A seguito del nostro webinar organizzato in collaborazione con l’Institute of Structural Engineers su come ottenere prestazioni elevate in materia di rumore strutturale e ponti termici utilizzando il minimo di massa e materiali, desideriamo condividere le risposte alle domande poste durante l’evento.
Se desideri porre altre domande al nostro team, puoi scrivici oppure chiamaci al numero +44 161 924 1600.
Quali erano le specifiche acustiche fornite da Level e in che modo sono state tradotte nelle prestazioni acustiche dei cuscinetti??
Le specifiche acustiche erano piuttosto complesse. C’era una specifica relativa alle prestazioni acustiche attraverso la parete, ovvero attraverso entrambi gli elementi del sistema. Questa si concentrava sulle frequenze più basse, quindi era prevista una perdita di inserzione a 63 Hz e 125 Hz; i valori richiesti erano elevati, con una riduzione del rumore superiore a 60 dB.
Analizzando più nel dettaglio quella specifica, si notano anche diversi componenti, quindi c’era un requisito acustico per la tenuta tra i pannelli e anche un requisito dinamico.
E poi l’ultima parte era quella di controllare la trasmissione strutturale, ed è qui che entrano in gioco i cuscinetti. Affinché l’intero sistema funzionasse e raggiungesse più di 60 dB, la perdita di inserzione del cuscinetto doveva essere di 33 dB a 50 Hz, il che è proprio al limite di ciò che è praticabile.
Con la quantità di test e ritest che dovevamo effettuare, è chiaro che non avremmo potuto ottenere quel livello di precisione con le molle.
A chi spettava la responsabilità progettuale dei collegamenti alla struttura in acciaio? È stato Farrat a progettare tutto fino alla struttura portante in acciaio e poi William Hare a occuparsi di tutto il resto??
Questo collegamento comprendeva in realtà tre aree di responsabilità. Parte in calcestruzzo: Expanded/Laing O’Rourke // Gruppo di cuscinetti: Farrat // Struttura in acciaio: William Hare.
Il pannello in calcestruzzo e il canale di collegamento o halfens gettato nel calcestruzzo erano di competenza di Expanded. Il gruppo cuscinetti, ovvero tutti i componenti in acciaio a diretto contatto con la gomma e gli stessi cuscinetti in gomma, era di competenza di Farrat;
La carpenteria metallica di sostegno a cui erano collegati i gruppi era di competenza di William Hare. Ulteriori complicazioni sono sorte nell’angolo superiore orizzontale dei collegamenti dei pannelli, dove una barra passante richiedeva due piastre d’acciaio aggiuntive per il collegamento alla struttura in acciaio – Farrat ha fornito queste ultime insieme ai relativi elementi di fissaggio. Abbiamo riscontrato che i disegni con codice colore erano fondamentali per garantire che i team di progetto fossero consapevoli di dove finisse una responsabilità e iniziasse quella successiva (ad esempio, tutti gli elementi arancioni sono di Farrat, tutti quelli blu sono di William Hare, ecc.)
Si riscontra una deviazione dei livelli acustici rispetto ai valori accettabili? In caso affermativo, quali misure correttive sono state adottate??
L’intenzione iniziale era quella di analizzare i diversi componenti – i cuscinetti, i pannelli e i sigillanti – e stabilire un parametro di riferimento individuale per ciascuno di essi. È apparso subito chiaro che le differenze tra i singoli pannelli erano talmente marcate che questo approccio non avrebbe funzionato.
La prova del nove consiste invece nel verificare se le prestazioni acustiche attraverso la parete soddisfano i requisiti; abbiamo quindi esaminato ogni pannello a turno, valutando l’effetto composito delle prestazioni di ciascuno dei cuscinetti in ogni direzione.
Ci sono occasioni in cui, poiché stavamo valutando la perdita di inserzione su tutto lo spettro, per un soffio non raggiungevamo il nostro obiettivo di isolamento acustico, e quindi dovevamo decidere se ciò fosse rilevante o meno. A volte lo era e dovevamo tornare indietro e riprogettare. A volte non lo era, e il motivo era che, grazie ai nostri modelli, potevamo valutare l’impatto sull’area circostante di un singolo cuscinetto o pannello.
