Predicción del aislamiento acústico para el CatálogoDRA02/10

Predicción del aislamiento acústico
para el Catálogo DRA02/10
JESÚS ALBA FERNÁNDEZ
Catedrático de Escuela Universitaria
Secretario y Jefe del Área de relaciones con empresas
Materiales para el control del Campo Acústico
Campus de Gandia-U. Politécnica de Valencia
C/ Paranimf nº 1. 46730 Grao de Gandia (Valencia)
jesalba@fis.upv.es
Documento Básico DBDB-HR
Protección frente al ruido
Aprobado por Real decreto 1371/2007, de 19 de
octubre
Publicado en el Boletín Oficial del Estado, BOE, el 23
de octubre de 2007
En vigor desde el 24 de octubre de 2007 (aplicación
voluntaria inicial 12 meses).
Aplicación obligatoria desde el 24 de abril de 2009 (RD
1675/2008)
Última versión de septiembre de 2009
www.codigotecnico.org (Documentos CTE, aplicaciones,
documentos adicionales, etc.)
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DB-HR: Solución de
aislamiento acústico
Una solución de aislamiento es el conjunto de todos los
elementos constructivos que conforman un recinto (elementos
de separación verticales y horizontales, tabiquería, medianerías,
fachadas y cubiertas) y que influyen en la transmisión del ruido y
de las vibraciones entre recintos adyacentes o entre el exterior y
un recinto
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Valores límite del DB-HR
Aislamiento a ruido aéreo
Tabiquería: RA > 33 dBA
Medianerías:
Cada cerramiento: D2m,nT,Atr ≥ 40 dBA
Dos cerramientos: DnT,A ≥ 50 dBA
Recintos interiores:
Ruido procedente de
Otra unidad de uso
Una zona común, si no
comparten puertas o ventanas
Una zona común, si comparten
puertas o ventanas
Recinto de instalaciones o de
actividad
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Tipo de recinto
Protegido
Habitable
DnT,A (dBA) > 50 DnT,A (dBA) > 45
DnT,A (dBA) > 50 DnT,A (dBA) > 45
Puertas RA > 30
Muro RA > 50
DnT,A (dBA) > 55
Puertas RA > 20
Muro RA > 50
DnT,A (dBA) > 45
Cerramientos: D2m,nT,Atr (dBA)
Ruido procedente del exterior
Ld
dBA
Ld ≤ 60
60 < Ld ≤ 65
65 < Ld ≤ 70
70 < Ld ≤ 75
Ld > 75
Uso del edificio
Residencial y sanitario
Cultural, docente,
administrativo y
religioso
Dormitorios
Estancias
Estancias Aulas
30
30
30
30
32
30
32
30
37
32
37
32
42
37
42
37
47
42
47
42
Cuando en la zona donde se ubique
el edificio el ruido exterior dominante
sea el de aeronaves, el valor
obtenido en la tabla se incrementará
4 dBA.
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Valores límite del DB-HR
Valores límite de aislamiento a ruido de impactos: L’nT,w
Valores límite de tiempo de reverberación: T
Tipo de recinto
Aulas y salas de conferencias vacías, sin
ocupación y sin mobiliario. V< 350 m3
Aulas y salas de conferencias vacías
pero incluyendo las butacas. V< 350 m3
Restaurantes y comedores vacíos
Tiempo de
reverberación
T < 0,7 s
T < 0,5 s
T < 0,9 s
El área de absorción acústica equivalente en zonas comunes será,
al menos, 0,2 m2 por cada m3 de volumen del recinto.
