Criteri progettuali e soluzioni per risolvere il problema del rumore degli impianti nei condomini

Il rumore degli impianti tecnologici all’interno degli edifici, un problema non solo dei vecchi edifici

Il problema del rumore correlato alla progettazione architettonica ed impiantistica degli edifici residenziali assume un ruolo sempre più importante e delicato da affrontare e da risolvere non solo per la complessità intrinseca dei fenomeni acustici che coinvolge aspetti multidisciplinari ma anche per la maggiore sensibilità al problema degli utenti finali la cui aspettativa di elevato comfort ambientale spesso va oltre al semplice rispetto dei dispositivi normativi vigenti: basti pensare al crescere di attività in smart working dove diventa necessario avere adeguati isolamenti acustici anche all’interno delle stesse unità immobiliari.  

La sensazione di disturbo dei rumori generati all’interno degli edifici condominiali, che si avverte nei vecchi fabbricati dotati di scarso isolamento acustico, può risultare ancora più marcata negli edifici di recente costruzione dove gli elevati isolamenti acustici di facciata richiesti anche per soddisfare gli standard di isolamento termico, determinano un basso “rumore di fondo” che rende maggiormente percepibili piccole sorgenti di rumore interne legate, oltre alle attività domestiche, anche alla presenza di nuove sorgenti impiantistiche, quali ad esempio i condizionatori ed i sistemi di ventilazione meccanica. 

Diventa quindi importante analizzare dal punto di vista acustico le soluzioni costruttive e tecnologiche più appropriate, valutare le prestazioni acustiche dei materiali edili e dei componenti impiantistici, nonché studiare nel dettaglio i particolari costruttivi, le connessioni tra i vari elementi ed evitare errori di posa durante le fasi di cantiere. 

Dal punto di vista impiantistico, in particolare, occorre individuare e valutare le diverse sorgenti di rumore e tutte le possibili vie di propagazione e trasmissione del rumore e delle vibrazioni fino agli ambienti interni. Tra gli impianti tecnologici a servizio degli edifici residenziali, quelli che rappresentano una delle maggiori fonti di disturbo sono senz’altro gli impianti di climatizzazione, oggi sempre più caratterizzati dalla presenza di pompe di calore, nonché gli scarichi che attraversano verticalmente unità immobiliari distinte. Oltre a questi vanno aggiunti i sistemi di ventilazione meccanica con recuperatore di calore spesso presenti per garantire qualità dell’aria e risparmio energetico.

Cosa prevede la normativa in materia di inquinamento acustico legato agli impianti tecnologici

La realizzazione di impianti tecnici all’interno di un edificio determina l’introduzione di sorgenti di rumore potenzialmente disturbanti e quindi soggette al rispetto di requisiti prestazionali in termini di emissioni acustiche sia nei confronti degli ambienti interni all’edificio sia nei confronti dell’ambiente esterno. 

Per quanto concerne le immissioni del rumore degli impianti all’interno dell’edificio il riferimento normativo è il DPCM 5/12/1997 relativo ai cosiddetti “requisiti acustici passivi” degli edifici. Sebbene gli impianti non siano ovviamente elementi passivi, di fatto entrano a far parte della costruzione dell’edificio per cui il legislatore ha inserito i limiti di rumore prodotto dagli impianti tecnologici assieme alle prescrizioni di isolamento acustico delle partizioni (pareti e solai) e dei sistemi di facciata al fine di ridurre l’esposizione al rumore delle persone. I valori limite dei livelli di pressione sonora, espressi in dB(A), sono diversificati tra sorgenti a funzionamento continuo (tra cui gli impianti di climatizzazione) e sorgenti a funzionamento discontinuo (tra cui ascensori, scarichi), in funzione delle diverse destinazioni d’uso, come riportato in Tabella 1, assieme anche ai requisiti acustici passivi. Tali valori sono relativi alla rumorosità prodotta dagli impianti condominiali e devono essere misurati all’interno degli ambienti abitativi nelle reali condizioni di funzionamento in opera. 

Tabella 1 – Valori limite delle grandezze acustiche previste dal DPCM 5/12/1997 per edifici di Categoria A: “edifici adibiti a residenza o assimilabili”.

