L importanza dei materiali e l importanza dei metodi per la qualità acustica del manufatto

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1 Boll.Ing. n :12 Pagina 6 L importanza dei materiali e l importanza dei metodi per la qualità acustica del manufatto Simone SECCHI INTRODUZIONE La protezione degli edifici dai rumori provenienti dall esterno o da altri ambienti interni è un esigenza di primaria importanza sia per il mutato quadro normativo nazionale che per la maggiore sensibilità maturata dalle persone a tale riguardo. Si può probabilmente affermare che vi è oggi una maggiore attenzione verso la protezione acustica degli edifici che verso la loro protezione termica. Infatti, l isolamento termico degli edifici è un requisito essenziale regolamentato già dalla metà degli anni 70 e quindi la cultura costruttiva è oggi notevolmente evoluta in tale senso. L isolamento acustico è invece stato a lungo ignorato dal quadro normativo italiano e pertanto la sensibilità progettuale e le esperienze acquisite risentono oggi di un considerevole ritardo in tale senso rispetto a quanto avviene in altri contesti europei. Trattando di protezione acustica degli edifici, i diversi aspetti da prendere in considerazione sono: Il rumore aereo proveniente da altri ambienti interni dell edificio; Il rumore aereo proveniente dall esterno; Il rumore di tipo impattivo (ad esempio, il calpestio); Il rumore prodotto da impianti dell edificio; Il rumore riverberante. I primi due aspetti concernono solitamente le prestazioni delle partizioni verticali ed orizzontali interne (pareti e solai) e delle facciate degli edifici; gli altri riguardano invece le prestazioni dei solai, degli impianti e delle finiture interne (intonaci, pavimenti ecc.) degli edifici. Relativamente alla trasmissione dei rumori aerei, è importante tenere conto di un importante principio dell acustica e cioè del fatto che in una partizione composta da differenti elementi, come una facciata, l elemento caratterizzato da minore prestazione acustica è quello che influisce maggiormente sulla prestazione complessiva della partizione stessa. Ad esempio, in una facciata composta da una finestra e da una muratura, quasi sempre è la prestazione della finestra che deve essere attentamente valutata per ottenere buone prestazioni complessive della facciata. Pertanto, trattare di protezione dal rumore proveniente dall esterno degli edifici significa in primo luogo occuparsi delle prestazioni acustiche delle finestre e degli altri elementi caratteristici delle facciate come le prese d aria o i cassonetti degli avvolgibili. Si deve tenere conto inoltre che le verifiche di collaudo vengono effettuate sugli edifici finiti e che quindi le prestazioni da verificare dipendono dalle condizioni di reale posa in opera. A livello previsionale, quindi, si devono adottare metodi che consentano di stimare il decadimento di prestazioni connesso alla presenza dei diversi percorsi di trasmissione sonora (trasmissione aerea e strutturale; diretta e laterale). LA NORMATIVA TECNICA E LE SOLUZIONI PROGETTUALI PER LA PROTEZIONE ACUSTICA DEGLI EDIFICI Nel corso degli ultimi dieci anni, la normativa nazionale in materia di protezione dal rumore ha subito riguardevoli aggiornamenti e modifiche. Dall emanazione, nell ottobre 1995, della legge quadro sull inquinamento acustico (L.447/95), sono stati pubblicati quasi tutti i decreti attuativi che coprono una materia alquanto vasta ed hanno implicazioni assai rilevanti nel campo della pianificazione urbanistica e della progettazione edilizia. Particolarmente importante, per quanto concerne la progettazione edilizia, è il DPCM 5/12/97 (Determinazione dei requisiti acustici passivi degli edifici). Ancora più ampia è stata la produzione di norme tecniche relativa all acustica degli edifici. Si citano a tale riguardo due sole norme nazionali, di particolare rilevanza al riguardo. UNI EN ISO 12354, 2001, Acustica edilizia - Stima delle prestazioni acustiche degli edifici a partire dalle prestazioni dei componenti; UNI TR 11175, 2005, Acustica edilizia - Guida alle norme serie UNI EN per la previsione delle prestazioni