MIGLIORAMENTO DELL ISOLAMENTO ACUSTICO DI FACCIATA DI EDIFICI RESIDENZIALI SITI IN PROSSIMITÀ DI AEROPORTI

Transcript

1 Associazione Italiana di Acustica 41 Convegno Nazionale Pisa, giugno 2014 MIGLIORAMENTO DELL ISOLAMENTO ACUSTICO DI FACCIATA DI EDIFICI RESIDENZIALI SITI IN PROSSIMITÀ DI AEROPORTI Fabio Scamoni (1), Chiara Scrosati (1), Alessandro Tini (2), Anna Magrini(2), Paolo Deforza (3), Elena Massoletti (3), Rocco Martelli (3) (1) ITC CNR, San Giuliano Milanese (MI) (2) Dipartimento di Ingegneria Civile e Architettura, Università di Pavia, Pavia (3) SACBO, Bergamo 1. Introduzione Lo studio analizza e valuta il processo realizzativo degli interventi di bonifica acustica di facciate di edifici residenziali siti nelle vicinanze dell aeroporto di Bergamo- Orio al Serio, seguendo tutte le sue fasi comprendenti, in particolare, l individuazione delle abitazioni necessitanti di bonifica, la definizione degli interventi da porre in essere e la realizzazione dei collaudi sul campo a seguito dell esecuzione dei lavori definiti. I criteri individuati a seguito degli studi effettuati su questo particolare caso di lavoro risultano applicabili anche in altri contesti simili, caratterizzati dalle stesse esigenze di miglioramento delle prestazioni acustiche degli edifici, dallo stesso contesto ambientale (aree nelle vicinanze di infrastrutture di trasporto aeroporti, strade a scorrimento veloce e ferrovie) e dalle stesse regolamentazioni legislative. 2. Metodo di studio L individuazione delle abitazioni oggetto di bonifica è stata effettuata sulla base dei dati derivanti dalle curve di isolivello definite per l aeroporto attraverso il sistema di monitoraggio e della conseguente caratterizzazione acustica dell intorno aeroportuale e analizzando i dati ricavati dei sopralluoghi effettuati nei comuni interessati dalle operazioni (Grassobbio, Seriate e Orio al Serio) [1]. La definizione degli interventi è stata effettuata sulla base dei dati dei sopralluoghi, delle conoscenze tecniche attuali, della normativa vigente e dell esperienza acquisita dai ricercatori del Laboratorio di Acustica dell Istituto I.T.C.-C.N.R. Si è provveduto ad applicare un metodo previsionale, basato sui dati ricavati dalle prove effettuate in laboratorio e dai sopralluoghi, per valutare preventivamente gli effetti degli interventi individuati. Infine, è stata effettuata una campagna di collaudi per verificare sul campo la corretta realizzazione degli interventi e l effettivo miglioramento delle prestazioni acustiche degli edifici. 1

2 I risultati ottenuti sono stati analizzati criticamente mettendo a confronto i diversi materiali utilizzati, le diverse tipologie di intervento, le configurazioni degli ambienti abitati e delle facciate. I dati ottenuti hanno fornito utili indicazioni sia per una corretta validazione dei modelli previsionali sia per la risoluzione degli aspetti critici legati alla realizzazione e alla posa in opera. 3. Individuazione e quantificazione degli interventi da realizzare Sulla base di quanto emerso dal monitoraggio acustico e dalla conseguente caratterizzazione dell intorno aeroportuale, la società S.A.C.B.O. ha deciso di predisporre interventi con l obiettivo di migliorare l isolamento acustico di facciata degli edifici residenziali ricadenti nella zona B (L VA db(a) db) come definita dal D. M. 31/10/1997 [2]. Tali interventi rientrano nelle attività prescritte dal Decreto di compatibilità ambientale (Decreto VIA n.677/03) relativo allo sviluppo dello scalo, e sono stati coordinati attraverso un protocollo d'intesa siglato nel settembre del 2007 tra Regione Lombardia, Provincia di Bergamo e S.A.C.B.O. s.p.a.. I comuni interessati sono Orio al Serio, Seriate e Grassobbio. Figura 1 Aeroporto di Bergamo-Orio al Serio, localizzazione dei comuni ricadenti nella zona intorno aeroportuale B interessati dagli interventi. Complessivamente sono state individuate 93 unità residenziali interessate dagli interventi, per un totale di 630 infissi da bonificare. Successivamente sono state definite le diverse tipologie di intervento possibili. Gli interventi previsti sono di tipo migliorativo, mirati al raggiungimento dei livelli di isolamento acustico per gli edifici residenziali stabiliti dal D.P.C.M. del 05/12/97 Determinazione dei requisiti acustici passivi degli edifici [3], quali la sostituzione degli infissi e l eventuale coibentazione o sostituzione di cassonetti. Le tabelle 1 e 2 riportano le tipologie degli interventi individuati e la loro distribuzione. 2

