definirne i nodi di collegamento con le strutture adiacenti (pareti ortogonali e solaio sovra e sottostante) al fine di limitare le trasmissioni laterali:

1. Lungo tutto il perimetro della parete sarà necessario prevedere la posa del nastro vinilico mono/bi-adesivo ad elasticità permanente e spessore 3,5 mm, con funzione di taglio acustico, interposto tra l’orditura metallica della parete e le pareti/solai perimetrali.

2. Il collegamento parete - pavimento dovrà prevedere il fissaggio della parete direttamente sul solaio grezzo e la realizzazione successiva del massetto di sottofondo, meglio se di tipo galleggiante. Qualora ciò non fosse possibile e si dovesse procedere prima alla stesa del massetto si consiglia di realizzare comunque un giunto nel massetto in corrispondenza della parete.

3. Similmente il collegamento parete - soffitto dovrà prevedere il fissaggio della parete direttamente al solaio e successivamente il ribassamento con il controsoffitto. Qualora per esigenze impiantistiche sia necessario realizzare prima il controsoffitto continuo e quindi le pareti divisorie si consiglia di interrompere il rivestimento del controsoffitto in corrispondenza della parete.
In ogni caso una particolare attenzione dovrà essere presa affinché serramenti non adeguati, o impianti contenuti nella parete non costituiscano percorsi secondari o ponti acustici in grado di ridurre il livello di isolamento previsto.

Che tipo di lana minerale devo mettere nell’intercapedine per la miglior resa di isolamento acustico della parete?

Il materiale fonoassorbente nell’intercapedine di una parete consente di ridurre la caduta del potere fonoisolante sia alle frequenze critiche delle lastre che a quella di cavità, dovuta ad onde stazionarie che si formano ad una frequenza incidente uguale o multipla di f=170/d, dove d = spessore dell’intercapedine.

Il materassino fonoassorbente dovrà essere sufficientemente trasparente ai suoni ma dovrà essere in grado di disperdere l’energia mediante la resistenza al flusso.

Come riferimento si potrà prendere una lana minerale di spessore pari all’80% dell’intecapedine e media densità, indicativamente 50 kg/m3.

La presenza di un materassino assorbente è importante anche per impedire la trasmissione tra ambienti sovrapposti attraverso la stessa intercapedine.

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