acustiche degli edifici. Applicazione alla tipologia costruttiva nazionale. Il Decreto 5/12/97 indica i livelli prestazionali minimi richiesti alle strutture edilizie e all edificio nel suo insieme attraverso gli indici di valutazione delle seguenti grandezze rilevate in opera: apparente di partizioni interne (R w); indice di valutazione dell isolamento acustico di facciata normalizzato rispetto al tempo di riverberazione (D2m,nT,w); livello di rumore di calpestio normalizzato rispetto al tempo di riverberazione (L n,w); livello continuo equivalente di pressione sonora, ponderato A (LA,eq); livello massimo di pressione sonora misurato con costante temporale slow, ponderato A (LA,s,max). Nella tabella 1 sono riportati i valori limite relativi a tali grandezze. 6 N

2 Boll.Ing. n :12 Pagina 7 Categorie R w(*) D2m,nT,w L n,w LASmax LAeq residenze, alberghi, pensioni e assimilabili Scuole e simili ospedali, cliniche, case di cura e simili Uffici, per attività ricreative, il culto, il commercio o simili (*) Valori di R w riferiti a elementi di separazione tra due distinte unità immobiliari. Tabella 1 - Requisiti acustici passivi degli edifici, dei loro componenti e degli impianti tecnologici. L entrata in vigore di tale norma, cogente dai primi mesi del 1998, ha generato numerose perplessità legate da un lato alla mancanza di chiarezza nei contenuti e delle previste linee guida ministeriali di indirizzo per l applicazione del decreto, dall altro alla difficoltà a garantire i valori limite ivi specificati con i componenti ed i materiali correntemente impiegati nell edilizia, in particolare per quanto attiene l isolamento delle facciate ed il rumore degli impianti a funzionamento continuo. In merito di protezione acustica, il decreto ha, infatti, indotto una notevole evoluzione agli standard qualitativi dell edilizia nazionale, portandoli a livelli comparabili a quelli degli altri paesi europei. Ciò ha avuto ed ha ripercussioni sul piano dei costi di costruzione ed in specie per i serramenti, mentre è richiesta una maggiore conoscenza tecnologica ed accuratezza esecutiva raramente posseduta dalle maestranze. Le tabelle 2 e 3 mostrano il confronto tra i valori limite definiti dal DPCM 5/12/97 (tabella 1) e quelli stabiliti dalle norme di altri paesi europei. Tabella 2 - Riepilogo dei requisiti di isolamento acustico ai rumori aerei secondo i regolamenti di diversi paesi europei. Partizioni verticali tra alloggi differenti. Paese Parametro impiegato Specifica tecnica (min.) Edifici in linea Corrisp. valore di R w Specifica tecnica (min.) Edifici a schiera Corrisp. valore di R w Danimarca R w Svezia R w Norvegia R w Finlandia R w Islanda R w Gran. Bretagna D nt,w Francia D nat 54(1) Germania R w 53(2) Austria D nt,w Olanda I Iu;k Italia R w Tabella 3 - Riepilogo dei requisiti di isolamento acustico di facciata secondo i regolamenti di diversi paesi europei. Valore limite Paese Grandezza Sorgente Note Case in linea Strade 30 db Danimarca L A,eq,24h Livello all interno Ferrovie 30 db Svezia L A,eq,24h Strade 30 db Livello all interno (solo raccomandato) 1 Nel regolamento acustico francese (Arrêté du 28 octobre 1994) sono previsti 54 db(a) di isolamento acustico (DnAT) tra alloggi adiacenti per le parti principali degli alloggi e 51 db(a) per le cucine ed i bagni. Sono inoltre previsti 41 db(a) tra parte principale di un alloggio e spazi di circolazione comune se la separazione avviene attraverso una porta (38 db(a) quando si tratta di cucine o bagni). 2 La norma tedesca DIN 4109 richiede 52 db di potere fonoisolante apparente (R w) per le parete del vano scale e le pareti accanto ai corridoi, 55 db per le pareti accanto a passaggi, ingressi di garage collettivi ed altro e 55 db per le pareti di sale da gioco o altri ambienti collettivi simili. strade - ferr db(a) Francia D Dipende dalla categoria di strada o nat Aerei 35 db(a) ferrovia. Germania Austria R res R res 55 db > 80 (*) giorno Italia D 2m,nT 40 notte > 85 > Il limite è riferito al livello sonoro sul fronte della facciata. (*) Dipende da condizioni locali Il limite è riferito al livello sonoro sul fronte della facciata.

