Suono
Il suono è una forma di trasporto di energia meccanica, senza trasporto di materia, attraverso onde che si propagano in un mezzo elastico. In assenza di mezzo elastico il suono non si propaga.
Trasmissione del suono
Negli edifici il suono si trasmette in 2 mezzi: l’aria e la struttura dell’edificio stesso (pareti, calcestruzzo, ecc.).
L’onda incidente 𝑊𝑖 colpisce una parete, in parte viene riflessa 𝑊𝑟, in parte assorbita dalla parete 𝑊𝑑, e in parte attraversa la parete 𝑊𝑡. 𝑊𝑖 =𝑊𝑟+𝑊𝑑 +𝑊𝑡
La parte assorbita genera vibrazioni che si dissipano all’interno del materiale della parete come calore.
Il coefficiente di assorbimento acustico 𝛼: 𝛼 = 1 – (𝑊𝑟/𝑊𝑖).
Es se il suono riflesso è il 30% del suono incidente: 𝛼 = 1 – (𝑊𝑟/𝑊𝑖) = 1 – (30/100) = 0,7 o 70% è assorbito.
Un materiale con elevato coefficiente α è detto fonoassorbente, o gran parte dell’energia si tramuta in calore oppure semplice attraversa la parete stessa.
Il coefficiente di trasmissione acustica T = = 𝑊𝑡/𝑊𝑖
La trasmissione acustica varia in funzione dell’angolo d’incidenza dell’onda sulla superficie della parete. Un materiale con T basso è fonoisolante. Il potere fonoisolante di un materiale cresce al crescere della frequenza in Hz.
Misure del suono
L’Herz (Hz) misura la frequenza delle onde sonore nell’unità di tempo: 1 onda al secondo è un Herz.
Il deciBel (Db) è un logaritmo in base 10 del rapporto sull’Energia sonora che tiene conto dei metri quadri di facciata considerati e la pressione sonora in pascal (Pa). Soglia di udibilità 0,00002 Pa e 0 Db, conversazione normale a 1 m 0,02 e 50, traffico intenso a 10 m 0,5 Pa e 90, discoteca 2 e 100, soglia del dolore 100 e 130, colpo di fucile a 1 m 200 e 140, lesioni istantanee al tessuto muscolare 50.000 e 185 (pressione sonora in Pa e Db).
La soglia di udibilità di un uomo sano con un senso dell’udito normale a 1 kHz è di 0,00002 Pa e 0 Db.
L’udito umano è compreso tra 0 e 20 kHz (fino a 20.000 onde al secondo), e 0 e 150 Db.
Velocità del suono
La velocità del suono dipende dal mezzo di propagazione: più il materiale è morbido meno trasmette, più è rigido più trasmette.
La velocità del suono in metri al secondo: Pvc morbido 70, sabbia asciutta 10-300, aria a 20° C l’onda viaggia a 344, acqua 1.484, Pvc duro 1.700, calcestruzzo 3.100, ghiaccio a 0°C 3.200, legno di faggio 3.300, acciaio 5.200, vetro 5.300, granito 6.200, peridotite (90% è olivina (Mg,Fe)2SiO4) 7.700 m/s.
Legge della massa e della frequenza
La massa aumenta l’inerzia al moto: maggiore è la massa della parete e minore sarà̀ l’ampiezza della vibrazione e quindi la trasmissione. L’inverso dell’ampiezza è la frequenza della vibrazione.
Aumentando la frequenza, l’onda sonora fatica a progredire e aumenta la capacità fonoisolante della parete.
Ogni raddoppio della massa e della frequenza, aumenta il potere fonisolante di 6 Db (ricordo che è un logaritmo).
Forati o calcestruzzo ?
La massa è importante, ma non è tutto.
Una parete di forati da 80mm e pesanti 60 Kg/m2 ha un certo isolamento acustico, se raddoppiassi la massa a 120 Kg/m2, l’isolamento aumenterebbe di 3Db; invece per ottenere lo stesso effetto di 3Db col cemento armato devo partire da 200 Kg/m2 e raddoppiare la massa a 400 Kg/m2.
Ma aumentando troppo la massa, aumenta l’ingombro, costa di più, e l’edificio è più sensibile ai terremoti.
Pareti composte in facciata
Pareti composte indica l’utilizzo di materiali diversi, che rispondono diversamente al suono, es i vetri multistrato.
Riverbero o Eco
Il riverbero dipende dal volume del locale chiuso e dal materiale fonoassorbente interno.
Isolanti acustici
Questi isolanti pesano circa 150 kg/metro cubo: Lana di roccia, sughero come tappetino sotto pavimento, poliuretano espanso.
Norme
La Legge n. 447 del 26 ottobre 1995 “Legge Quadro sull’inquinamento acustico” è il documento legislativo di riferimento nel campo dell’acustica ambientale.