3 ID A B C1 C2 C3 C4 Tabella 1 Tipologia di interventi Descrizione intervento Sostituzione infisso Sostituzione o bonifica del cassonetto esistente Sostituzione del serramento esterno esistente Sostituzione del serramento interno esistente Posa di un secondo serramento esterno a quello esistente Sostituzione avvolgibile munito di cassonetto interno con oscurante esterno diverso da avvolgibile Tabella 2 Distribuzione quantitativa degli interventi Tipologia N. interventi % Grassobbio Orio Seriate A % A + B % C2 8 1% C3 25 4% Determinazione del potere fonoisolante dei serramenti e del cassonetto scelti per gli interventi. Le prestazioni acustiche dei prodotti utilizzati sono state valutate con misurazioni di laboratorio (tabella 3), su campioni identici a quelli previsti per le forniture al fine di ottenere il massimo dell attendibilità nella determinazione delle loro prestazioni in termini di potere fonoisolante (R) di elementi di edificio. É fondamentale verificare a priori le prestazioni acustiche degli elementi di edificio che si ha intenzione di utilizzare, per confrontarsi con le specifiche acustiche di capitolato. In fase di progettazione si è stabilito pari a 42 db il valore del potere fonoisolante delle finestre che avrebbero dovuto sostituire quelle esistenti, inteso come valore minimo necessario per raggiungere il livello di isolamento acustico richiesto. E stato predisposto l utilizzo di tre diversi tipi di materiali, legno, alluminio e PVC, per dare una possibilità di scelta ai proprietari delle abitazioni e rendere gli interventi il meno invasivi possibili. Tabella 3 Risultati prove di laboratorio ELEMENTO TESTATO Rw ( C; Ctr ) Finestra in alluminio, due ante a battente, 1480 mm x 1595 mm, Vetro: 33.1/16Ar/ (-2; -6) Finestra in PVC, due ante a battente, 1485 mm x 1235 mm, vetro 44.2/16Ar/ (-1; -4) Finestra in legno, due ante a battente, 1480 mm x 1225 mm, vetro 44.1/15Ar/ (-1; -4) Cassonetti coprirullo in M.D.F., spessore tavole 12 mm, dimensione 1430 x 280 x 180 mm con avvolgibile in PVC 42 (-1; -3) (avvolgibile alzato) Finestra in PVC più cassonetto 41 (-1; -3) 3

4 5. La valutazione previsionale Il modello previsionale (UNI EN Valutazioni delle prestazioni acustiche di edifici a partire dalle prestazioni di prodotti [4]) è stato implementato sia nelle condizioni presenti prima degli interventi, sia nelle condizioni successive alla bonifica acustica, al fine di fotografare la situazione presente ante-opera e di stimare i possibili risultati ottenuti a seguito degli interventi. I dati di input derivano dai sopralluoghi e dai risultati delle prove di laboratorio; i risultati sono illustrati nelle figure 2 e 3. Figura 2 Indice di isolamento acustico di facciata D 2m,nT,w : situazione ante-opera. Figura 3 Indice di isolamento acustico di facciata D 2m,nT,w : situazione post-opera. 4