Altro riferimento legislativo importante e applicabile nel contesto degli edifici condominiali è dato dal DPCM 14/11/1997 relativo al rumore emesso in ambiente esterno. Tale decreto definisce i limiti assoluti di emissione e di immissione in funzione della zonizzazione acustica del territorio comunale in cui sono inseriti gli edifici e i limiti differenziali, intesi come differenza tra il rumore ambientale (con sorgente di rumore accesa) e rumore residuo (con sorgente disturbante spenta) (valori riportati in Tabella 2). Questi limiti sono applicabili non solo nella situazione di rumore emesso all’esterno dell’edificio, quindi immesso verso potenziali ricettori situati in edifici o aree limitrofe, ma anche nel caso in cui un impianto a servizio del singolo condomino o proprietario dell’unità immobiliare (ad esempio l’unità esterna di un condizionatore) possa arrecare disturbo verso altri condomini presenti all’interno dello stesso edificio.

Oltre a questi due riferimenti legislativi occorre citare le normative tecniche che spesso sono utilizzate come riferimento nei capitolati tecnici di appalto o, nei CAM nei casi relativi a edifici pubblici. Tra queste sicuramente deve essere citata la norma UNI 8199 (2016) relativa al collaudo acustico di impianti a servizio di unità immobiliari, nonché la norma UNI 11367 relativa alla classificazione acustica degli edifici. La UNI 8199 si applica anche alle sorgenti direttamente presenti in ambiente e richiama esplicitamente la norma europea EN 16798-1 che specifica i requisiti per i parametri per la qualità ambientale interna, dal comfort termico, acustico, illuminotecnico e la qualità dell'aria interna. In particolare, per la parte acustica vengono proposti valori massimi di progetto in funzione di tre categorie di qualità degli ambienti interni (riportati in Tabella 3). 

Occorre evidenziare come tutti i limiti riportati devono intendersi come valori misurati in opera e non valori stimati in fase di progettazione. Va da se che debbano essere adottati, al di là dei metodi di calcolo più o meno dettagliati, tutti gli accorgimenti progettuali che consentano di stimare il comportamento reale dell’impianto, gli effetti di accoppiamento tra i componenti e con le strutture edilizie nonché il controllo della messa in opera al fine di garantire il risultato finale che potrà essere attestato solo tramite collaudo strumentale. 

Tabella 2: DPCM 14/11/1997: Valori limiti assoluti di immissione in funzione della zonizzazione acustica del territorio e valori limite differenziali

Tabella 3: Valori massimi di progetto per la rumorosità immessa negli ambienti serviti da sorgenti sonore impiantistiche secondo la norma UNI EN 16798-1

Il rumore degli impianti di climatizzazione negli edifici condominiali

Fino ad alcuni decenni fa il principale problema del rumore nei condomini era spesso limitato al rumore degli scarichi idraulici ed a quello dei condizionatori autonomi in quanto la tipologia prevalente degli impianti di riscaldamento, di tipo centralizzato od autonomo, prevedeva circuiti idronici con portate costanti che non davano particolari problemi di rumorosità, tranne in alcuni casi specifici quale ad esempio la mancanza di disaccoppiamento delle pompe di circolazione con la rete di distribuzione in acciaio che trasmettevano rumore fino ai radiatori in ambiente. A partire a dagli anni novanta con la legge 10/91, fino ai giorni odierni con il recepimento delle direttive europee sul risparmio energetico, si è avuto una forte evoluzione dei sistemi di climatizzazione centralizzati di condomino che attualmente prevedono l’adozione di generatori a pompe di calore o in alcuni casi anche microcogenerazione, con l’introduzione di sistemi di controllo sempre più sofisticati che agiscono sulla variazione di portata sui terminali. 

In tale contesto è diventato sempre più difficile il compito del “progettista” in quanto oltre a valutare la continuità di funzionamento dell’impianto in diverse modalità operative al fine di garantire costanti condizioni di comfort e ad assicurare elevata efficienza energetica globale del sistema impiantistico, deve verificare anche il rispetto dei requisiti di rumorosità all’interno e all’esterno dell’edificio. Se da un lato è aumentata la complessità progettuale, dall’altro occorre dire che le informazioni tecniche fornite dai produttori stanno diventando sempre più dettagliate consentendo ai tecnici acustici una maggiore precisione nelle valutazioni previsionali. 