3 Boll.Ing. n :12 Pagina 8 Le grandezze impiegate nei diversi regolamenti non sono omogenee, come si osserva dalla seconda colonna della tabella 2. Per questo il confronto è possibile solo sotto determinate condizioni in cui si riconducono le varie grandezze a quella standard, che è l indice di valutazione del potere fonoisolante apparente R w (colonna 6). Tra le principali perplessità generate dall entrata in vigore del DPCM 5/12/97, vi è l assenza di dettagliate indicazioni sulle condizioni di applicabilità delle specifiche tecniche definite dal decreto. Infatti, mentre è certa l applicazione dei valori limite definiti dal decreto alle nuove edificazioni, resta incerta l estensione ai casi degli interventi di recupero. Per ovviare a tale mancanza, alcune Amministrazioni Comunali e Regionali hanno emanato propri regolamenti che specificano tal condizioni di applicabilità. In particolare, si può citare il caso del Regolamento Edilizio Tipo della Regione Emilia Romagna, recepito come Regolamento Edilizio Comunale da numerose Amministrazioni Comunali della Regione, che stabilisce che i valori limite definiti dal decreto sono cogenti per le seguenti categorie di intervento (parte quinta, titolo I, art. 81): nuova costruzione, compresi gli ampliamenti; ristrutturazione urbanistica; ristrutturazione edilizia, limitatamente a casi di demolizione con ricostruzione e nei casi di ristrutturazione globale; cambio di destinazione d uso; cambio di attività classificata, senza cambio di destinazione d uso. Il medesimo regolamento, per gli altri interventi sul patrimonio edilizio esistente, delega al progettista di definire quali requisiti siano da prendere in considerazione in quanto strettamente correlati alle parti dell organismo edilizio sulle quali si interviene. In questo senso, anche negli interventi di ristrutturazione edilizia parziale, resta obbligatorio il soddisfacimento dei requisiti acustici definiti dal DPCM 5/12/97, se questi riguardano una parte dell edificio deputata alla protezione acustica dai rumori interni o esterni (ad esempio se si interviene su un solaio od una partizione di separazione tra distinte unità immobiliari). L applicazione dei valori limite di isolamento acustico di facciata previsti dal decreto risulta particolarmente critica, soprattutto con riferimento ad alcune tipologie di edifici (edifici scolastici ed ospedalieri). Ciò comporta problemi per quanto riguarda le norme da applicare agli interventi sul patrimonio edilizio esistente. Infatti, garantire il livello di isolamento di facciata richiesto dal DPCM 5/12/97 per gli interventi sugli edifici scolastici significa riprogettare completamente la facciata (finestre, porte, prese d aria ed in alcuni casi anche la muratura), come è stato dimostrato da recenti esperienze condotte sulle scuole dell intorno dall aeroporto Malpensa di Milano 3. Per quanto riguarda la normazione degli interventi sugli edifici scolastici già esistenti, si tenga presente che è tuttora in vigore il DM 18/12/75 (norme tecniche per l edilizia scolastica), che definisce le seguenti specifiche per i componenti delle facciate delle scuole: di infissi verso l esterno: R w 25 db; di griglie e pese d aria installate verso l esterno: R w 20 db 4. Tali specifiche tecniche non sono direttamente confrontabili con quelle del decreto 5/12/97, perché si riferiscono a grandezze differenti. Tuttavia, con riferimento a casi di corrente realizzazione, garantire l isolamento di facciata di 48 db, come specificato dal più recente decreto, significa adottare infissi che abbiano un indice di valutazione del potere fonoisolante pari ad almeno 42 db 5. A livello di semplice esemplificazione, mentre per garantire il rispetto del DM 18/12/75 era sufficiente un infisso di classe 2 di tenuta all aria (media permeabilità) con vetrocamera , il soddisfacimento dei nuovi requisiti può imporre l adozione di un infisso di classe 4 (massima tenuta all aria) con vetrocamera (10.8) mm (vetro monolitico da 6 mm, intercapedine d aria da 16 mm, vetro stratificato (5/0,76/5 mm), oppure di doppi infissi , Un ulteriore aspetto di rilevante importanza sulle condizioni di applicabilità del decreto è che questo specifica, in una nota dell allegato A, che il requisito relativo alle prestazioni acustiche del potere fonoisolante fra le partizioni (R w) si applica unicamente a partizioni fra unità immobiliari distinte. Cosa si intende per un unità immobiliare distinta quando si parla di una scuola, di un ospedale o di un ufficio? Prendendo in considerazione una scuola è evidente che la partizione riguarda, ad esempio, l elemento di separazione fra due aule o fra un aula e un corridoio. Nel caso di un ospedale le partizioni da esaminare sono spesso quelle di separazione tra le camere di degenza dei pazienti. In questi casi è corretto richiedere il soddisfacimento del requisito normativo a tali partizioni? Può essere utile, a questo proposito, fare ancora riferimento all interpretazione fornita dal Rego- Figura 1 - esempi di due tipi di vetrocamera: quello a sinistra soddisfa il DM 18/12/75; quello a destra può soddisfare il DPCM 5/12/97. 3 Ricerca commissionata dalla provincia di Milano all ICITE CNR. 4 Il parametro di verifica specificato dal DM del 75 non risulta in accordo con la più recente normativa tecnica in materia di protezione acustica degli edifici. 5 Questa valutazione fa riferimento a infissi di classe 4 di tenuta all aria ed assenza di prese d aria o cassonetti non insonorizzati in facciata. Ambiente di dimensioni 6 x 6 x 3,2 metri con finestra di 5 x 1,5 metri. 8 N

