MATERIALI FONOASSORBENTI

I materiali fonoassorbenti sono materiali porososi caratterizzati da forme geometriche complesse, come ad esempio la lana di roccia. Vengono rappresentati come un mezzo continuo, con proprietà ‘medie’, distribuite uniformemente nello spazio.

Parametri fisici dei materiali porosi/fibrosi

Porosità (hp) = volume occupato dai pori/ volume totale

Fattore di struttura (adimensionale) = influenza della forma geometrica della struttura del materiale sulla propagazione dell’onda acustica. E’ determinato dai pori e dalle cavità perpendicolari alla direzione di propagazione dell’onda.

Resistività al flusso d’aria = difficoltà con cui il materiale si lascia attraversare da un flusso d’aria. Il suo valore deve essere ottimizzato in modo che non sia così grande che le onde acustiche non possano penetrare il materiale, né così piccolo che esse non incontrino quell’attrito necessario a far dissipare energia

Tortuosità (adimensionale) = Rapporto tra la lunghezza dei pori e la dimensione caratteristica del materiale.

Viscous characteristic length = Descrive gli effetti di resistenza (attrito) che il materiale presenta alle medie e alte frequenze

Thermal characteristic length = Legata alla dimensione dei pori. Non esiste un metodo di misura diretto. Descrive la dissipazione termica del materiale alle alte frequenze.

I materiali che assorbono il suono con efficacia hanno porosita’ tra il 90% e il 95%

 MATERIALI
FONOisolanti

I materiali fonoisolanti sono materiali inseribili all’interno dei muri per impedire il passaggio di rumore tra i due ambienti collegati da una stessa superficie.

Modulo di Young (modulo di elasticità) [N/mq] = Esprime la propensione dei materiali ad allungarsi o ad accorciarsi a seguito dell’azione di una forza di carico. Valori numerici dell’ordine di 1010 N/mq.

Coeff. Poisson [adim] = Tramite la Legge di Poisson, mette in relazione la variazione della lunghezza e quella raggio nelle deformazioni elastiche per allungamento o accorciamento.

La rigidità dinamica è un indicatore della proprietà di un materiale di smorzare una forza che eccita perpendicolarmente la sua superficie.

s^′=  (F/S)/Δd   [MN/m^3 ]

F: forza dinamica perpendicolare al materiale
S: superficie del provino
Δd: variazione dinamica dello spessore del materiale quando viene eccitato

E’ il parametro fondamentale che caratterizza le guaine anticalpestio di un pavimento galleggiante. Si ricorre al pavimento galleggiante:

• per ridurre il LIVELLO DI RUMORE DA CALPESTIO tra due ambienti sovrapposti
• per ridurre le trasmissione strutturale verso le pareti

Rigidita’ dinamica reale vs apparente

Nel caso di prodotti con resistenza al flusso d’aria molto elevata (r ≥ 100 kPa・s/m2) o molto bassa (r < 10 kPa・s/m2), la rigidità dinamica dell’aria viene trascurata e, conseguentemente, la rigidità dinamica effettiva coincide con la rigidità dinamica apparente. Per tali prodotti quindi: s’ = s’t    [MN/m3]

Prodotti con struttura a celle chiuse risultano impermeabili all’aria, e quindi con una resistenza al flusso molto elevata. Minore è il valore di rigidità dinamica, migliori sono le prestazioni acustiche della struttura.

Al contrario i materiali fibrosi, come le lane naturali e le fibre sintetiche, e i materiali a celle aperte, come il poliuretano, per loro conformazione consentono il passaggio dell’aria trasversalmente al loro spessore e quindi la rigidità dinamica reale deve essere corredata dalla prova di resistenza al flusso d’aria.

Per i prodotti con resistenza al flusso dell’aria compresa tra 10 e 100 kPa s/m2, la rigidità dinamica reale si ottiene infatti come: s’ = s’t + s’a    [MN/m3] dove S’a e la rigidità dinamica per unita di superficie del gas contenuto all’interno del materiale.

Rigidita’ dinamica

Nello specifico problema dei solai, il materiale resiliente interposto tra il solaio portante ed il massetto, deve essere in grado di smorzare le vibrazioni indotte da un camminamento sul pavimento, evitando quindi che tali vibrazioni si propaghino al solaio portante ed alle altre strutture ad esso connesse. Come un ammortizzatore di un auto deve essere adeguatamente “morbido”, ovvero nè troppo rigido, altrimenti consentirebbe alle vibrazioni di trasmettersi a tutti gli elementi connessi all’ammortizzatore, nè troppo morbido altrimenti, schiacciandosi, non consentirebbe di assolvere alla sua funzione.

E’ indispensabile valutare la rigidità dinamica del materiale attraverso il certificato del produttore e valutarne anche l’andamento nel tempo.

Rigidita’ apparente

• Valore non richiesto dalla norma di progettazione acustica UNI EN 12354-2.
• Ricavato in conformità della norma di calcolo che non tiene conto dei fattori che influenzano la rigidità dinamica.

L’applicazione di un carico statico e la presenza di gas (generalmente aria)= all’interno del materiale influenzano la rigidità dinamica: importante per i materiali a celle aperte o fibrosi.

Rigidita’ reale

• Valore richiesto dalla norma di progettazione acustica UNI EN 12354-2.
• Valore ricavato tenendo conto dei fattori che influenzano la rigidità dinamica in conformità della norma di calcolo UNI EN ISO 29052-1.
• S’= S’t +S’a. (cellule aperte o fibre media resistività al flusso dell’aria trasversale tra 10 e 100 kPa s/m²).

Comprimibilita’

Rappresenta la proprietà meccanica di un isolante termico ed acustico di mantenere il suo spessore nominale nelle applicazioni dei pavimenti galleggianti.

Non è un parametro direttamente collegato agli altri fattori quali rigidità dinamica o resistività al flusso d’aria.

Viene rilevata in laboratorio applicando diversi carichi, per diverse durate temporali e rilevando la variazione di spessore del materiale e la sua capacità di riassumere il suo spessore iniziale dopo che è stato sottoposto al carico.

Nonostante non ci sia una correlazione diretta tra comprimibilità e rigidità dinamica, un materiale che tende a ridurre nel tempo il suo spessore per deformazione, tende a diminuire anche la sua rigidità dinamica e quindi a ridurre le sue prestazioni acustiche.

scorrimento viscoso o a compressione

Rappresenta l’aumento della deformazione di un materiale sotto sollecitazione costante a compressione nel tempo.

Permette di avere una percezione sul mantenimento delle proprietà meccaniche del materiale nel lungo periodo (per esempio, 10 anni) e, di conseguenza, alla variazione delle caratteristiche legate allo spessore del materiale come, ad esempio, della rigidità dinamica.

Esempio: S’10 anni = S’ / Comprimibilità

anticalpestio

Le differenze di qualità di questi materiali non sono visibili «ad occhio» e si corre il rischio che:

• Il materiale si deformi del 50% di spessore appena gettato il massetto;
• Si deformi per un altro 10% di spessore con l’asciugatura del massetto.