La caratterizzazione delle sorgenti di rumore

Gli impianti di climatizzazione presentano molteplici sorgenti di rumore che possono indurre livelli sonori talvolta non accettabili per l’ambiente interno cui sono destinati. Occorre quindi individuare quali possono essere le sorgenti di rumore significative per le quali valutare i meccanismi di trasmissione sonora verso i cosiddetti ricettori potenzialmente disturbati, sia essi locali interni all’edifico, sia all’esterno, in funzione del rispetto dei requisiti acustici previsti dalle normative sopra citate.

Tra le principali sorgenti individuiamo sicuramente i ventilatori presenti sia negli impianti aeraulici di ventilazione meccanica sia nelle macchine di produzione di energia termica, quali le pompe di calore aria-acqua, ma anche nei bruciatori con camera di combustione in pressione. E’ evidente che i livelli di potenza sonora e il campo di frequenze generate dipende molto dalle dimensioni dei ventilatori e dalla velocità di rotazione, di fatto direttamente correlate alle portata di aria sviluppate. Inoltre troviamo i compressori presenti nelle pompe di calore, chiller, sistemi roof-top e nei condizionatori autonomi di piccole dimensioni. 

Il dato principale che caratterizza l’emissione acustica è il livello di potenza sonora LW, dichiarato in dB(A), che non deve essere confuso con il dato di livello di pressione sonora LP misurato ad una distanza prefissata (normalmente a 1 m o 5 m dal centro della macchina, a seconda delle dimensioni della stessa). Il livello di potenza sonora rappresenta il dato di partenza per le valutazioni analitiche finalizzate alla determinazione della propagazione del suono.

Occorre tuttavia fare attenzione ad alcuni aspetti fondamentali:
(i) il dato fornito il dB(A) rappresenta il valore complessivo in tutto il range di frequenza emesso dalla macchina ed è associabile ad una ipotetica sorgente omnidirezionale avente stesso valore medio energetico di radiazione acustica;
(ii) analisi dettagliate sulla propagazione del rumore richiedono conoscenza dei valori in frequenza e della direttività della sorgente;
(iii) il dato fornito viene determinato in condizioni nominali per cui il livello di potenza acustica può modificarsi in opera a seconda delle diverse condizioni di montaggio e delle diverse condizioni di funzionamento a carico variabile;
(iv) la presenza di superfici limitrofe riflettenti può incrementare significativamente l’emissione acustica.

Oltre alla potenza acustica, occorrerebbe conoscere anche la quantità di energia che una data macchina trasferisce per vibrazione strutturale nei suoi punti di appoggio. Il condizionale è d’obbligo in questo caso in quanto seppure esista una recente norma europea (EN 15657) che definisce la procedura di misurazione in laboratorio del rumore per via strutturale delle apparecchiature di servizio degli edifici, di fatto attualmente esistono pochi dati certificati. Questi dati rappresentano valori di input per i metodi previsionali dei livelli sonori in situ di sorgenti e impianti tecnologici installati negli edifici, metodi descritti nella norma EN 12354-5 tuttora in fase di revisione.

Figura 1 – Percorsi di propagazione del rumore e delle vibrazioni in un impianto di climatizzazione ad aria. A strutturale attraverso il solaio, B per via aerea lungo i canali di mandata, C strutturale attraverso i canali, D per via aerea lungo i canali di ritorno, E strutturale attraverso le pareti di separazione (ASHRAE Handbook HVAC Applications).

Gli accorgimenti in fase di progettazione per limitare la rumorosità degli impianti tecnologici

Gli impianti di climatizzazione

E’ indubbio che la verifica acustica degli impianti di climatizzazione sia un processo a valle della progettazione impiantistica, intesa come scelta dei generatori, della rete di distribuzione dei fluidi (idronica o aeraulica) e dei terminali in ambiente, atti a garantire le condizioni comfort termoigrometrico negli ambienti. Tuttavia diventa fondamentale in fase di progettazione e dimensionamento adottare tutti gli accorgimenti che consentono di limitare la propagazione del rumore negli ambienti e verso l’esterno. Di seguito alcune indicazioni di base da tener presente in fase di progettazione.

Caldaie, bruciatori, gruppi frigoriferi condensati ad acqua. Generalmente installati in appositi locali tecnici occorre verificare l’isolamento acustico della centrale nei confronti dei locali limitrofi e limitare l’emissione verso l’esterno dalle aperture di aerazione tramite griglie afoniche. 

