Se hai mai monitorato un edificio vicino all'infissione di pali, a brillamenti o allo scavo di una galleria, hai misurato secondo la DIN 4150. Non è un documento lungo e gran parte del suo contenuto rilevante è racchiusa in tre brevi tabelle. La logica dietro quelle tabelle è molto utile, ed è per questo che è diventata uno degli standard internazionali nel monitoraggio delle infrastrutture.

Cos'è la DIN 4150

Parte 1, previsione

La DIN 4150-1 si occupa di prevedere i parametri di vibrazione prima che la sorgente esista. Serve nella fase di pianificazione di un progetto, quando stai stimando l'effetto che un futuro battipalo o una futura linea ferroviaria avrà sull'ambiente circostante. Questa parte trova molto meno impiego della Parte 3, perché gran parte del monitoraggio avviene quando i lavori sono già in corso.

Parte 2, effetti sulle persone

La DIN 4150-2 riguarda la percezione che le persone hanno della sorgente di vibrazione. Valuta se gli occupanti saranno disturbati dalle vibrazioni nell'intervallo da 1 a 80 Hz e fissa soglie di comfort che dipendono dall'uso dell'edificio e dall'ora del giorno, così per esempio una corsia d'ospedale di notte è soggetta a un limite più severo rispetto a un'officina di giorno. Le persone percepiscono anche bassi livelli di vibrazione, ed è per questo che i limiti della Parte 2 sono di un ordine di grandezza inferiori a quelli della Parte 3.

Parte 3, effetti sulle strutture

La DIN 4150-3 è la parte usata nel monitoraggio strutturale. Governa il rischio di danni da vibrazione all'edificio stesso, la fessurazione e la perdita di funzionalità e il cedimento cosmetico dell'intonaco. Gli ingegneri possono valutare il rischio attraverso la velocità di picco delle particelle e la frequenza dominante, parametri misurati dai vibrometri.

Come funziona la DIN 4150-3

La DIN 4150-3 parla di tre parametri da monitorare. Il primo è la PPV, la più alta velocità istantanea del terreno o della struttura, in mm/s. Il secondo è la frequenza dominante di quella vibrazione. Il terzo è la categoria dell'edificio che si vuole proteggere.

La frequenza è importante perché l'energia a bassa frequenza si accoppia in modo efficiente con i modi risonanti dell'intero edificio, che di solito sono tra 1 e 10 Hz, così gli stessi 8 mm/s sono molto più pericolosi a 6 Hz che a 60 Hz. La DIN 4150-3 lo riconosce e quindi la PPV ammissibile aumenta con la frequenza.

I valori di soglia

Per le vibrazioni di breve durata misurate in fondazione, la DIN 4150-3 fornisce valori di soglia dipendenti dalla frequenza su tre intervalli, da 1 a 10 Hz, da 10 a 50 Hz e da 50 a 100 Hz. Alle strutture commerciali e industriali sono ammessi 20 mm/s nell'intervallo più basso, fino a 40-50 mm/s in quello più alto. Gli edifici residenziali da 5 a 20 mm/s. Le strutture sensibili e storiche, quelle senza telaio in acciaio e con molto da perdere, da 3 a 10 mm/s. C'è una riga separata per il piano più alto misurato in orizzontale, indipendente dalla frequenza, a 40, 15 e 8 mm/s per quelle stesse tre categorie, perché i solai amplificano il segnale che li raggiunge.

Le vibrazioni di lunga durata, dovute al traffico costante o a un impianto permanente, sono soggette a valori ancora più bassi, dato che la fatica aumenta il danno rispetto agli eventi singoli.

Perché uno standard tedesco è usato ovunque

La DIN 4150-3 si è diffusa per un motivo poco affascinante. Le sue soglie sono volutamente conservative, fissate vicino all'inizio della fessurazione cosmetica più che al punto di un danno strutturale reale, con un ampio margine di sicurezza al di sotto di qualsiasi cosa possa minacciare la stabilità. Quella prudenza è esattamente ciò che serve a un progetto per essere difendibile di fronte a un proprietario dell'edificio, a un assicuratore o a un tribunale. Se resti sotto la linea della DIN e una crepa compare comunque, lo standard è dalla tua parte.

Il secondo motivo è la logica dipendente dalla frequenza. Riflette il modo in cui le strutture rispondono invece di imporre un singolo limite grossolano, così gli ingegneri si fidano per tipi di edificio e tipi di sorgente diversi, dal brillamento ai rulli vibranti alle TBM.

Il terzo motivo è che altri Paesi l'hanno adottata in sordina. La UNI 9916 italiana descrive come misurare e valutare le vibrazioni sugli edifici ma rimanda in gran parte alla DIN 4150-3 per i valori di soglia veri e propri. Australia, area del Golfo e gran parte dell'Asia specificano la DIN 4150 nei progetti internazionali perché è rigorosa e tutti la conoscono già.

Come Move Solutions applica la DIN 4150-3

Il nostro vibrometro DECKVBR-STD misura la PPV su una banda da 1 a 100 Hz, che copre l'intero intervallo di valutazione della DIN 4150-3, così una singola unità wireless riporta la velocità e la frequenza dominante richieste dallo standard. Il sensore è realizzato anche secondo UNI 9916, BS 7385 e la RI8507 dello US Bureau of Mines, così un solo dispositivo copre la maggior parte dei regimi in cui si imbatte un contractor multinazionale.

In MyMove, la nostra piattaforma dati, le soglie di allarme possono essere personalizzate oppure riflettere direttamente i livelli di soglia della DIN 4150-3 o di altri standard.

Domande frequenti

Se le nostre misure restano sotto il limite della DIN 4150-3, il proprietario può comunque sostenere che abbiamo causato una crepa?Può sostenerlo, ma lo standard rende difficile reggere quell'accusa. Le soglie della DIN 4150-3 si collocano vicino all'inizio della fessurazione cosmetica con un margine deliberato, così un registro documentato al di sotto della linea è una prova solida che la vibrazione non è stata la causa. Il valore del monitoraggio continuo è avere quel registro, datato e per asse, invece di una manciata di misure spot.

DIN 4150-3 o UNI 9916 su un cantiere italiano?Entrambe, di fatto. La UNI 9916 è il riferimento italiano su come misurare e valutare, e si appoggia alla DIN 4150-3 per i valori di soglia stessi. Un sensore conforme a entrambe, come il DECKVBR-STD, risolve la questione, e citi la UNI 9916 come quadro nazionale mentre rendiconti rispetto alle tabelle DIN.

Quanti vibrometri servono davvero per un edificio?Per la maggior parte dei lavori DIN 4150-3, due. Uno in fondazione, il più vicino alla sorgente, per la valutazione dipendente dalla frequenza, e uno al piano più alto per la verifica dell'amplificazione orizzontale. Aggiungerne altri raramente cambia il verdetto e di solito aumenta solo il costo e i dati che devi difendere.

Perché misurare la frequenza dominante, invece della sola PPV?Perché il limite non è un numero unico. La PPV ammissibile a 5 Hz può essere un quarto di quella ammissibile a 60 Hz per lo stesso edificio, così una misura di velocità senza la sua frequenza non può essere confrontata con la tabella. Un dispositivo che riporta solo la PPV ti costringe a indovinare la frequenza, ed è così che i cantieri finiscono o troppo conservativi e lenti o silenziosamente fuori norma.

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