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Clase de transmisión de sonido

La clase de transmisión de sonido (o STC ) es una clasificación entera que mide la capacidad de una partición de un edificio para atenuar el sonido transmitido por el aire . En los EE. UU., se utiliza ampliamente para clasificar particiones interiores, techos, pisos, puertas, ventanas y configuraciones de paredes exteriores. Fuera de los EE. UU., se utiliza el índice de reducción de sonido (SRI) de la ISO . La clasificación STC refleja de manera muy aproximada la reducción de ruido en decibelios que puede proporcionar una partición. La STC es útil para evaluar la molestia causada por los sonidos del habla, pero no por el ruido de la música o de la maquinaria, ya que estas fuentes contienen más energía de baja frecuencia que el habla. [1]

Existen muchas maneras de mejorar la clase de transmisión de sonido de una partición, aunque los dos principios más básicos son agregar masa y aumentar el espesor total. En general, la clase de transmisión de sonido de una pared de doble cara (por ejemplo, dos paredes de bloques de 4 pulgadas de espesor [100 mm] separadas por un espacio de aire de 2 pulgadas [51 mm]) es mayor que la de una pared simple de masa equivalente (por ejemplo, una pared de bloques homogénea de 8 pulgadas [200 mm]). [2]

Definición

La STC o clase de transmisión de sonido es un método de un solo número para calificar qué tan bien las particiones de pared reducen la transmisión de sonido. [3] La STC proporciona una forma estandarizada de comparar productos como puertas y ventanas fabricadas por fabricantes de la competencia. Un número más alto indica un aislamiento de sonido más efectivo que un número más bajo. La STC es una calificación estandarizada proporcionada por ASTM E413 basada en mediciones de laboratorio realizadas de acuerdo con ASRM E90. ASTM E413 también se puede utilizar para determinar calificaciones similares a partir de mediciones de campo realizadas de acuerdo con ASTM E336. [3]

El aislamiento acústico y el aislamiento acústico se utilizan indistintamente, aunque el término "aislamiento" se prefiere fuera de los EE. UU. [4] El término "insonorización" generalmente se evita en la acústica arquitectónica, ya que es un nombre inapropiado y connota inaudibilidad.

Correlación subjetiva

A través de la investigación, los acústicos han desarrollado tablas que vinculan una determinada calificación STC con una experiencia subjetiva. La tabla que aparece a continuación se utiliza para determinar el grado de aislamiento acústico que ofrece una construcción multifamiliar típica. Por lo general, una diferencia de uno o dos puntos STC entre construcciones similares es subjetivamente insignificante. [5]

Tablas como la anterior dependen en gran medida de los niveles de ruido de fondo en la sala receptora: cuanto más fuerte sea el ruido de fondo, mayor será el aislamiento acústico percibido. [7]

Metodología de calificación

Histórico

Antes de la clasificación STC, el rendimiento del aislamiento acústico de una partición se medía y se informaba como la pérdida de transmisión promedio en el rango de frecuencia de 128 a 4096  Hz o de 256 a 1021 Hz. [8] [9] Este método es valioso para comparar particiones homogéneas que siguen la ley de masa, pero puede ser engañoso al comparar paredes complejas o de múltiples hojas.

En 1961, la Organización Internacional de Normalización ASTM adoptó la norma E90-61T, que sirvió como base para el método STC que se utiliza en la actualidad. La curva estándar STC se basa en estudios europeos de construcción residencial multifamiliar y se asemeja mucho al rendimiento de aislamiento acústico de una pared de ladrillos de 230 mm (9 pulgadas) de espesor. [10]

Actual

Ejemplo de informe de clase de transmisión de sonido de NTi Audio que muestra pérdida de transmisión en las dieciséis frecuencias estándar

El número STC se deriva de los valores de atenuación del sonido probados en dieciséis frecuencias estándar de 125 Hz a 4000 Hz. Estos valores de pérdida de transmisión se representan luego en un gráfico de nivel de presión sonora y la curva resultante se compara con un contorno de referencia estándar proporcionado por ASTM. [11]

Las métricas de aislamiento acústico, como el STC, se miden en cámaras de prueba de laboratorio especialmente aisladas y diseñadas. Existen condiciones de campo casi infinitas que afectarán el aislamiento acústico en el sitio cuando se diseñan particiones y cerramientos de edificios.

