COMFORT ACUSTICO

BREVE GUIDA AL COMFORT ACUSTICO

Ognuno di noi ha vissuto almeno una volta l’esperienza di entrare in una casa vuota, con infissi vecchi poco ermetici, e magari vicino ad una strada trafficata.

La sensazione che proviamo mentre parliamo è quella di sentire la nostra voce “impastata”, poiché percepiamo il suono riflesso tante volte, e poi magari udiamo anche tutti i rumori provenienti dalla strada o dall’appartamento confinante.

Per poter avere una buona percezione del parlato è necessario che siano garantite due condizioni: una buona ricezione e l’assenza di disturbi esterni.

Il comfort acustico, infatti, si fonda su due aspetti distinti: l’assorbimento acustico e l’isolamento acustico; anche se i principi fisici che li descrivono sono gli stessi.

PRINCIPI DI ACUSTICA

Ogni fenomeno acustico studia le propagazioni delle onde sonore emesse da una sorgente sonora (ad esempio la voce del nostro interlocutore) attraverso un mezzo elastico (come l’aria), le quali sono recepite da un ricevitore (ad esempio dal nostro udito).

Le onde sonore sono delle vibrazioni dell’aria, che fanno aumentare e diminuire la pressione di continuo nel tempo, per ogni punto dello spazio.

Quindi prendendo in esame un qualsiasi punto dello spazio, avremo:

• un momento in cui la pressione dell’aria è quella naturale ( pressione atmosferica);
• poi, dopo un piccolissimo intervallo di tempo, avremo un aumento di pressione fino ad un valore massimo;
• da quel momento in poi avremo una diminuzione fino ad un valore minimo;
• per poi tornare al pressione naturale dell’aria.

La velocità con cui avviene questa variazione di pressione dell’aria, descrive una misura detta frequenza, che si misura in Hz (hertz), la quale rappresenta il numero di volte che, in un secondo, la pressione varia tra il valore massimo ed il valore minimo.

L’orecchio umano percepisce frequenze che vanno dai 20 Hz ai 20.000 Hz.

Il suono caratterizzato da variazioni di pressione che crescono e decrescono in maniera costante è detto suono puro, e possiede una sua specifica frequenza.

In realtà i suoni nella vita quotidiana non producono variazioni di pressione di tipo costante, ma gli andamenti delle variazioni di pressione che li caratterizzano sono del tutto irregolari.

Nella pratica tecnica si studiano tali suoni scomponendoli e misurando le variazioni di pressione per determinati intervalli di frequenza, detti bande di frequenza.

Inoltre le variazione di pressione generate da un qualsiasi suono vengono rapportate a quella più bassa che l’orecchio umano possa percepire, fornendoci un valore detto livello di pressione sonora dB ovvero decibel.

L’analisi delle frequenze permettono di distinguere i suoni gravi, in cui vi è predominanza di variazioni di pressione con frequenze basse, da quelli acuti, in cui vi è predominanza di variazioni di pressione con frequenza alta; mentre il livello di pressione sonora ne esamina l’intensità.

Queste considerazioni sono importanti perché i materiali che si usano in acustica si comportano in maniera differente per ciascuna banda di frequenze.

ASSORBIMENTO ACUSTICO

Se noi provassimo a chiudere gl’occhi entrando in una stanza ascoltando la nostra voce, possiamo distinguere se essa sia grande o piccola, senza vederla.

Questo accade perché il nostro udito percepisce la nostra voce riflessa; e quanto più piccola è la frazione di tempo con cui il suono riflesso arriva alle orecchie, tanto più la sua traiettoria è breve, e quindi la stanza ha dimensioni limitate.

Nelle abitazioni il suono viene riflesso tante volte su pareti, pavimenti, finestre, arredi e paramenti vari; abbiamo il cosiddetto riverbero.

Quando un’onda sonora colpisce una superficie, una parte di essa viene riflessa, mentre la restante parte viene assorbita.

Le riflessioni del parlato sono importanti perché arricchiscono il suono e lo rendono meglio percepito, altrimenti sembrerebbe “ovattato”; mentre una durata troppo lunga delle riflessioni maschera il suono originario e lo rende “impastato”.

In pratica un buon suono deve avere un tempo di riverbero ben equilibrato.

Gli ambienti domestici hanno generalmente forma squadrata e compatta, e le superfici che li delimitano sono piatte e lisce, pertanto il suono viene riflesso moltissimo.

Questo fenomeno viene ulteriormente accentuato dalla natura dei materiali di cui sono fatte tali superfici; infatti gli intonaci, i materiali lapidei, le ceramiche e le vetrate hanno un basso indice di assorbimento del suono.