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DB-HR: Aplicación en fase de
diseño
Cumplimiento de las condiciones de diseño y de
dimensionado del aislamiento acústico a ruido aéreo y del
aislamiento acústico a ruido de impactos de los recintos de los
edificios; esta verificación puede llevarse a cabo por
cualquiera de los procedimientos siguientes:
i. mediante la opción simplificada, comprobando que se
adopta alguna de las soluciones de aislamiento
propuestas
ii. mediante la opción general, aplicando los métodos de
cálculo especificados para cada tipo de ruido
Cumplimiento de las condiciones de diseño y dimensionado
del tiempo de reverberación y de absorción acústica de los
recintos
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DB-HR Protección frente al ruido:
opciones de diseño
Ruido aéreo y ruido de impactos:
Opción simplificada, basada en soluciones de
aislamiento definidas por parámetros acústicos de los
elementos
constructivos
tanto
verticales
como
horizontales
Opción general, basada en el método de cálculo
simplificado de la UNE EN 12354; se consideran las
transmisiones acústicas directas e indirectas y se parte
del aislamiento acústico de los productos de construcción
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DB-HR: Definición de
elementos constructivos
a) Para el elemento de separación vertical, la tabiquería y la fachada:
i) m(kg/m2) masa por unidad de superficie del elemento base
ii) RA(dBA) índice global de reducción acústica, ponderado A, del elemento
base
iii) ∆RA(dBA) mejora del índice global de reducción acústica, ponderado A,
debida al trasdosado
b) Para el elemento de separación horizontal:
i) m(kg/m2) masa por unidad de superficie del forjado que corresponde al
valor de masa por unidad de superficie de la sección tipo del forjado,
excluyendo ábacos, vigas y macizados
ii) RA(dBA) índice global de reducción acústica, ponderado A, del forjado
iii) ∆Lw(dB) reducción del nivel global de presión de ruido de impactos
debida al suelo flotante
iv) ∆RA(dBA) mejora del índice global de reducción acústica, ponderado A,
debida
03/12/2010al suelo flotante o al techo suspendido.
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DB-HR: Opción
simplificada
Eb Elemento constructivo base de
fábrica (una o dos hojas)
Tr Trasdosado
Ee Elemento de entramado autoportante
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F Forjado
Sf Suelo flotante
Ts Techo suspendido
B Banda elástica
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Opción simplificada: ESV
• Necesidad de conocer datos de
los elementos:
• Base (m (kg/m2), RA)
• trasdosados ∆RA
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Elementos constructivos:
datos para el DRA02/10
• Catálogo de Elementos Constructivos del Instituto
Valenciano de la Edificación (Versión anterior)
• Catálogo de Elementos Constructivos (CEC) del CTE
• Informes de asociaciones y empresas
• Otros datos de laboratorio (rigidez dinámica, resistencia
al flujo, etc.)
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Modelos predictivos
Ley de masas
Interpolación de datos (fórmulas empíricas)
Ookura & Saito: acoplo de impedancias
Trochidis & Kalaroutis: TFE
Lauriks: teoría de Biot
Croker & Price: SEA
Panneton & Atalla: elementos finitos
Deben obtenerse expresiones del índice de debilitamiento
para paredes múltiples construidas con varias combinaciones
de capas impermeables, cámaras de aire y materiales
absorbentes
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Ejemplo de modelo predictivo: Capa
impermeable (Ookura & Saito)
II
p1(x,z)
I
θ
θ
pr(x,z)
X
Z
Y
h1
θlim
∫
0
τd =
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( 2ρo ) 2 cos θ sen θdθ
2
 ω3 cos θD1 sen 4 θη
 ω2 cos2 θ( D1ω2 sen 4 θ − ρ1h1c 4 ) 2

+ 2ρo  +
5
c
c10


sen 2 θlim
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2
Ley de masas
En las particiones simples el valor de TL sería:
TL=20 log (mf)-48 (dB) (campo difuso)
A esta fórmula se la conoce con el nombre de LEY
DE MASA.
Según la formula un aumento de la masa o de la
frecuencia hace que la reducción sea mayor,
concretamente se produce una pérdida de 6 dB cada
vez que duplicamos el valor de m o de f.
