Vibrazioni negli edifici

Le vibrazioni negli edifici possono portare a disagi sia fisici che psicologici negli esseri umani. L’esecuzione di misurazioni delle vibrazioni valuta e attenua le vibrazioni eccessive garantendo un ambiente sicuro e confortevole.

In che modo le vibrazioni negli edifici influiscono sugli esseri umani?

Le vibrazioni negli edifici colpiscono gli esseri umani a causa delle onde meccaniche che interagiscono con le strutture del corpo. Le vibrazioni possono essere trasmesse al corpo umano attraverso la struttura di un edificio, rendendo gli esseri umani destinatari passivi di tali vibrazioni. Livelli elevati di vibrazioni possono essere pericolosi e portare a disturbi di salute come malattie da vibrazioni o sindrome da vibrazioni, disturbi vascolari, problemi neurologici o problemi al sistema scheletrico. Gli esseri umani sono esposti a vibrazioni risonanti che possono causare sintomi come nausea, debolezza, vertigini, dolori articolari e muscolari e crampi. Anche le vibrazioni fanno parte degli stimoli che causano la chinetosi.

Cosa sono le vibrazioni negli standard di misurazione degli edifici?

Gli standard di misurazione delle vibrazioni negli edifici dipendono dal paese. I principali standard di vibrazione che definiscono le misurazioni degli esseri umani negli edifici sono:

ISO 2631-2: questo standard internazionale è ampiamente utilizzato in tutta l’UE. Utilizza il valore efficace (RMS) della vibrazione con ponderazione Wm per quantificare l’esposizione umana alle vibrazioni del corpo intero negli edifici.
BS 6472-1: Utilizzato prevalentemente nel Regno Unito, questo standard utilizza il valore della dose di vibrazione (VDV), un parametro più sensibile alle vibrazioni di breve durata e di alto livello, che in genere sono le più fastidiose o disturbanti per le persone .
DIN 4150-2: adottato in Germania, questo standard utilizza il livello KörperBeurteilungspegel (KB), un’unità che valuta gli effetti delle vibrazioni a breve e lungo termine sugli edifici e sugli esseri umani al loro interno.
Ciascuno di questi standard ha il proprio metodo di valutazione e limitazione delle vibrazioni per garantire la sicurezza e il comfort degli occupanti dell’edificio.

Quali sono le sorgenti delle vibrazioni negli edifici?

Vibrazioni negli edifici Le sorgenti generano vibrazioni in modo continuo o periodico e la loro distanza dall’edificio può essere costante o variabile. Le fonti di vibrazione possono trovarsi all’interno dell’edificio, come macchinari in funzione o ventilazione, ma possono anche essere fonti esterne all’edificio, come il passaggio di veicoli pesanti, treni o tram o cantieri. Le persone possono essere destinatari passivi delle vibrazioni, nel senso che non hanno alcuna influenza diretta sulla fonte delle vibrazioni. Se un edificio è esposto a vibrazioni attraverso la struttura può trasmetterle anche alle persone all’interno dell’edificio. Le onde meccaniche trasmesse attraverso la struttura si trasformano in onde acustiche, che sentiamo all’interno o che ci influenzano direttamente sotto forma di vibrazioni.

Come valutare le vibrazioni negli edifici?

Per valutare le vibrazioni negli edifici è necessaria la giusta scelta dei criteri di valutazione, degli indicatori appropriati e degli standard di misurazione delle vibrazioni. Le fonti di vibrazione, come macchinari in funzione o veicoli su strada, possono avere un impatto sulle persone negli edifici e dovrebbero essere valutate utilizzando valori di vibrazione effettivi in bande di 1/3 di ottava, RMS o VDV – valore della dose di vibrazione.

Quali sono i metodi di misurazione delle vibrazioni negli edifici?

Due metodi di misurazione delle vibrazioni negli edifici sono la valutazione in 1/3 di ottava e la valutazione basata su valori ponderati (RMS o VDV). La differenza fondamentale tra i due approcci è il livello di dettaglio: l’analisi in 1/3 di ottava fornisce informazioni dettagliate sulla vibrazione a frequenze diverse, mentre l’RMS e il VDV forniscono un’unica misura complessiva del livello o della dose di vibrazione. Il metodo di misurazione delle vibrazioni appropriato da utilizzare dipende dall’applicazione specifica e dallo standard di misurazione.

Cos'è il comfort vibrazionale?

Il comfort vibrazionale è il livello di vibrazione che consente alle persone all’interno di un edificio di svolgere le proprie attività specifiche in modo confortevole ed efficace, senza subire effetti negativi derivanti da vibrazioni eccessive o disturbanti. Queste soglie di vibrazioni accettabili garantiscono che la qualità della vita, la produttività e il benessere generale degli occupanti non siano compromessi.