Ciò nonostante, negli ambienti domestici le riflessioni sono attenuate enormemente dagli arredi, dai tendaggi e dagli imbottiti, che possiedono un indice di assorbimento elevato; raggiungendo il giusto compromesso tra riflessioni ed assorbimento del suono.

Quindi per migliorare la qualità del suono delle nostre case basterebbe semplicemente arredarle, senza dover utilizzare necessariamente pannelli e boiserie fonoassorbenti.

ISOLAMENTO ACUSTICO

Il suono si propaga non solo nell’aria, infatti tutti i mezzi elastici possono trasportarlo. Le strutture e l’involucro edilizio (pareti, solai, finestrature) sono un altro mezzo attraverso viaggia il suono.

Come abbiamo prima affermato, un’onda sonora che colpisce, ad esempio una parete, in parte è riflessa ed in parte è assorbita.

L’energia assorbita genera delle vibrazioni elastiche nei materiali della parete, che in parte si dissipano sotto forma di calore, ed in parte trasmettono l’onda acustica dalla faccia opposta.

La differenza di intensità dell’onda acustica impattante su una faccia e quella uscente dall’altra faccia, caratterizza la trasmissione acustica.

I rumori provenienti dalla strada o da appartamenti confinanti possono abbassare la nostra soglia di attenzione quando ascoltiamo qualcuno o qualcosa (ad esempio della musica) o possono disturbare la nostra quiete quando vogliamo il silenzio.

Questo può essere fonte di stress psicologico nell’individuo, e per tale motivo esistono norme che prescrivono dei requisiti di isolamento acustico negli edifici (D.P.C.M. 5 dicembre 1997).

La capacità di isolamento acustico di un elemento strutturale (parete, solaio, vetrata, ecc.) è direttamente legata ad alcune proprietà del materiale di cui è composto:

• La massa che viene coinvolta nella vibrazione dell’elemento strutturale, che è preferibile sia più grande possibile;
• La rigidezza, che quanto più bassa è tanto più il materiale è deformabile, quindi maggiormente coinvolto;
• Lo smorzamento, che è la capacità di dissipare energia sotto forma di calore.

Quando si sfrutta principalmente la massa si realizza un isolamento acustico cosiddetto di “massa”.

Quando si vogliono ottenere elementi più sottili, si possono sfruttare maggiormente le altre due caratteristiche dei materiali isolanti, realizzando un isolamento cosiddetto “risonante”.

PARETI

Sfruttare la massa è la maniera più semplice per isolare acusticamente; per cui più le pareti massive, spesse e compatte, isolano meglio dai rumori.

Per ridurre lo spessore murario, isolando adeguatamente, si possono realizzare le pareti composte, che alternano differenti strati massivi e porosi, e si comportano come una sistema di “massa-molla-massa”.

In buona sostanza il materiale poroso contenuto nell’intercapedine si comporta come uno smorzatore che dissipa l’energia acustica che si propaga attraverso la parete.

I materiali porosi possono essere fibrosi (lana di legno, lana di roccia o lana di vetro) o polimerici alveolati (polistirene, poliuretano, polietilene espanso). Tali materiali presentano tante piccolissime camere contenenti aria, che viene messa in vibrazione, smorzando per assorbimento il suono.  In questo caso le camere, dette anche celle, sono aperte e comunicanti tra loro; ma è importante che l’aria non abbia facilità di passare.

Tuttavia quando le celle sono chiuse e separate tra di loro (materiali polimerici a celle chiuse) il materiale diventa impermeabile all’aria e rigido, tendendo a riflettere il suono piuttosto che assorbirlo.

Dato che ogni singolo strato ha un suo modo di vibrare alle onde sonore, è importante che gli strati massivi siano di dimensioni diverse, poiché vibrando con frequenze diverse smorzano maggiormente il suono.

Gli spessori delle pareti si possono ridurre fino alla realizzazione di pareti sottili, costituite da doppia lastra in cartongesso collocata esternamente e internamente pannelli in materiale poroso.

Infine vi sono le tipologie a contro parete realizzate con lastre di cartongesso applicate alla muratura esistente e materiale isolante interposto.

GIUNTI

Purtroppo isolare le sole pareti non costituisce una soluzione efficace per ridurre il rumore che si propaga attraverso le strutture. L’involucro edilizio è realizzato senza soluzione di continuità, per cui il rumore viaggia attraverso tutti gli elementi (pavimento, muro esterno, tramezzo, soffitto, ecc…).

Per limitare tale fenomeno è possibile realizzare un “disaccoppiamento” delle giunzioni solaio-parete; disponendo sul solaio inferiore e sotto il tramezzo una striscia di materiale elastico che smorza le vibrazioni; mentre la connessione della testa del tramezzo con il solaio superiore può essere realizzata con schiuma sigillante fonoassorbente (poliuretano a celle aperte).

