Isolamento acustico: valutazione del potere fonoisolante per

Isolamento acustico: valutazione del potere
fonoisolante per strutture complesse
Dott. Edoardo Piana, Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Industriale – Università degli Studi di Brescia, via Branze
38, 25123 Brescia e-mail: [email protected]
Ing. Ugo Pannuti, Responsabile Certificazione Volontaria di Prodotto ICMQ Spa, Via G. De Castillia, 10, 20124 Milano
e-mail: [email protected]
INTRODUZIONE
Dopo aver appreso i concetti fondamentali legati all’assorbimento e all’isolamento acustico ed aver
esposto il quadro legislativo e normativo, è opportuno scendere più nel dettaglio riguardo ai metodi
di previsione disponibili per valutare le prestazioni di strutture complesse. In particolare verranno
esposte le prestazioni tipiche degli elementi che compongono le facciate e i metodi di calcolo per
determinare l’isolamento complessivo delle facciate, con alcuni esempi esplicativi.
POTERE FONOISOLANTE E INDICE DI ISOLAMENTO ACUSTICO
Le prestazioni di isolamento di una partizione vengono espresse in termini di isolamento acustico
R. Tuttavia, nella pratica di cantiere e sulle schede tecniche, si fa spesso riferimento all’indice di
isolamento acustico Rw. Questo parametro è calcolato sulla base del potere fonoisolante R
secondo una procedura descritta nella norma ISO 717-1 per l’isolamento per via aerea e nella
norma ISO 717-2 per l’isolamento dai rumori di calpestio. Il campo di frequenza considerato è
generalmente quello delle bande di terzi di ottava compreso fra 100 Hz e 3150 Hz. In particolare, il
potere fonoisolante viene pesato con una curva di riferimento stabilita dalle precedenti normative.
La curva di riferimento viene traslata a passi di 1 dB fino a che la somma degli scarti sfavorevoli
(corrispondente a quella parte del grafico di Figura 1 per cui la curva di riferimento presenta valori
maggiori di quella del potere fonoisolante) diviso il numero delle bande considerate, non raggiunge
il valore più vicino ma comunque inferiore a 2.
Figura 1: Esempio di determinazione dell’indice di isolamento acustico per via aerea; la spezzata rossa rappresenta la
curva di riferimento.
Il valore dell’indice di isolamento acustico è quello raggiunto dalla curva di riferimento traslata per
la frequenza di 500 Hz.
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È utile ricordare che la legislazione e la normativa fanno riferimento a questo indice di isolamento
“pesato” per definire i limiti di isolamento da rispettare. Tuttavia l’uso del semplice indice di
isolamento non consente di comprendere a pieno quali sono le prestazioni acustiche della
partizione nei vari campi di frequenza. Pertanto vengono introdotti anche due ulteriori fattori che
consentono di avere un’idea migliore delle prestazioni per particolari tipologie di suoni. L’utilizzo
dei termini di adattamento dello spettro (C, Ctr) è stato introdotto per correggere il valore dell’indice
di valutazione quando esso è riferito ad una situazione pratica in cui è prevista una sorgente di
rumore riconducibile al rumore rosa ponderato A (termine C) utilizzato per descrivere rumori di
ambienti interni (parlato, televisione, musica) o al rumore di traffico urbano ponderato A (termine
Ctr).
Di conseguenza il risultato di una valutazione dell’indice di isolamento acustico potrà essere
espresso, ad esempio, come Rw = 54 (-2, -5) dB, il che sta ad indicare che la parete considerata
ha una prestazione di base pari a 54 dB; se investita da rumore rosa la prestazione di isolamento
acustico diventa 52 dB, mentre se sottoposta a rumore da traffico avrà un isolamento equivalente
a 49 dB.
SUPERFICI OPACHE
Fino a questo momento sono state introdotte le prestazioni di pareti singolo strato, per le quali è
possibile avere una stima dell’isolamento acustico tramite la legge di massa. In questo caso, per
poter raggiungere un indice di isolamento di 50 dB, è necessario avere a disposizione una parete
con una massa superficiale di circa 400 kg/m2. Tale tipologia di pareti ha delle scarse
caratteristiche di base per quanto riguarda l’isolamento termico.
È quindi di interesse trovare una tipologia di pareti che riesca ad avere contemporaneamente
buone qualità di isolamento acustico e termico. Le pareti doppie si prestano perfettamente a
questo scopo. Infatti il loro sistema di isolamento si basa sulla presenza di un’intercapedine che
può essere riempita con un materiale fonoassorbente/termoisolante che acusticamente rende il
pacchetto un sistema massa-molla-massa.
In questo caso il comportamento acustico della parete, rispetto a quanto visto per le pareti singolo
strato, migliora nettamente presentando contemporaneamente il vantaggio di avere un peso
contenuto. In particolare, per questa tipologia di pareti, è possibile raggiungere un valore di indice
di isolamento di 50 dB mantenendo la massa superficiale attorno ai 250 kg/m2.
PARETI DOPPIE
In Figura 2 è rappresentato il confronto fra il potere fonoisolante di una parete singolo stato e
quella di una parete doppia avente la medesima massa superficiale della prima.
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Figura 2: confronto fra una parete semplice e una parete doppia aventi la stessa massa superficiale.
Poiché le prestazioni delle pareti doppie sono basate sulla realizzazione di un sistema massamolla-massa, è importante che non esistano connessioni fra le due pareti esterne. È da notare che
anche la presenza nell’intercapedine di una lana minerale avente densità troppo elevata comporta
la presenza di un ponte acustico con conseguente decadimento delle prestazioni di
fonoisolamento. Per questo motivo è opportuno non utilizzare materiali con densità superiore a
50 kg/m3. In Figura 3 si riporta un grafico in cui si descrive l’effetto della presenza di ponti acustici
su una parete realizzata in lastre di cartongesso.
Figura 3: Effetto della presenza di ponti acustici su una parete realizzata con singole lastre di cartongesso.
SUPERFICI VETRATE
In genere le facciate non sono completamente opache, ma presentano dei particolari trasparenti
che consentono di rispettare i rapporti aero-illuminanti stabiliti dai regolamenti nazionali. La
tipologia costruttiva italiana prevede che le vetrate siano accompagnate da sistemi di oscuramento
che tipicamente si dividono in persiane e tapparelle. Queste ultime costituiscono un punto debole
per l’isolamento di facciata. In Figura 4 è rappresentato il potere fonoisolante di un vetro singolo da
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4 mm e di un vetro doppio 4+12+4. Si noti come al di là della frequenza di risonanza le prestazioni
del vetro doppio siano nettamente superiori a quelle del vetro singolo. Per migliorare ulteriormente
l’isolamento è opportuno variare gli spessori dei due vetri in modo da modificare la frequenza di
coincidenza di uno dei due.
Figura 4: Potere fonoisolante offerto da un vetro monostrato da 4 mm (linea sottile) e da un vetro doppio 4+12+4 (linea
spessa).
Tuttavia l’infisso è costituito sia dal vetro che dal telaio. Quindi è bene sapere quale sia l’effetto del
grado di tenuta all’aria dei serramenti sul potere fonoisolante. La Figura 5 rappresenta l’andamento
del potere fonoisolante in funzione del grado di tenuta all’aria del serramento. La differenza fra i
vari gradi di tenuta è apprezzabile soprattutto in alta frequenza, dove si hanno quasi 20 dB di
differenza fra un serramento con grado NC e uno con grado A3. Se si considera che le guarnizioni
e il serramento sono soggetti a degrado, si può capire quanto sia importante effettuare una
regolare manutenzione degli infissi.
Figura 5: Effetto della permeabilità all’aria sul potere fono isolante.
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PORTE E PORTONI
Anche le porte e i portoni sono elementi essenziali di molte facciate. Oltre alle indicazioni
precedentemente riportare per le finestre, in questo caso deve essere considerato il vuoto
presente al di sotto della porta per consentire la sua movimentazione. Tale spazio rappresenta una
superficie priva di potere fonoisolante che riesce a degradare rapidamente le prestazioni dell’intera
facciata. In Figura 6 è riportato un grafico che riassume le prestazioni di un portone nelle seguenti
condizioni:
1) Sistema automatico di sigillatura alla base della porta attivo;
2) Spazio al di sotto della porta completamente riempito con sigillante acustico;
3) Sistema automatico di sigillatura alla base della porta non attivo.
Figura 6: Isolamento acustico di un portoncino in funzione delle condizioni della soglia.
FORI DI AERAZIONE
La condizione appena descritta per le soglie si ripresenta anche per le eventuali bocchette di
aerazione. Anche in questo caso il potere fonoisolante dell’apertura risulta essere nullo. È
particolarmente importante quindi utilizzare delle bocchette di aerazione silenziate, in quanto
questo tipo di elemento, seppure di dimensioni ridotte, qualora non sia trattato, è in grado di
pregiudicare l’isolamento acustico dell’intera facciata. Esistono in commercio vari silenziatori per
bocchette, sia per nuove installazioni che adatte alla bonifica di situazioni preesistenti.
COMPOSIZIONE DI ELEMENTI CON ISOLAMENTI DIFFERENTI
Per quanto precedentemente esposto, diventa fondamentale avere a disposizione una formula di
calcolo che consenta di prevedere le prestazioni di una facciata complessa. La formula
normalmente utilizzata è la seguente:
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1