Un’altra cosa da aggiungere è che siamo riusciti a realizzare una tenuta tra i pannelli molto migliore di quanto ci aspettassimo, il che ci ha dato un po’ di “credito in banca”. Abbiamo quindi potuto utilizzare quel “credito” nel caso in cui un cuscinetto non funzionasse come avremmo voluto. Il mio consiglio a chiunque intraprenda un progetto come questo in futuro è di puntare a ottenere quel “credito” in modo da avere quella flessibilità.
È stato effettuato un studio delle risposte modali dello scafo? E questo ha influito su qualche aspetto della progettazione??
Sì, abbiamo dovuto considerare contemporaneamente le prestazioni modali del telaio e dei pannelli.
Qual è stata la difficoltà maggiore incontrata durante la fase di costruzione? Ad esempio, un cuscinetto posizionato fuori tolleranza?
Per quanto riguarda i nostri gruppi, la tolleranza di posizione verticale ha causato non pochi grattacapi. Poiché la maggior parte dei cuscinetti funziona in coppia, se uno fosse stato anche solo 5 mm più in alto del suo compagno, avrebbe subito una maggiore deflessione cercando di sostenere una quota di carico superiore a quella prevista.
Per questo motivo, in tutti i punti è stato previsto un ampio margine per l’inserimento di materiale di riempimento localizzato sotto i gruppi, al fine di garantire che entrambi i cuscinetti fossero perfettamente livellati.
Abbiamo inoltre riscontrato che la rotazione causava alcuni problemi, dovuti all’accumulo delle tolleranze. Ad esempio, in alcune posizioni sia il calcestruzzo che l’acciaio presentavano angoli leggermente diversi dai 90° perfetti, pur rimanendo ben entro le tolleranze del progetto.
Tuttavia, una volta combinati, ciò significava che il nostro collegamento si trovava di fronte a situazioni al di là delle aspettative (ad esempio, 3° + 4° danno un disallineamento effettivo di 7° tra le nostre piastre di assemblaggio superiori e inferiori, il che aveva il potenziale di creare punti di schiacciamento nel nostro progetto). Questi problemi sono stati risolti attraverso l’uso di spessori angolati specifici per ogni posizione, per garantire che i nostri assemblaggi avessero piastre superiori e inferiori parallele.
Senza entrare nei dettagli, la facciata del Piano 04 del teatro ha dovuto affrontare sfide significative durante la costruzione, a causa della mancanza di accesso con la gru oltre la sporgenza formata dalla struttura in acciaio sovrastante.
Alla fine, è stata realizzata una struttura su misura per consentire di manovrare i pannelli in calcestruzzo in posizione sul teatro mentre erano sospesi da una gru dall’alto, una sfida significativa in cantiere superata grazie al brillante lavoro di William Hare
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Avete a disposizione dati termici relativi alle unità Falcon, ad esempio valori in psi, oppure un valore di conducibilità termica calcolato che possa essere utilizzato in un modello termico 3D??
Sì, ci sono stati forniti disegni dettagliati che specificano le dimensioni e la conducibilità termica; questo è fondamentale per un’analisi su misura. Quando realizziamo i modelli termici, utilizzando le informazioni fornite, possiamo ricavare un valore psi sulla base di ipotesi standardizzate tratte dalla norma internazionale 10211.
Il valore psi è compreso tra 0,3 e 0,6 W/mK a seconda delle condizioni prescritte e delle proprietà termofisiche (che determinano il valore U [W/m²K]). Stiamo simulando vari scenari, utilizzando l’analisi FEA 3D, per guidare lo sviluppo del prodotto.
Esistono soluzioni specifiche per il collegamento tra acciaio e pietrame, per le estremità delle pareti e per i collegamenti orizzontali tra pareti??
Probabilmente esiste una soluzione, ma non abbiamo ancora visto casi di “acciaio su pietra” (macerie). La conversione da acciaio a calcestruzzo è comune e stiamo assistendo sempre più spesso a casi di “calcestruzzo su calcestruzzo”, come nella nostra soluzione Falcon. Se avete in mente un progetto specifico, contattate il team di Farrat: saremo lieti di saperne di più..
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