4 Boll.Ing. n :12 Pagina 9 Figura 3 - possibili alternative per le battute inferiori (A, B, C, D, E) e laterali delle porte (F in basso). lamento Edilizio Tipo della Regione Emilia-Romagna, che richiama la definizione di unità immobiliare data all articolo 2 del Decreto Ministeriale 2 gennaio 1998 (Catasto dei fabbricati). Questo definisce unità immobiliare una porzione di fabbricato, o un fabbricato, o un insieme di fabbricati ovvero un area che, nello stato in cui si trova e secondo l uso locale, presenta potenzialità di autonomia funzionale e reddituale. Secondo questa chiave di lettura, evidentemente, tutti gli ambienti presenti all interno di un edificio scolastico, o di un edificio ospedaliero, appartengono ad una stessa unità immobiliare e di conseguenza ad essi non si applica il valore limite dettato dal decreto. Attenendosi a questa definizione, si limita fortemente il campo di applicabilità della norma, ma questa interpretazione sembra essere giustificata anche dal punto di vista tecnico, perché l isolamento acustico tra ambienti adiacenti che sono messi in comunicazione da corridoi con porte (figura 2) o pareti scorrevoli è fortemente influenzato dalla prestazione acustica di questi ultimi elementi. Come è noto, infatti, il potere fonoisolante delle comuni porte interne e delle pareti scorrevoli nei casi più comuni non supera il valore di 20 db e più frequentemente, per porte prive di guarnizioni di tenuta su tutti i lati, si attesta su valori prossimi a 15 db. Ne segue che il potere fonoisolante tra i suddetti ambienti non può quasi mai garantire il soddisfacimento del requisito minimo di legge. Figura 2 - il percorso di propagazione aerea del suono tra due aule adiacenti messe in comunicazione da un corridoio con porte. Figura 4 - esempio di struttura di porta in grado di garantire il soddisfacimento dei requisiti di isolamento acustico tra aule e corridoi (DM 18/12/75). Per quanto attiene nello specifico gli ospedali, inoltre, si deve tenere conto che quasi sempre le porte delle camere di degenza sono tenute aperte. In queste condizioni risulta impossibile garantire i livelli di isolamento acustico specificati dal decreto. Viceversa, negli alberghi, si potrebbe ritenere plausibile la richiesta di idonei valori di isolamento acustico tra le camere. Per le frontiere verticali interne dell edificio scolastico è tuttora vigente la specifica tecnica dettata dal già citato DM 18/12/75. Questo prevede un valore limite di 40 db per l indice di valutazione del potere fonoisolante delle partizioni interne. A livello esemplificativo, si tenga conto che per garantire il livello di isolamento acustico indicato per le pareti tra aule e corridoi (con porta di comunicazione), pari a db, è necessario l uso di porte interne dotate di guarnizioni tra telaio e controtelaio e battuta inferiore (eventualmente sostituibile con feltrino o spazzole vedi figura 3) così costituite: lastra di cartongesso spessa 10 mm rivestita su ambo i lati da pannelli a nido d ape spessi 13 mm, strato di medium density da 4 mm e laminato da 0,9 mm (figura 4). È importante sottolineare che l elemento critico può essere rappresentato in questi casi, oltre che dalla tenuta delle guarnizioni laterali della porta, dalla griglia di ventilazione spesso posta nella parte inferiore del serramento. Tali griglie, se presenti dovrebbero essere dotate di idonee caratteristiche fonoisolanti (figura 5). Infine, per quanto attiene la verifica dei requisiti di isolamento acustico verso i rumori aerei provenienti da altri locali interni dell edificio (potere fonoisolante apparente di partizioni tra unità immobiliari distinte) si può affermare che vi sono oggi le condizioni per garantire il rispetto dei valori limite con un ampia gamma di soluzioni di tecniche. N

5 Boll.Ing. n :12 Pagina 10 I grafici di figura 6 e 7 mostrano alcuni dati di laboratorio (potere fonoisolante, misurato in assenza di trasmissione sonora laterale) riferiti a pareti a singolo e doppio strato in elementi forati o semipieni in laterizio. Sia nel caso delle pareti monostrato che in quello delle pareti ad intercapedine, la scelta di soluzioni aventi idonei requisiti di potere fonoisolante è oggi piuttosto vasta. Il fatto che le prestazioni misurate in laboratorio non siano eccessivamente penalizzate in opera è demandato alle condizioni ed alla qualità della realizzazione. Figura 5 - esempio di griglia di ventilazione insonorizzata. Figura 6 - Potere fonoisolante di pareti singolo strato in elementi di laterizio. Figura 7 - Potere fonoisolante di pareti doppio strato in elementi di laterizio. Simone SECCHI, nato a La Spezia nel 67, si è laureato in Architettura presso la Facoltà fiorentina dove attualmente è Ricercatore universitario e Professore aggregato in fisica tecnica ambientale, annovera numerose pubblicazioni sul tema dell acustica e fa parte della Commissione prezzi del «bollettino ingegneri». 10 N