5 Figura 4 Prestazione acustica per tipologia di stanza. In condizioni ante opera la quasi totalità delle stanze ha un valore dell indice di isolamento acustico di facciata sensibilmente al di sotto del limite previsto dalla normativa vigente (40 db)[2]. Va osservato che si tratta di abitazioni antecedenti l entrata in vigore del decreto 5/12/97. Il valore medio calcolato di D2m,nT,w è di 32,5 db. I risultati riportati nelle figure 2, 3 e 4 indicano che sostanzialmente tutte le situazioni verrebbero portate ad un valore dell indice di isolamento acustico di facciata superiore o uguale a quello previsto dalla normativa vigente. Il valore medio dell indice D2m,nT,w nella valutazione post opera è pari a 44,0 db, con un incremento medio di circa 11,5 db rispetto alle condizioni presenti prima della realizzazione degli interventi. L incremento della prestazione acustica passiva esaminata si mostra quantitativamente simile indipendentemente dalla tipologia di stanza presa in esame. 6. Misura in opera dell indice di isolamento acustico di facciata Sono stati effettuati 12 collaudi in opera, secondo la normativa UNI EN ISO del 2000 [5]. I risultati sono mostrati nella terza colonna della tabella 4. Tabella 4 Confronto tra i risultati del modello previsionale e le misure in opera. ID. ABITAZIONE STIMA PREVISIONALE [db] MISURA IN OPERA [db] [db] G G O S S O O O G3* S S4* O La scelta del campione da sottoporre alle operazioni di collaudo è stata determinata considerando le diverse tipoloie di serramento, materiale e ambienti abitati, predisponendo un numero simile di collaudi per ognuno dei tre comuni interessati dagli interventi e tenendo conto della presenza o meno del cassonetto coprirullo. 5

6 In linea generale si osserva che il modello previsionale sovrastima di 1 2 db il valore dell indice di isolamento acustico di facciata, rispetto ai risultati ottenuti dalle misure effettuate in opera. Tale andamento era atteso in quanto la stessa normativa (UNI TR [6]) indica che le previsioni delle prestazioni acustiche con indice di valutazione sono soggette a una sovrastima di circa 2 db. Le unità abitative G3 e S4 (indicate con *) presentano una deviazione rispetto all andamento generale, questo è dovuto alla presenza di situazioni al contorno, reali, non valutabili con il modello previsionale. 7. Conclusioni Gli esiti dai collaudi effettuati in opera, mostrano valori dell indice di isolamento acustico di facciata D2m,nT,w superiori o uguali al limite minimo imposto dalla normativa nazionale vigente (40 db); questo obiettivo è stato raggiunto ricorrendo a soluzioni tecnologiche, materiali e metodologie di posa che rappresentano uno standard oggi consolidato e con costi considerati ragionevoli. Tali risultati vanno analizzati anche alla luce di una legislazione nazionale considerata particolarmente stringente, soprattutto se confrontata a livello europeo, in relazione alla prestazione acustica di facciata. Il carattere stringente della normativa è valutato positivamente soprattutto in considerazione del particolare clima acustico presente nel territorio oggetto degli interventi. L applicazione del modello previsionale, al fine di valutare preventivamente gli effetti degli interventi definiti, ha previsto l utilizzo sia di dati reali, derivanti da misure effettuate durante i sopralluoghi e da prove di laboratorio, sia di informazioni solo stimate (a causa dell impossibilità operativa di conoscere il dato in maniera diretta). La valutazione dell influenza dei dati stimati ha evidenziato un basso peso della variabilità di tali informazioni ai fini della determinazione del parametro acustico esaminato, validando in questo senso il metodo utilizzato. Una ulteriore e fondamentale validazione del modello è risultata dal confronto tra i valori determinati attraverso la sua applicazione e i risultati ottenuti delle misurazioni in opera. Il modello previsionale indicava la sostanziale bonifica di tutte le abitazioni oggetto dell intervento e i collaudi lo hanno confermato. I risultati delle misure di laboratorio hanno garantito le prestazioni acustiche delle soluzioni tecniche adottate, mentre, il confronto degli stessi con i valori ottenuti dai collaudi ha permesso di verificare la correttezza della posa in opera, fattore rilevante tanto quanto le prestazioni dei singoli elementi al fine del raggiungimento degli obiettivi preposti. In figura 5 sono confrontate qualitativamente la curva in frequenza del potere fonoisolante ottenuta dalla prova di laboratorio e le curve in frequenza dell indice di isolamento acustico di facciata risultanti dal collaudo, relativamente ai serramenti in legno. Analoghi confronti sono stati predisposti anche per i serramenti in alluminio e in PVC. Nel caso esaminato si osserva una perdita nelle frequenze medio-alte per quanto riguarda S1, sia rispetto alla prova di laboratorio sia rispetto al collaudo relativo a S2, tale andamento è dovuto a una posa non ottimale del serramento sia a livello di istallazione sia a livello di registrazione. La valutazione e il confronto di diversi tipi di materiale utilizzato per i serramenti (PVC, legno e alluminio), ha permesso di diversificare la possibilità di scelta proposta all utenza e di realizzare interventi sostanzialmente non invasivi. La soddisfazione dell utenza non rappresenta un elemento trascurabile, anche in considerazione dell elevato numero di interventi realizzati. 6

