Requisiti acustici passivi

1. Introduzione e riferimenti normativi

Il DPCM 5/12/1997 ⁽¹⁾ è il riferimento legislativo nazionale che, ormai da oltre venticinque anni, definisce i limiti dei requisiti acustici passivi degli edifici. Tale decreto contempla la verifica in opera di cinque parametri (rumore aereo, rumore di calpestio, isolamento di facciata, rumore degli impianti a funzionamento continuo e discontinuo) [tab. 1].

Entrando nel merito dei “descrittori” considerati, per quanto riguarda il rumore aereo il decreto fa riferimento al potere fonoisolante apparente, definito come:

(1)

dove:

L₁ è il livello di pressione sonora medio misurato nell’ambiente emittente [dB];
L₂ è il livello di pressione sonora medio misurato nell’ambiente ricevente [dB];
S è la superficie dell’elemento di separazione (parete o solaio) [m²];
A₂ è l’area di assorbimento acustico equivalente [m²].

L’area di assorbimento acustico equivalente è ricavabile attraverso la seguente relazione:

(2)

dove:

V₂ è il volume dell’ambiente ricevente [m³];
T₂ è il tempo di riverberazione medio dell’ambiente ricevente [s].

Dai valori di R’ misurati in frequenza viene poi ricavato l’indice di valutazione R’_w, secondo la UNI EN ISO 717-1 ⁽²⁾, da confrontare con i limiti di legge del DPCM 5/12/1997 [tab. 2].

La norma UNI 11367 ⁽³⁾ riguardante la classificazione acustica delle unità immobiliari considera ulteriori parametri, tra cui l’isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo di riverberazione definito come:

(3)

dove:

L₁ è il livello di pressione sonora medio misurato nell’ambiente emittente [dB];
L₂ è il livello di pressione sonora medio misurato nell’ambiente ricevente [dB];
T₂ è il tempo di riverberazione medio nell’ambiente ricevente [s];
T₀=0,5 s è il tempo di riverberazione di riferimento.

L’indice unico di valutazione di tale parametro, D_nT,w, viene utilizzato per:

1. qualificare il comfort acustico di ambienti della stessa unità immobiliare con destinazione d’uso ricettiva (classi da I a IV) [tab. 3];
2. definire una prestazione di isolamento acustico “di base” o “superiore” per ospedali, case di cura o scuole, all’interno della stessa unità immobiliare [tab. 4];
3. definire una prestazione di isolamento acustico di ambienti rispetto a zone di uso comune o collettivo (prestazione “modesta”, “di base”, “buona” e “ottima”) [tab. 5].

Il DM 23/06/2022⁽⁴⁾ riguardante i “Criteri ambientali minimi” ha introdotto, per le gare di appalto degli edifici pubblici, alcune importanti novità sul tema del comfort acustico. Il parametro D_nT,w viene infatti richiamato per quanto riguarda l’isolamento aereo in ospedali, case di cura e scuole e per l’isolamento acustico tra ambienti di uso comune ed ambienti abitativi, facendo diretto riferimento alla norma UNI 11367 precedentemente citata (vedi riquadro dedicato).

Alla luce di quanto esposto risulta di fondamentale importanza chiarire la differenza tra i due parametri R’_w e D_nT,w.

2. Considerazioni sul potere fonoisolante apparente

Il potere fonoisolante apparente, R’, deriva direttamente dalla definizione di coefficiente di trasmissione ed ha il pregio di caratterizzare la prestazione acustica di una partizione che divide due ambienti; tuttavia tale parametro non definisce l’effettivo isolamento esistente tra due ambienti.

In opera, nel caso di ambienti identici con divisorio comune di differente superficie (per esempio: casi A, B, C di fig. 2), il potere fonoisolante apparente avrà un valore simile mentre l’effettivo passaggio di rumore sarà progressivamente inferiore andando dal caso A al caso C. Una superficie minore implica un passaggio di rumore inferiore, un isolamento acustico maggiore e quindi un maggiore comfort.

3. Isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo di riverberazione

Per ovviare ai problemi legati alla definizione di potere fonoisolante apparente e per poter eseguire misurazioni anche in presenza di geometrie complesse, con volumi particolari e superfici comuni non ben definite o assenti, è possibile far uso dell’isolamento acustico normalizzato rispetto al tempo di riverberazione, D_nT. Tale indice è utilizzato, in molti paesi europei, come indicatore delle prestazioni acustiche passive degli edifici. Mettendo insieme le equazioni (1) e (3) si può riscrivere:

(4)

Considerando il campo sonoro diffuso nell’ambiente ricevente si ottiene:

(5)

Si possono evidenziare i seguenti casi particolari (dove D rappresenta la differenza in decibel tra D_nT e R’):

a) uguaglianza tra R’ e D_nT (quando V₂/S=3,125 [m]):

(6)

b) ambienti regolari, perfettamente sovrapposti (rumore aereo attraverso solai – V₂/S=h₂) [fig. 3]:

(7)

dove: h₂ è l’altezza dell’ambiente ricevente [m].

Se, ad esempio, h₂=2,7 m allora ∆ = 10lg (0,32 • h₂) = 10lg (0,32 • 2,7) = -0,6 [dB]

c) ambienti regolari, perfettamente affiancati (rumore aereo attraverso pareti – V₂/S=p₂) [fig. 3]:

(8)

dove: p₂ è la dimensione, perpendicolare alla superficie di separazione (profondità), dell’ambiente ricevente [m].