Factores que afectan la clase de transmisión del sonido

Medio acústico

El sonido se propaga a través del aire y de la estructura, y se deben tener en cuenta ambas vías al diseñar paredes y techos aislantes del sonido. Para eliminar el ruido transmitido por el aire, se deben eliminar todas las vías de aire entre las áreas. Esto se logra haciendo que las juntas sean herméticas y cerrando todas las fugas de sonido. Para eliminar el ruido transmitido por la estructura, se deben crear sistemas de aislamiento que reduzcan las conexiones mecánicas entre esas estructuras. [12]

Masa

Añadir masa a una partición reduce la transmisión del sonido. Esto se consigue a menudo añadiendo capas adicionales de yeso. Es preferible tener láminas no simétricas, por ejemplo, con yeso de diferente espesor. [13] El efecto de añadir varias capas de placas de yeso a un marco también varía según el tipo y la configuración del marco. [14] [15] Duplicar la masa de una partición no duplica el STC, ya que el STC se calcula a partir de una medición no lineal de pérdida de transmisión del sonido en decibelios. [16] Por lo tanto, mientras que la instalación de una capa adicional de placas de yeso en una partición de montantes de acero de calibre ligero (25-ga. o más ligero) dará como resultado un aumento de alrededor de 5 puntos STC, hacer lo mismo en una sola madera o un solo acero de calibre pesado dará como resultado solo 2 a 3 puntos STC adicionales. [14] [15] Añadir una segunda capa adicional (al sistema ya de tres capas) no da como resultado un cambio tan drástico en el STC como la primera capa adicional. [14] El efecto de las capas adicionales de placas de yeso sobre tabiques con montantes dobles y escalonados es similar al de los tabiques de acero de calibre ligero.

Debido al aumento de masa, el hormigón vertido y los bloques de hormigón suelen alcanzar valores de STC más altos (entre 40 y 50 STC) que los muros enmarcados de igual espesor. [17] Sin embargo, el peso adicional, la complejidad añadida de la construcción y el aislamiento térmico deficiente tienden a limitar las particiones de muros de mampostería como una solución viable de aislamiento acústico en muchos proyectos de construcción de edificios.

En los últimos años, los fabricantes de placas de yeso [¿ cuándo? ] han comenzado a ofrecer placas de yeso livianas: el yeso de peso normal tiene una densidad nominal de 43 libras por pie cúbico (690 kg/m3 ) , y el yeso liviano tiene una densidad nominal de 36 libras por pie cúbico (580 kg/m3 ) . Esto no tiene un gran efecto en la clasificación STC, aunque el yeso liviano puede degradar significativamente el rendimiento de baja frecuencia de una partición en comparación con el yeso de peso normal.

Absorción acústica

La absorción del sonido implica convertir la energía acústica en otra forma de energía, normalmente calor. [18]

La adición de materiales absorbentes a las superficies interiores de las habitaciones, por ejemplo, paneles de fibra de vidrio revestidos con tela y cortinas gruesas, dará como resultado una disminución de la energía del sonido reverberado dentro de la habitación. Sin embargo, los tratamientos absorbentes de superficies interiores de este tipo no mejoran significativamente la clase de transmisión del sonido. [19] La instalación de aislamiento absorbente, por ejemplo, paneles de fibra de vidrio y celulosa insuflada, en las cavidades de la pared o el techo aumenta significativamente la clase de transmisión del sonido. [14] La presencia de aislamiento en un marco de montantes de madera de 2x4 espaciados 16 pulgadas (410 mm) de centro a centro da como resultado solo unos pocos puntos STC. Esto se debe a que una pared con un marco de montantes de madera de 2x4 espaciados 16 pulgadas desarrolla resonancias significativas que no se mitigan con el aislamiento de la cavidad. Por el contrario, agregar aislamiento de fibra de vidrio estándar a una cavidad que de otro modo estaría vacía en particiones de montantes de acero de calibre ligero (calibre 25 o más ligero) puede dar como resultado una mejora de casi 10 puntos STC.

Otros estudios han demostrado que los materiales de aislamiento fibrosos, como la lana mineral, pueden aumentar el STC entre 5 y 8 puntos. [13]

Rigidez

El efecto de la rigidez sobre el aislamiento acústico puede estar relacionado con la rigidez del material de aislamiento acústico o con la rigidez causada por los métodos de estructura.