Per valutare il comfort vibrazionale negli edifici vengono utilizzati diversi indicatori, tra cui i seguenti:

RMS (Root Mean Square): questa è una misura statistica che quantifica l’entità del movimento vibratorio. RMS fornisce una misura del contenuto energetico della vibrazione, utile per determinare i livelli complessivi di vibrazione.
VDV (valore della dose di vibrazione): il VDV è un indicatore che tiene conto sia dell’ampiezza che della durata della vibrazione ed è più sensibile alle vibrazioni di breve durata e di elevata ampiezza rispetto alla misura RMS. Il VDV rappresenta l’esposizione cumulativa in un certo periodo e viene utilizzato per stimare la probabilità di commenti negativi da parte di persone esposte alla vibrazione.
Analisi della frequenza (bande di 1/3 di ottava): la scomposizione della vibrazione totale in diverse bande di frequenza può fornire informazioni più dettagliate sulle caratteristiche della vibrazione. Alcune frequenze possono essere più disturbanti o dannose per la salute umana rispetto ad altre.
Valore massimo transitorio delle vibrazioni (MTVV): viene utilizzato per valutare le vibrazioni intermittenti a breve termine, che possono anche causare disagio o danni.
Fattore di cresta: questo è il rapporto tra il valore di picco e il valore RMS. Un fattore di cresta elevato potrebbe indicare una vibrazione con picchi netti, che potrebbero provocare fastidi o danni anche se il valore RMS è relativamente basso.
Frequenza dominante: questa è la frequenza alla quale si verifica il livello di vibrazione più elevato. Alcune frequenze possono essere più disturbanti o dannose di altre, quindi conoscere la frequenza dominante può essere utile.

Che cos'è il valore della dose di vibrazioni (VDV)?

Il Vibration Dose Value (VDV) è un parametro per valutare la probabilità che le persone presentino reclami per vibrazioni fastidiose negli edifici. Essenzialmente, è una misura che prevede la probabilità che gli occupanti dell’edificio trovino le vibrazioni fastidiose o disturbanti. Il VDV è una misura utilizzata per quantificare l’esposizione umana alle vibrazioni, considerando l’ampiezza della vibrazione e la sua durata. Rappresenta l’esposizione cumulativa in un dato periodo ed è particolarmente utile per situazioni in cui i livelli di vibrazione fluttuano in modo significativo. Il VDV è più sensibile alle vibrazioni di breve durata e di alto livello, che in genere sono le più fastidiose o disturbanti per le persone, rendendolo un parametro chiave nella valutazione del comfort e della sicurezza umana in ambienti vibranti, come edifici esposti al traffico o attività industriali.

Come valutare le vibrazioni negli edifici in base al VDV?

La valutazione delle vibrazioni negli edifici in base al Vibration Dose Value (VDV) prevede diversi passaggi:

Misurazione: i livelli di vibrazione vengono misurati o previsti per una durata specifica, in genere 16 ore di giorno e 8 ore di notte in luoghi di interesse rilevanti all’interno dell’edificio. Queste misurazioni dovrebbero essere opportunamente ponderate per riflettere accuratamente la risposta umana alle vibrazioni.

Calcolo del VDV: il valore della dose di vibrazione deriva dai livelli di vibrazione misurati o previsti. Il VDV considera non solo l’ampiezza della vibrazione ma anche la sua durata, rappresentando così l’esposizione cumulativa in un determinato periodo.

Valutazione rispetto agli standard: il VDV calcolato viene quindi confrontato con le soglie definite negli standard pertinenti, come ISO 2631-2, BS 6472-1 o standard specifici del paese. Questi standard definiscono le gamme VDV per diversi tipi di ambienti (come edifici residenziali, ospedali, uffici e officine) e orari della giornata.

Secondo la norma BS 6472-1, per gli edifici residenziali durante una giornata di 16 ore, le gamme VDV sono:

Bassa probabilità di commenti negativi: da 0,2 a 0,4 m·s^1,75
Commento negativo possibile: da 0,4 a 0,8 m·s^1,75
Commento negativo probabile: da 0,8 a 1,6 m·s^1,75

Per gli edifici residenziali durante una notte di 8 ore, gli intervalli VDV sono:

Bassa probabilità di commenti negativi: da 0,1 a 0,2 m·s^1,75
Commento negativo possibile: da 0,2 a 0,4 m·s^1,75
Commento negativo probabile: da 0,4 a 0,8 m·s^1,75

Per uffici e officine durante una giornata di 16 ore, gli intervalli VDV devono essere moltiplicati rispettivamente per fattori 2 e 4.

