Zgomotul
Zgomotul este o percepţie auditivă generată de vibraţii sau de undele care se propagă în aer, într-un lichid sau o materie solidă (de ex. un perete). Este vorba, de fapt, despre schimburi minime la nivelul presiunii aerului, înregistrate de timpanul nostru. În raport cu o presiune atmosferică de aproximativ 100.000 Pa, aceste variaţii ale presiunii aerului „audibile” sunt cuprinse între 0,00002 Pa şi 20 Pa.
Frecvenţa
Zgomotul se compune din diverse tonalităţi (frecvenţe). Frecvenţa se exprimă în hertzi (Hz = numărul de vibraţii pe secundă). Cu cât tonalitatea este mai ridicată, cu atât sunt mai multe vibraţii pe secundă.
Urechea umană este sensibilă la sunetele a căror frecvenţă sunt cuprinse între 16 Hz şi 20.000 Hz. Acustica construcţiilor nu ia în considerare decât intervalul 50 Hz –5.000 Hz împărţit în benzi de octavă (fiecare frecvenţă este dublul precedentei) sau de 1/3 de octavă.
Nivelul sonor
Nivelul sonor înseamnă, mai simplu, încet sau tare. Urechea înregistrează diferenţe de presiune de la 0,00002 Pa la 20 Pa. Pentru a avea o imagine mai clară asupra acestui vast interval, se utilizează o scară logaritmică. Nivelul sonor este exprimat pe această scară în decibeli (dB).
0 dB constituie pragul de audibilitate, sub care urechea umană nu mai percepe nimic. Un nivel sonor de 140 dB reprezintă pragul durerii.
Cum se calculează în decibeli
Atunci când calculăm în dB, 1+1 nu este egal cu 2! Două surse sonore de 50 dB dau un total de 53 dB. Dublarea zgomotului atrage după sine o creştere cu 3 dB a nivelului sonor.
Pentru creşterea nivelului sonor cu 10 dB, trebuie înmulţite cu zece sursele sonore. Urechea umană nu reacţionează linear la nivelul sonor. O creştere cu 10 dB a nivelului sonor (adică înmulþirea zgomotului cu zece) nu este percepută de urechea noastră decât ca o dublare a zgomotului.
Concret, pentru nivelul sonor acest lucru înseamnă că o scădere de:
- 1 dB este greu perceptibilă;
- 3 dB este perceptibilă;
- 10 dB reduce zgomotul la jumătate.
Indicele de atenuare acustică
Se măsoară în laborator. Acest indice, măsurat conform standardului EN ISO 140, reprezintă caracteristicile unui element (fereastră, perete despărţitor...) pentru fiecare bandă de 1/3 de octavă centrată între valorile 100 şi 3.150 Hz (16 valori). Facultativ, pot fi efectuate măsurători pentru frecvenţe cuprinse între 50 şi 100 Hz şi între 3.150 şi 5.000 Hz.
Pornind de la cele 16 valori de atenuare acustică în funcţie de frecvenţă, calculele permit exprimarea diferită a calităţilor acustice ale elementului studiat. Valorile utilizate în mod current sunt valorile globale definite de standardul EN ISO 717-1 pentru o curbă de referinţă şi adaptată celor două spectre de zgomot dată:
- Zgomotul roz de referinţă conţine aceeaşi energie acustică în fiecare interval de frecvenţă măsurat;
- Zgomotul de trafic rutier caracterizează un zgomot exterior de trafic urban.
Utilizarea indicelui unic
Izolaţia fonică obţinută graţie unei construcţii este definită printr-un indice reprezentând diferenţa dintre zgomotul interior şi exterior, care este diferit de indicele de atenuare R.
Persoanele care răspund de construcţie vor alege indicii de atenuare R pentru fiecare element de construcţie, astfel încât să se obţină izolaţia fonică necesară cu ajutorul unei metode de calcul, ca cea definită de standardul EN 12354-3.
Indicele de atenuare ponderată Rw. Indicele de atenuare ponderată Rw este calculat pe baza unei comparaţii între valorile R măsurate (16 valori pentru 16 bande de 1/3 de octavă, între 100 Hz şi 3.150 Hz) şi o curbă de referinţă. Aceasta este poziţionată astfel încât media depăşirii curbei măsurate către partea de jos să fie mai mică de 2 dB. Valoarea pe care o indică curba astfel poziţionată pentru o frecvenţă de 500 Hz se numeşte Rw (dB).
Observaţie. Rw este un indice global: acelaşi indice poate să corespundă unor diverse curbe de izolaţie fonică.
Condiţii de adaptare la un spectru C şi Ctr. Cel mai bun rezultat pentru o construcţie se obţine atunci când aceasta oferă o bună izolaţie fonică la nivelul frecvenţelor unde sursa de zgomot este mai puternică.