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Predicción básica NBE-CA88
particiones – paredes simples
"Normalmente paramentos simples, constituidos por un
material homogéneo, por mampuestos sólidamente unidos o
por elementos prefabricados". En ausencia de ensayo:
“Las particiones prefabricadas constituidas por elementos
blandos a la flexión (frecuencia de coincidencia fc ≥ 2.000 Hz),
como fibras o virutas aglomeradas, placas de yeso laminado,
etc., no responden a las ecuaciones anteriores. Su aislamiento
es generalmente superior, dependiendo en gran parte de su
diseño y realización, por lo que sus propiedades acústicas se
determinarán y garantizarán mediante ensayo".
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Predicción básica NBE-CA88:
Paredes dobles
Ecuaciones anteriores:
Con m = masa total si:
• La separación entre hojas debe ser superior a 2 cm.
• La masa de la hoja más ligera debe ser superior a 150 kg/m2.
• Si entre ambas hojas existe una junta de dilatación, la masa
de la hoja más ligera debe ser superior a 200 kg/m2, o bien si
se mantiene el valor límite de 150 kg/m2, deben disponerse
forjados, cuyo aislamiento a ruido aéreo y de impacto sea
superior en 3 dBA al exigido
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Predicción Básica DB-HR.
Anejo A.
"Los índices de reducción acústica se determinarán mediante
ensayo en laboratorio. No obstante, y en ausencia de ensayo,
puede decirse que el índice de reducción acústica
proporcionado por un elemento constructivo de una hoja de
materiales homogéneos, es función casi exclusiva de su
masa y son aplicables las siguientes expresiones:"
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Datos de catálogos y
fabricantes de particiones
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Mejoras DRA02/10: Reajustes de
particiones simples y dobles
BLOQUE
LADRILLO
PICON
PES
HORMIGÓN
DOBLE SIN BANDAS*
y = 33,558x - 31,528
y = 32,529x - 27,464
y = 34,654x - 31,745
y = 13,866x + 10,375
y = 34,523x - 32,465
y = 10,493x + 21,709
R² = 0,9682
R² = 0,985
R² = 0,9378
R² = 0,9991
R² = 0,9917
R² = 0,9485
x = log(m)
* Existen más correcciones con bandas (para TIPO 2)
Ri,A
y = 32,529x - 27,464
R² = 0,985
60
40
Ri,A
20
Lineal (Ri,A )
0
1,50
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1,70
1,90
2,10
2,30
2,50
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DB-HR: Tipo 1
Eb Elemento constructivo base de fábrica (1 o 2 hojas)
Tr Trasdosado
Ee Elemento de entramado autoportante
F Forjado
Sf Suelo flotante
Ts Techo suspendido
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B
Banda elástica
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Predicción básica NBE-CA88:
Trasdosados
Su aislamiento se determinará exclusivamente mediante
ensayo. Máxima eficacia para:
• La masa del paramento de albañilería pesará al menos 150
kg/m2.
• La hoja blanda a la flexión, incluidos sus soportes, deberá
estar separada de la de albañilería una distancia d, en cm,
indicada en la siguiente expresión, en la que m es la masa de
la hoja blanda a la flexión expresada en kg/m2:
•La cámara debe albergar un material poroso no rígido,
acústicamente absorbente.
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Trasdosados:
UNE-EN 12354-1: 2000
Masas m1 y m2 y d
profundidad de la
cámara
Mejoras DRA02/10:
Correcciones
de
resistencia al flujo, de
distancia efectiva, etc.
Base de datos de resistencia al flujo
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Predicción básica NBE-CA88:
soluciones con paredes ligeras
Su aislamiento se determinará exclusivamente mediante
ensayo. Debe cumplirse:
• Cada hoja está soportada por elementos independientes
entre sí, incluso en el perímetro.
• La separación d, en cm, entre ambas hojas debe cumplir la
siguiente expresión en la que m1 y m2 son las masas de las
hojas expresadas en kg/m2:
•La cámara debe albergar un material poroso no rígido,
acústicamente absorbente.
• El conjunto debe ser estanco al aire.