SOLAI

La soluzione acusticamente più efficiente dal punto di vista acustico per i solai è il “massetto galleggiante”.

• Una volta posate le tubazioni e tutte le canalizzazioni impiantistiche, viene realizzato un massetto di livellamento perfettamente planare.
• Si crea poi una “vasca” di materiale elastico smorzante, in pannelli o rotoli stesi e accuratamente giuntati e risvoltati verso le pareti perimetrali. Questa vasca dovrà desolidarizzare completamente pavimento e massetto da tutte le strutture di contorno.
• Si posa poi il massetto “galleggiante” su cui viene applicato il pavimento.

La funzione del solaio non è solo quella di isolare dai rumori che arrivano per via aerea, ma soprattutto di attutire i rumori causati da impatti, tipicamente prodotti dal calpestio. Ecco perché è importante che il materiale isolante abbia la capacità di deformarsi molto, ritornando però sempre nella forma originaria. L’utilizzo più frequente è il polistirene, il poliuretano ed il polietilene espanso a celle chiuse.

Nel caso in cui si voglia isolare dalla parte inferiore del solaio è possibile realizzare dei controsoffitti con doppia lastra di cartongesso, materiale poroso ed intercapedine d’aria. Tuttavia si adottano degli accorgimenti per evitare che gli ancoraggi della struttura metallica costituiscano dei ponti acustici (cioè punti di facile passaggio del suono). Pertanto l’orditura metallica viene agganciata a dei piedini  silenziati (cioè in materiale elastico e smorzante) e questi poi vengono fissati al soffitto con dei tiranti sottili.

INFISSI

Gli infissi sono l’elemento da cui entrano maggiormente i rumori esterni.

Le vetrate sono le superfici più ampie e quindi quelle più esposte. Per limitare i rumori internamente agl’ambienti è opportuno che si utilizzino vetrocamera con lastre molto spesse ed asimmetriche (cioè di spessore diverso).

Il telaio dovrà essere preferibilmente in legno massiccio e pesante, e collegato ai vetri con giunti elastici.

E’ importante che le chiusure siano a doppia tenuta all’aria (due guarnizioni), altrimenti gli spifferi fornirebbero un facile passaggio del rumore.

Inoltre bisogna prestare grande attenzione alla posa in opera, sigillando il controtelaio con schiume elastiche fonoisolanti.

ALTRI ELEMENTI

Se si pone molta attenzione alla scelta degli infissi, non si devono però trascurare gli altri elementi che sono attorno. I cassonetti degli avvolgibili, a causa della ridotta massa delle pannellature e del foro attraverso il quale scorre la tapparella, offrono una scarsa barriera di protezione al rumore proveniente dall’esterno.

A tale scopo, è necessario rivestire la parte interna del cassonetto con materiale fonoisolante o, in alternativa, utilizzare una doppia pannellatura.

Considerazioni analoghe vengono fatte per i fori di aereazione. Esistono in commercio prodotti realizzati con materiali fonoisolanti che possiedono una particolare geometria dei setti interni che limita la propagazione diretta del rumore.

IMPIANTI

Gli ascensori sono essi stessi fonte di vibrazioni, soprattutto se dotati di motore elettrico a fune piuttosto che pistone idraulico.

E’ opportuno che le parti meccaniche in movimento siano agganciate alla struttura del fabbricato con dei supporti in materiale antivibrante (solitamente sono dei materiali polimerici densi). Inoltre è necessario che le pareti del vano ascensore siano disaccoppiate da quelle dell’abitazione.

Analoghe considerazioni sono valide per i locali che ospitano pompe ed autoclavi.

Le tubazioni dell’impianto idrico sono un’altra fonte di vibrazioni, che possono essere limitate utilizzando dei manicotti in materiale elastico che avvolgono e separano gli stessi tubi dalla struttura dell’edificio.

Nelle tubazioni vi sono anche altre fonti di rumore:

• I colpi d’ariete, cioè il rumore che si avverte con l’interruzione brusca del flusso d’acqua all’interno delle tubazioni;
• i rumori di cavitazione, che sono costituiti da un sibilo ad alta frequenza prodotto da un brusco cambiamento di velocità dell’acqua che scorre nell’impianto, che è dovuto ad un restringimento repentino della sezione delle tubazioni.

Tali problematiche possono essere facilmente limitate utilizzando dei riduttori di flusso, che tra l’altro consentono anche un risparmio d’acqua.

CONCLUSIONI

Il comfort acustico è una delle componenti immateriali che caratterizzano gli ambienti interni: invisibile e intangibile; ma non può mancare se si cerca la “qualità” in architettura.