Pompe di calore, gruppi frigo condensati ad aria, sistemi roof-top, torri evaporative. Queste macchine generalmente installate sulla copertura dell’edificio o in ambiente esterno, possono creare elevato impatto acustico in ricettori limitrofi. In questi casi diventa fondamentale studiare la posizione corretta della macchina, considerando anche la diversa direttività sonora che possono presentare. Se il criterio di avere una distanza elevata tra sorgente e ricevitore non può essere rispettato occorre intervenire con schermature acustiche opportunamente dimensionate sia in altezza che in larghezza per limitare il fenomeno di diffrazione. In questi casi occorre verificare le distanze minime della barriera dal macchinario, dichiarate dal produttore, al fine di garantire i corretti flussi di aria e non pregiudicare le prestazioni termiche.

Elettroventilatori di unità trattamento aria o di estrazione. Posizionati in esterno o installati all’interno dei locali, deve essere valutato con attenzione sia il loro impatto verso l’esterno sia la propagazione del rumore nelle canalizzazioni fino agli ambienti interni serviti. Il ventilatore deve essere scelto affinché possa funzionare il più possibile vicino al punto di massimo rendimento e nel caso di ventilatori che operano a velocità variabile questo deve corrispondere ad una portata corrispondente al 70-80% della massima capacità.

Unità terminali (diffusori aria, ventilconvettori). Hanno un impatto notevole sul rumore in ambiente. Il loro corretto dimensionamento e la posizione in ambiente risultano determinanti per il comfort acustico degli ambienti indoor. Nel caso dei ventilconvettori può essere opportuno in alcuni casi, per limitare la potenza acustica irradiata, effettuare un sovradimensionamento dal punto di vista della resa termica/frigorifera in modo da far lavorare il terminale sempre a bassa velocità. Nel caso invece dei diffusori o griglie di estrazione il rumore immesso è una combinazione del rumore proveniente dal ventilatore presente a monte delle canalizzazioni e della rumorosità correlata al diffusore, a volte peggiorato dalla presenza di apparecchiature di intercettazione e regolazione, come cassette VAV o serrande tagliafuoco. 
Tra i terminali citiamo anche i sistemi di ventilazioni meccanica localizzati posti spesso in facciata o in corrispondenza degli infissi. Per questi sistemi è bene valutare e confrontare i valori dichiarati di potenza acustica in funzione delle effettive portate di aria. Pur trattandosi di valori contenuti, possono risultare disturbanti nel caso di posizione in ambiente molto vicine alle macchine.  

Canalizzazioni. Oltre alla funzione primaria di trasporto dell’aria, la rete di canalizzazione assume un ruolo importante nella propagazione del rumore dalla macchina di trattamento fino ai diffusori. La lunghezza e la tortuosità del circuito contribuiscono in generale ad attenuare il rumore generato a monte dal ventilatore con maggiore efficacia per condotti a sezione rettangolare e di ridotte dimensioni trasversali. Tuttavia occorre prestare molta attenzione al rumore “autoindotto” dal flusso di aria: le turbolenze create dalla velocità elevata di attraversamento e dalla presenza di discontinuità può determinare effetti indesiderati e non preventivati in fase iniziale. In tal senso è opportuno, soprattutto nei tratti secondari di attraversamento di locali di soggiorno e nelle diramazioni finali ai diffusori, adottare sezioni che consentano una bassa velocità di attraversamento (inferiore a 2 m/s), deviazioni con grandi raggi di curvatura, passaggi graduali di sezione. Tali accorgimenti, previsti già in fase di progettazione consentono anche di avere minori perdite di carico con ulteriori vantaggi sul funzionamento del ventilatore. 

Tubazioni di scarico. Le principali aziende del settore forniscono oggi prodotti realizzati con materiali multistrato che consentono di smorzare le vibrazioni indotte dal passaggio dei fluidi. Oltre a questo si può intervenire evitando il contatto diretto della tubatura con le pareti limitando le connessioni ad agganci puntuali con eventuale rivestimento della tubazione con materiali smorzanti. 

Componenti idro-sanitari. Il getto dell’acqua su piatti doccia, il funzionamento delle vasche idromassaggio, piuttosto che il carico e scarico dell’acqua dalla cassetta dei WC risultano disturbanti non solo verso gli alloggi adiacenti ma anche all’interno dello stesso appartamento. In questi casi occorre desolarizzare i sistemi dalle strutture (solai e murature) tramite tappetini elastici, soprattutto quando sono fissati o incassati a pareti leggere. 

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