Métodos de encuadre

El desacoplamiento estructural de los paneles de yeso de la estructura de la partición puede resultar en un gran aumento del aislamiento acústico cuando se instalan correctamente. Algunos ejemplos de desacoplamiento estructural en la construcción de edificios incluyen canales resilientes, clips de aislamiento acústico y canales en forma de sombrero, y estructuras de montantes escalonados o dobles. Los resultados de STC del desacoplamiento en los ensamblajes de paredes y techos varían significativamente según el tipo de estructura, el volumen de la cavidad de aire y el tipo de material de desacoplamiento. [14] Se debe tener mucho cuidado en cada tipo de construcción de partición desacoplada, ya que cualquier sujetador que se acople mecánicamente (rígidamente) a la estructura puede socavar el desacoplamiento y dar como resultado resultados de aislamiento acústico drásticamente inferiores. [20]

Cuando dos hojas están unidas o acopladas rígidamente por un montante, el aislamiento acústico del sistema depende de la rigidez del montante. El acero de calibre ligero (calibre 25 o más ligero) proporciona un mejor aislamiento acústico que el acero de calibre 16-20, y un rendimiento notablemente mejor que los montantes de madera. [21] Cuando los montantes de acero o madera de calibre grueso están espaciados 16 pulgadas (410 mm) entre sí, se forman resonancias adicionales que reducen aún más el rendimiento del aislamiento acústico de una partición. En las paredes típicas de montantes de yeso, esta resonancia se produce en la región de 100 a 160 Hz y se cree que es un híbrido de la resonancia masa-aire-masa y una resonancia de modo de flexión causada cuando una placa está apoyada estrechamente por miembros rígidos. [22]

Las particiones con un solo montante de metal son más efectivas que las particiones con un solo montante de madera y se ha demostrado que aumentan el índice de estabilidad térmica hasta en 10 puntos. Sin embargo, hay poca diferencia entre los montantes de metal y los de madera cuando se utilizan en particiones con dos montantes. [13] Los tabiques con dos montantes tienen un índice de estabilidad térmica más alto que los de un solo montante. [13]

En ciertos conjuntos, aumentar el espaciado entre pernos de 16 a 24 pulgadas (410–610 mm) aumenta la clasificación STC en 2 a 3 puntos. [13]

Mojadura

Aunque los términos absorción y amortiguación del sonido a menudo son intercambiables cuando se habla de acústica de una sala , los acústicos los definen como dos propiedades distintas de las paredes que aíslan el sonido.

Varios fabricantes de yeso ofrecen productos especiales que utilizan amortiguación de capa restringida , que es una forma de amortiguación viscosa . [23] [24] La amortiguación generalmente aumenta el aislamiento acústico de las particiones, particularmente en frecuencias medias y altas.

La amortiguación también se utiliza para mejorar el aislamiento acústico de los conjuntos de acristalamiento . El acristalamiento laminado, que consta de una capa intermedia de butiral de polivinilo (o PVB), tiene un mejor rendimiento acústico que un vidrio no laminado de espesor equivalente. [25]

Fuga de sonido

Un pequeño espacio en la pared puede reducir considerablemente la clasificación STC. Esta pared no recibió un sellado perimetral completo.

Todos los agujeros y huecos deben rellenarse y el recinto debe sellarse herméticamente para que el aislamiento acústico sea eficaz. La siguiente tabla ilustra los resultados de las pruebas de insonorización de una partición de pared que tiene una pérdida máxima teórica de 40 dB de una habitación a la siguiente y un área de partición de 10 metros cuadrados. Incluso los pequeños huecos y agujeros abiertos en la partición tienen una reducción desproporcionada en la insonorización. Una abertura del 5% en la partición, que ofrece transmisión de sonido sin restricciones de una habitación a la siguiente, hizo que la pérdida de transmisión se redujera de 40 dB a 13 dB. Un área abierta del 0,1% reducirá la pérdida de transmisión de 40 dB a 30 dB, lo que es típico de las paredes en las que no se ha aplicado calafateado de manera efectiva [ 26]. Las particiones que están selladas de manera inadecuada y contienen cajas eléctricas adosadas, iluminación empotrada sin tratar y tuberías sin sellar ofrecen caminos de flanqueo para el sonido y fugas significativas. [27]

Las cintas y calafateo acústico para juntas se han utilizado para mejorar el aislamiento acústico desde principios de la década de 1930. [28] Aunque las aplicaciones de las cintas se limitaban en gran medida a aplicaciones industriales y de defensa, como buques de guerra y aviones en el pasado, investigaciones recientes han demostrado la eficacia de sellar huecos y, por lo tanto, mejorar el rendimiento del aislamiento acústico de una partición. [29]

Flanqueando

Los códigos de construcción generalmente permiten una tolerancia de 5 puntos entre la clasificación STC probada en laboratorio y la medida en campo; sin embargo, los estudios han demostrado que incluso en instalaciones bien construidas y selladas, la diferencia entre la clasificación de laboratorio y la de campo depende en gran medida del tipo de conjunto. [30]

Variaciones especiales del STC

Por naturaleza, la clasificación STC se deriva de pruebas de laboratorio en condiciones ideales. Existen otras versiones de la clasificación STC para tener en cuenta las condiciones del mundo real.