R  10 log  S i 10  Ri / 10  [dB]
S

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dove:
R è il potere fonoisolante complessivo espresso in dB per ciascuna banda di terzi di ottava;
S è la superficie totale della parete in m2;
Si è la superficie dell’i-esimo elemento che compone la parete in m2;
Ri è il potere fonoisolante dell’i-esimo elemento alla specifica banda di frequenza considerata
espresso in dB.
La precedente formula rappresenta una sorta di media pesata per la superficie di ciascun
elemento del potere fonoisolante.
Dal momento che i poteri fonoisolanti degli elementi espressi in dB vengono riportati all’esponente
della relazione, questi ricoprono il ruolo fondamentale nel calcolo del potere fonoisolante
complessivo. Come conseguenza, una seppur piccola sigillatura incompleta di una finestra o un
foro di aerazione non isolato, possono compromettere completamente le prestazioni acustiche
della facciata.
Esempio applicativo
Si consideri una parete perimetrale da 15 m2 avente un indice di isolamento acustico di 55 dB in
cui viene inserita una porta da 0.9 m x 2.1 m con un valor dell’indice di isolamento di 35 dB e un
foro di aerazione da 100 cm2. Quale sarà l’indice di isolamento acustico complessivo per la parete
considerata?
Soluzione
La parete considerata, se non trattata, avrà un valore del potere fonoisolante complessivo pari a
31.5 dB.
Come è possibile arrivare ad un valore complessivo di R’w = 50 dB?
Una possibile soluzione è di aumentare l’indice di isolamento della porta a 42 dB, con un
isolamento della bocchetta di 48 dB. In questo modo si otterrà un valore dell’indice di isolamento
acustico per l’intera parete di 49.7 dB.
Nota: in linea generale, è necessario che tutti gli elementi che costituiscono la facciata abbiano un
indice di isolamento (o potere fonoisolante) più vicino possibile al valore posto come obbiettivo.
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