Interpretazione e azione: A seconda del confronto con le soglie, si possono raccomandare azioni per ridurre i livelli di vibrazione, se necessario. Ciò potrebbe includere la modifica della fonte di vibrazione, il cambiamento della struttura dell’edificio per smorzare le vibrazioni o l’alterazione dell’utilizzo dell’edificio.

Come misurare le vibrazioni nella frequenza degli edifici?

Per misurare le vibrazioni nella frequenza degli edifici viene utilizzata l’analisi del valore efficace in bande di ⅓ d’ottava. Misurando per bande di terzi d’ottava è possibile analizzare esattamente per quali frequenze vengono superati i valori e individuare le sorgenti di vibrazione.

Quale strumentazione viene utilizzata per le misurazioni delle vibrazioni negli edifici?

La strumentazione utilizzata per le misurazioni delle vibrazioni negli edifici è definita da standard appropriati come ISO 8041-1 o DIN 45669-1. In pratica, la strumentazione per la misura delle vibrazioni negli edifici dovrebbe rispettare i seguenti requisiti:

Sensibilità dei trasduttori: la sensibilità dei trasduttori (sensori) utilizzati per misurare le vibrazioni deve essere almeno 1 V/ms-2. Questa è una misura della quantità di segnale elettrico in uscita prodotto per una data quantità di vibrazione in ingresso.

Risoluzione della misurazione: la risoluzione prevista di tale misurazione è un minimo di 10-4 ms-2 del valore effettivo del segnale. Questo è il cambiamento più piccolo nel livello di vibrazione che il sistema di misurazione può rilevare.

Gamma di frequenza del registratore: il registratore deve catturare le vibrazioni da 0,5 Hz in su. Questa è la gamma di frequenze che il sistema può misurare con precisione.

Collegamento e orientamento del sensore: il sensore deve essere collegato a un disco di misurazione e deve registrare le vibrazioni in tre direzioni. Questo per catturare tutti i possibili movimenti dell’edificio, che potrebbero verificarsi in qualsiasi direzione.

Disco di misurazione: il disco dovrebbe avere un diametro di circa 30 cm e un peso di 30 kg. Dovrebbe avere tre punti di supporto. Il peso ed i supporti garantiscono un buon accoppiamento tra il sensore e la struttura, necessario per misurazioni accurate.

Che cos'è un rapporto sulle vibrazioni nell'edificio?

Un rapporto sulle vibrazioni negli edifici è un documento completo che descrive in dettaglio le procedure, i risultati e l’analisi delle misurazioni delle vibrazioni in un edificio. Ecco cosa include in genere:

Obiettivo delle misurazioni: il rapporto dovrebbe indicare chiaramente il motivo per cui sono state effettuate le misurazioni. Ciò potrebbe riguardare il monitoraggio di routine, in risposta ai reclami, per la valutazione di nuovi macchinari, ecc.
Metodologia e conformità agli standard: il rapporto deve indicare i metodi utilizzati per effettuare le misurazioni e confermare che tali metodi siano conformi agli standard pertinenti, come ISO 2631, BS 6472 o DIN 4150.
Sorgenti di vibrazioni: descrizione delle sorgenti di vibrazioni, come macchinari, traffico, attività di costruzione, ecc., presenti durante le misurazioni.
Attrezzatura utilizzata: informazioni dettagliate sull’attrezzatura utilizzata per effettuare le misurazioni, compreso il tipo di sensori, sistemi di acquisizione dati e software utilizzato per l’analisi.
Punti di misurazione: informazioni su dove sono state effettuate le misurazioni. I punti di misurazione utilizzati durante le misurazioni dovrebbero essere chiaramente identificabili, spesso utilizzando diagrammi o fotografie per facilitare questa identificazione.
Risultati: un riepilogo dei risultati della misurazione, solitamente presentato in forma tabellare, spesso insieme a presentazioni grafiche dei dati. Questi potrebbero includere storie temporali, spettri di frequenza e analisi statistiche dei livelli di vibrazione.
Analisi: interpretazione e analisi dei risultati, spiegando cosa significano nel contesto dell’obiettivo delle misurazioni e traendo conclusioni sull’impatto delle vibrazioni sull’edificio e sui suoi occupanti.
Raccomandazioni: se necessario, raccomandazioni per azioni volte a ridurre le vibrazioni o per ulteriori indagini.

Ogni rapporto dovrebbe essere preparato in modo che sia chiaro e facilmente comprensibile per il pubblico previsto, che potrebbe variare dai gestori degli edifici e dagli occupanti, agli ingegneri, alle autorità di regolamentazione.