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Mejoras DRA02/10:
Autoportantes
1 Lana Poliéster
y=20log(m1+m2)+log(espesor en cm)+3,2+espesor total en cm
1 Lana mineral
y=20log(m1+m2)+log(espesor en cm)+6+espesor total en cm
2 Lanas minerales
sin arriostrado
2 Lanas minerales
con arriostrado
y=20log(m1+m2)+log(espesor en cm)+11+espesor total en cm
y=20log(m1+m2)+log(espesor en cm)+6+espesor total en cm
Ajustes
de
diferentes
configuraciones de materiales en
pequeño rango, modelos numéricos
e
inclusión
de
materiales
absorbentes acústicos "nuevos".
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Opción simplificada DB-HR:
ESH
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Forjados:
UNE-EN 12354-2:2001
Fórmulas empíricas para forjados
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NBE-CA88: Ruido de impacto
“El nivel de ruido de impacto normalizado LN en el espacio
subyacente, considerado un aislamiento al ruido aéreo R, del
elemento separador horizontal, se determinará mediante la
siguiente ecuación:
LN = 135 – R, en dB
Las soluciones constructivas que cumplan lo establecido en
la presente Norma respecto al ruido aéreo, no cumpliendo por
el contrario la exigencia relativa al ruido de impacto, deberán
complementarse con solado amortiguador o flotante y/o techo
acústico, cuya mejora se determinará mediante ensayo".
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Mejoras DRA02/10: suelos
flotantes
6
5
Fórmula Ln
Fórmula Ra
y = -36,061x + 171,04
y = 36,006x - 37,888
4
3
2
1
1. Forjado Base
2. Lámina flotante
3. Lámina impermeable/flotante
4. Capa de arena. Espesor 2 cm. o superior
5. Capa de mortero. Espesor 2 cm. o superior.
6. Pavimento o gres
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Base de datos
de
rigidez
dinámica
s’ rigidez dinámica equivalente
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Mejoras DRA02/10: techo
suspendido
1
Fórmula Ln
Fórmula Ra
y = -36,061x + 171,04
y = 36,006x - 37,888
9
10
11
12
1. Forjado Base
9. Enlucido – recubrimiento térmico
10. Cámara de aire
11. Lana absorbente acústica
12. Placa de cierre
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d profundidad cámara corregida
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Opción simplificada: Fachada
• Gran variedad de tipos de
fachada los CEC
• Diseño de ecuaciones
para cada tipo de fachada
• Necesidad de datos de
vidrios
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NBE-CA88: Ventanas
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NBE-CA88: Ventanas
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CEC del DB-HR
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Mejoras DRA02/10: ventanas
simple
laminar
doble
1 2
combinado
2
a
1
2
1
Simple oscilobatiente
2
b
Simple corredera
35
Ratr
y = 0,24x + 25,08
R² = 0,9931
30
28,5
RAtr
25
28
20
27,5
15
27
y = 0,7x + 23,4
R² = 0,98
10
Ratr
26,5
Lineal (Ratr)
5
26
0
25,5
0
2
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4
6
8
Espesor
10
12
14
0
5
10
Espesor (mm)
15
34
CEC: acondicionamiento
acústico
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Mejoras DRA02/10:
acondicionamiento acústico
•
•
Introducción de nuevos
materiales: lanas textiles,
maderas, etc.
Posibilidad de uso de cortinas
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Mejoras acústicas DRA02-10:
resumen
• Incorporación nuevos materiales
• Incorporación de nuevos datos (rigidez dinámica,
resistencia al flujo, etc.)
• Diseño de "calculadoras" en modo usuario
• Aislamiento acústico
• Particiones: modificaciones de espesores y acoplo de capas
• Forjados: modificaciones de espesores, diseño a la carta de
suelos flotantes y techos suspendidos
• Fachadas: posibilidades de modificaciones en diferentes
tipologías
• Ventanas: posibles pequeños cambios y diseños
• Acondicionamiento acústico:
sistemas (p.e. cortinas)
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nuevos materiales
y
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Predicción del aislamiento acústico
para el Catálogo DRA02/10
GRACIAS POR SU ATENCIÓN