Până acum, o construcţie era evaluate pe baza unui singur indice, fără a ţine cont de caracteristicile sursei de zgomot, ceea ce poate conduce la erori de investiţie şi la neconformităţi.
Pentru a evita această situaţie, a fost creat un indice comun tuturor, Rw (C; Ctr). Indicele „tr” vine de la „trafic”.
C (dB) este corecţia pentru sursele de zgomot conţinând puţine frecvenţe joase, de ex.: traficul rutier rapid, traficul feroviar rapid, proximitatea unui avion, activităţi cotidiene, cuvinte, copii care se joacă.
Ctr (dB) este corecţia pentru sursele de zgomot care conţin multe frecvenţe joase, de ex.: traficul urban, muzica de discotecă, traficul feroviar lent, avion la mare distanţă.
Condiţiile de corecţie sunt calculate pe baza spectrelor sonore ponderate A:
- C: zgomot roz;
- Ctr: zgomot de trafic rutier urban.
Aceste două corecţii sunt, în general, cifre negative; utilizarea lor înseamnă că o valoare a izolaţiei fonice prea avantajoasă va fi corectată prin scădere.
Cele două corecţii sunt indicate de laboratoarele de măsurare şi apar alături de valoarea Rw.
Exemplu: Conform standardului EN 717-1 o construcţie obţine:
Rw (C; Ctr) = 37(-1;-3).
Aceasta înseamnă, în acest exemplu, că indicele de atenuare ponderată Rw este egal cu 37 dB şi că, pentru traficul urban, este redus cu 3 dB:
Rw = 37 dB;
Rw + C = 37 - 1 = 36 dB;
Rw + Ctr = 37 - 3 = 34 dB.
În unele ţări, se va putea indica direct rezultatul:
RA = 36 dB, adică = 37-1;
RA,tr = 34 dB, adică = 37-3.
Acest demers permite alegerea construcţiilor care corespund unei utilizări precise. O mai bună informare se obţine comparând valorile cu treimi de octavă ale indicelui de atenuare R într-o fereastră de exemplu, şi ale spectrului de zgomot.
Comportamentului geamului
Fiecare placă a unui material dat are o frecvenţă critică la care vibrează mai uşor. La această frecvenţă, zgomotul se transmite mai bine. Foia de sticlă suferă, la nivelul izolaţiei acustice, o scădere a performanţei cu 10-15 dB. Pentru un geam de 4 mm grosime, această frecvenţă critică este de 300 Hz, în timp ce pentru o placă de ghips de 13 mm, este de 3.200 Hz.
Mărind grosimea sticlei, scăderea performanţei datorată frecvenţei critice se deplasează către frecvenţele joase (vezi fig. 2).
Este necesar să se ajungă la o grosime a sticlei de 12 cm pentru ca „gaura” datorată frecvenţei critice să fie mai mică de 100 Hz şi, deci, să nu mai fie luată în considerare.
Tratarea acustică a faţadelor supuse la numeroase zgomote de mare intensitate şi de joasă frecvenţă (zgomotele rutiere) este dificil de realizat. Până nu demult, îmbunătăţirea performanţei acustice a vitrajelor duble se obţinea prin mărirea grosimilor şi asimetria foilor de sticlă. Sticla de securitate stratificată se comportă puţin mai bine decât sticla monolitică cu aceeaşi grosime totală (vezi fig. 3 și 4).
Astăzi, când a fost pusă la punct sticla stratificată acustică SGG STADIP SILENCE, efectul frecvenţei critice este eliminate (vezi fig. 4).
În medie, se poate câştiga între 1 şi 3 dB pentru compoziţii din sticlă similar şi în special, se poate asigura o omogenitate a performanţei pentru toate frecvenţele.
Compararea performanţelor acustice
Geam simplu
Dublu vitraj asimetric
Geamuri cu sticlă de 8mm (grosime totala)
Indicele R
Geamul nu este singur în construcţie, ci inclus într-o ramă. Geamul şi rama formează împreună elementul care determină izolaţia acustică a întregii ferestre şi, în unele cazuri, a faţadei.
Nu este posibilă extrapolarea caracteristicilor ferestrei doar pe baza performanţei geamului. Indicele de atenuare al ferestrei nu poate fi dat decât după măsurătoarea efectuată pe fereastra terminată. Dimpotrivă, se recomandă armonizarea tipului de geam cu rama şi tipul de sigilare. Geamurile cu un înalt nivel de performanţă trebuie montate în rame performante.
Performanţa acustică nu este influenţată de sensul de montare a geamului. Tabelul de mai jos arată pentru diverse tipuri de geamuri, valoarea Rw (C; Ctr ) cu cele două condiţii de adaptare (în dB).
În ultimele două coloane sunt menţionate direct valorile izolaţiei acustice RA şi RA,tr (în dB).