Assumendo le dimensioni di riferimento che tipicamente sono rappresentative degli ambienti abitativi (bagni, camere da letto, soggiorni, ecc.), è possibile delimitare con buona approssimazione i principali range di variazione del parametro ∆. Infatti:

• se p₂=1,3 m allora ∆ = 10lg (0,32 • 1,3) = -3,8 [dB] (limite inferiore per bagni);
• se p₂=2 m allora ∆ = 10lg (0,32 • 2) = -1,9 [dB] (limite inferiore per camere da letto singole, cucine);
• se p₂=3 m allora ∆ = 10lg (0,32 • 3) = -0,2 [dB] (limite inferiore per soggiorni, soggiorni con angolo cottura o camere da letto matrimoniali);
• se p₂=5 m allora ∆ = 10lg (0,32 • 5) = +2,0 [dB] (limite superiore per camere da letto);
• se p₂=6 m allora ∆ = 10lg (0,32 • 6) = +2,8 [dB] (limite superiore per ambienti abitativi tradizionali).

Se l’area comune è minore di 10 m², S è il valore più elevato tra S e V₂/7,5 (UNI EN ISO 16283-1 ⁽⁵⁾), quindi si ottiene:

(9)

In fig. 4 sono riassunte in modo schematico le considerazioni precedenti. Si può notare come per ambienti di geometria tradizionale le differenze tra i valori di R’ e quelli di D_nT siano contenute generalmente in ±3,8 [dB].

Il calcolo rigoroso va eseguito in frequenza, tuttavia può essere effettuato anche mediante indici di valutazione. I risultati dei due metodi potrebbero differire di 1 dB a causa dell’arrotondamento all’intero dovuto al calcolo dell’indice di valutazione.

Nelle tabelle 6 e 7 sono riassunte le caratteristiche “positive” e quelle “negative” degli indici previsti dal DPCM 5/12/1997 e degli indici alternativi.

4. Correlazione tra potere fonoisolante apparente e isolamento acustico normalizzato

In fase di progetto i tecnici devono valutare sistemi e soluzioni costruttive da adottare che solitamente, per quanto riguarda le prestazioni acustiche di isolamento dai rumori aerei, fanno riferimento a certificati o rapporti di prova di laboratorio che ne attestano la prestazione in termini di indice di valutazione del potere fonoisolante R_w.

I requisiti acustici passivi per i quali la legislazione vigente richiede la verifica riguardano invece l’indice di valutazione del potere fonoisolante apparente R’_w e, per alcuni casi (edilizia pubblica di cui al decreto CAM, limitatamente a specifiche destinazioni d’uso degli ambienti), anche l’indice di valutazione dell’isolamento acustico normalizzato D_nT,w.

Risulta quindi di grande utilità disporre di una metodologia che consenta di “passare” da un dato misurato in laboratorio dell’indice R_w di un elemento opaco di separazione orizzontale o verticale al corrispondente valore atteso in opera per l’indice D_nT,w, tenendo conto delle variabili che influenzano questi descrittori.

In base alle considerazioni precedentemente svolte è possibile stimare un valore di D_nT,w correlato al valore di R’_w, in relazione alle condizioni geometriche degli ambienti. Nelle tabelle 8, 9, 10 vengono riportati, adottando questo procedimento, i valori di D_nT,w a partire dai valori di R’_w al fine dell’ottenimento dei valori minimi di prestazione indicati nei CAM. In rosso sono evidenziati casi non realistici.

Per ambienti di scuole ed ospedali il decreto CAM prevede il raggiungimento di prestazioni “superiori”, pertanto la tab. 8 non può essere considerata per queste finalità. Si dovranno a tal fine considerare la tab. 9 per le pareti opache verticali e la tab. 10 per i solai.

Al valore di R’_w così determinato si consiglia di aggiungere almeno 3 dB per tenere conto delle trasmissioni laterali ed ottenere la prestazione di laboratorio R_w minima da considerare. La misura in laboratorio, infatti, avviene in condizioni tali da eliminare le trasmissioni laterali, motivo per il quale la prestazione misurata in opera risulta sempre, a parità di caratteristiche dell’elemento tecnico oggetto di misura, inferiore a quella misurata in laboratorio.

5. Conclusioni

In questo lavoro sono stati presi in considerazione gli indici previsti dal DPCM 5/12/1997, approfondendo in particolare la correlazione dell’indice di valutazione del potere fonoisolante R_w con l’indice D_n,T,w ed evidenziando il significato di quest’ultimo. Si sottolinea che:

1. i cinque indici previsti dal DPCM sono di natura differente uno rispetto all’altro;
2. la formulazione di R’ è legata alla diffusività del campo sonoro, quindi non è valida, a rigore, in ambienti fortemente arredati come le camere da letto. I valori misurati possono differire anche di alcuni decibel rispetto a quelli reali;
3. R’ caratterizza la struttura divisoria utilizzata ma non l’effettivo isolamento tra due ambienti;
4. D_nT qualifica l’effettivo isolamento tra due ambienti, ma non determina la prestazione della struttura divisoria.

In relazione ai requisiti previsti dal decreto CAM si è inoltre analizzato e proposto un metodo per stimare quale debba essere la prestazione misurata in laboratorio, R_w, o in opera, R’_w, tale da consentire il raggiungimento dei livelli di isolamento acustico D_nT,w richiesti per ambienti di edifici pubblici con specifiche destinazioni d’uso.