STC compuesto

El rendimiento neto de aislamiento acústico de una partición que contiene múltiples elementos de aislamiento acústico, como puertas, ventanas, etc.

Clase de transmisión de sonido aparente (ASTC)

El rendimiento de aislamiento acústico de una partición medido en el campo de acuerdo con ASTM E336, normalizado para tener en cuenta diferentes acabados de la habitación y el área de la partición probada (es decir, comparar la misma pared medida en una sala de estar vacía y una cabina de grabación acústicamente seca).

Clase de aislamiento de ruido normalizado (NNIC)

El rendimiento de aislamiento acústico de una partición medido en campo según ASTM E336, normalizado para tener en cuenta el tiempo de reverberación en la sala.

Clase de aislamiento de ruido (NIC)

El rendimiento de aislamiento acústico de una partición medido en campo según ASTM E336, no normalizado a las condiciones de la sala de prueba.

Clase de transmisión de sonido de campo (FSTC)

Rendimiento de aislamiento acústico de elementos específicos de una partición, medido en el campo y logrado mediante la supresión de los efectos de las trayectorias de flanqueo del sonido. Esto puede ser útil para medir paredes con puertas, cuando se está interesado en eliminar la influencia de la puerta en el STC de campo medido. El método de prueba FSTC fue prescrito históricamente por ASTM E336, sin embargo, la última versión de esta norma no incluye FSTC. [31]

Clase de transmisión del sonido de la puerta (DTC)

El rendimiento de aislamiento acústico de las puertas cuando se mide de acuerdo con ASTM E2964. [32]

Requisitos legales y prácticos

La Sección 1206 del Código Internacional de Construcción 2021 establece que la separación entre las unidades de vivienda y las áreas públicas y de servicio debe alcanzar la STC 50 cuando se prueba de acuerdo con ASTM E90, o NNIC 45 si se prueba en campo de acuerdo con ASTM E336. Sin embargo, no todas las jurisdicciones utilizan el IBC para su código de construcción o municipal.

Partición común STC

Paredes interiores con 1 lámina de placa de yeso de 1 ⁄ 2 pulgada (13 mm) en cada lado de 2x4 ( 1+1 ⁄ 2  pulgada ×  3+Los montantes de madera de 1 ⁄ 2  pulgada o 38 mm × 89 mm) espaciados a 16 pulgadas (410 mm) de centro a centro sin aislamiento de fibra de vidrio que llene cada cavidad de los montantes tienen un STC de aproximadamente 33. [14] Cuando se les pide que califiquen su rendimiento acústico, las personas a menudo describen estas paredes como "delgadas como el papel". Ofrecen poca privacidad. Las paredes divisorias de doble montante generalmente se construyen con diferentes capas de paneles de yeso adheridas a ambos lados de montantes de madera dobles de 2x4 espaciados a 16 pulgadas de centro a centro y separados por un espacio de aire de 1 pulgada (25 mm). Estas paredes varían en el rendimiento de aislamiento acústico desde los STC medios-40 hasta los altos STC-60 dependiendo de la presencia de aislamiento y el tipo y cantidad de paneles de yeso. [14] Los edificios comerciales generalmente se construyen utilizando montantes de acero de diferentes anchos, calibres y espaciamientos de centro a centro. Cada una de estas características de la estructura tiene un efecto en el aislamiento acústico de la partición en diferentes grados. [15]

Predicción de STC

Existen varios programas disponibles comercialmente que predicen las clasificaciones STC de las particiones utilizando una combinación de modelos teóricos y datos de laboratorio derivados empíricamente. Estos programas pueden predecir las clasificaciones STC dentro de varios puntos de una partición probada y, en el mejor de los casos, son una aproximación. [36]

Clase de transmisión exterior-interior (OITC)

La clase de transmisión exterior-interior (OITC) es una norma que se utiliza para indicar la tasa de transmisión del sonido desde fuentes de ruido exteriores a un edificio. Se basa en la clasificación estándar ASTM E-1332 para la clasificación de la atenuación del sonido exterior-interior. [37] A diferencia de la STC, que se basa en un espectro de ruido que se centra en los sonidos del habla, la OITC utiliza un espectro de ruido de origen que considera frecuencias de hasta 80 Hz (tráfico de aviones, trenes y camiones) y se pondera más en frecuencias más bajas. El valor de la OITC se utiliza normalmente para clasificar, evaluar y seleccionar conjuntos de acristalamiento exterior.

Véase también

Referencias

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Bibliografía