7 Figura 5 Confronto qualitativo fra la prova di laboratorio (linea verde) e le due misure in opera, relativamente al materiale legno. La fase di collaudo è considerata particolarmente importante perché ha permesso di verificare direttamente l effettivo miglioramento dell isolamento acustico di facciata; la misura in opera è, del resto, l unica metodologia prevista dalla normativa nazionale per la determinazione dei requisiti acustici passivi delle abitazioni. Il confronto fra le diverse misure effettuate ci indica come l impiego di un sistema oscurante con avvolgibile, che prevede quindi la presenza di un cassonetto coprirullo, introduca un particolare elemento di debolezza che produce un peggioramento delle prestazioni acustiche della facciata nell ordine di 2 3 db. Anche se il grafico in figura 6 si presenta denso di informazioni, si riesce a distinguere come le linee tratteggiate, che rappresentano i sistemi serramentocassonetto, occupano la parte più bassa, a conferma che la presenza di un sistema oscurante con avvolgibile introduce un elemento di debolezza nel sistema facciata. 7

8 Figura 6 Misure in opera, confronto tra serramento con cassonetto (linea tratteggiata) e senza cassonetto (linea continua). Nello specifico, oltre ad un andamento di circa due decibel traslato verso il basso, si osservano tre picchi verso il basso. Questi picchi così marcati non rappresentano tanto una peggiore prestazione della componente cassonetto quanto problematiche a livello di posa in opera, andando a confermare che la presenza del cassonetto complica le operazioni di istallazione, soprattutto nella congiunzione con il serramento. 8. Bibliografia [1] Scrosati C., Scamoni F., Deforza P., Massoletti E., Martelli R., Indagine per interventi di bonifica acustica di facciate in prossimità dell aeroporto di Orio al Serio, atti del 38 Convegno Nazionale AIA, Rimini ISBN [2] D. M. 31 ottobre 1997, Metodologia di misura del rumore aeroportuale. [3] D.P.C.M. 5 dicembre 1997,Determinazione dei requisiti acustici passivi di edifici. [4] UNI EN :2002, Valutazione delle prestazioni acustiche di edifici a partire dalle prestazioni di prodotti - Isolamento dal rumore per via aerea tra ambienti. [5] UNI EN ISO 140-5:2000, Misurazione dell isolamento acustico in edifici e di elementi di edificio - Misurazioni in opera dell isolamento acustico per via aerea degli elementi di facciata e delle facciate. [6] UNI/TR 11175:2005, Guida alle norme serie UNI EN per la previsione delle prestazioni acustiche degli edifici. 8