Il rumore degli impianti negli edifici

Impianti tecnologici: principi generali

All’interno di edifici residenziali e adibiti al terziario, gli impianti tecnologici che possono essere rilevanti da un punto di vista delle emissioni sonore sono tipicamente gli impianti di climatizzazione (riscaldamento, raffrescamento, ventilazione e condizionamento dell’aria), gli impianti idrosanitari e gli ascensori.

In ambito acustico gli impianti si dividono in relazione alla loro tipologia di funzionamento, ossia in continuo e discontinuo. I primi sono caratterizzati da una emissione sonora con carattere essenzialmente stazionario, cioè quando il livello di pressione sonora con costante di tempo fast “F” (125 ms) subisce oscillazioni non maggiori di 5 dB per tutto il tempo di funzionamento; con questa logica appartengono agli impianti a funzionamento continuo, gli impianti di riscaldamento, condizionamento e aereazione/ventilazione.

Gli impianti a funzionamento discontinuo sono invece caratterizzati da emissioni sonore con variazioni fluttuanti o intermittenti e con brevi periodi di funzionamento rispetto al tempo di inattività; in questi impianti il livello di pressione sonora fast “F” (125 ms) varia in modo aleatorio con oscillazioni maggiori di 5 dB; sono da classificarsi come impianti a funzionamento discontinuo gli impianti sanitari, di scarico, gli ascensori, i montacarichi, le chiusure automatiche.

La propagazione del rumore generato dal funzionamento degli impianti tecnologici all’interno degli edifici è dovuta ad una complessa combinazione ed interazione di processi di trasmissione per via aerea, per via strutturale e dei fenomeni che si generano all’interno delle tubazioni e dei condotti. Sono quasi sempre presenti componenti tonali a bassa frequenza (rumore rombante) e ad alta frequenza (rumore sibilante), e nel caso degli impianti a funzionamento discontinuo si manifestano anche componenti di carattere impulsivo.

Il funzionamento contemporaneo di più sorgenti, la pluralità e la diversità delle vie di propagazione, i possibili effetti di risonanza nelle strutture e la presenza di onde stazionarie, sono elementi che rendono complicato definire e applicare un metodo di previsione generale del rumore dovuto agli impianti tecnici. Inoltre, anche come indicato dalle norme e dalla letteratura tecnica, le incertezze di stima previsionale sono normalmente elevate.

È importante far presente come una corretta impostazione di base del progetto preliminare permette di ridurre e limitare le problematiche di rumore e di interferenze con il comfort degli ambienti, oltre che a garantire costi contenuti degli eventuali interventi di mitigazione. È rilevante sottolineare l’importanza del coordinamento tra la progettazione impiantistica e quella architettonica, che dovrebbero essere sviluppate parallelamente per garantire il corretto risultato acustico in opera. Due sono gli elementi progettuali particolarmente critici da attenzionare:

• posizionamento e layout;
• scelta dei macchinari.

La prima fase è gestibile direttamente dal progettista architettonico utilizzando il buon senso ossia quello di collocare gli spazi che ospitano i macchinari rumorosi (come centrali termiche, locali tecnici, cavedi ecc.) il più possibile lontano dagli ambienti sensibili al rumore e che necessitano di quiete (camere da letto, studi, ecc.).

La seconda fase deve essere gestita dal tecnico impiantista che deve orientare la scelta degli elementi dell’impianto verso versioni silenziate o super silenziate. Ai fini della commercializzazione quasi tutti i macchinari che generano rumore devono dichiarare anche le prestazioni acustiche. In linea di massima dovrebbe essere dichiarata la prestazione del livello di potenza sonora globale, in dBA.

I produttori maggiormente meticolosi dichiarano e forniscono anche il dato in frequenza che risulta molto utile in fase di predimensionamento degli impianti di mitigazione. Nel caso in cui all’interno della scheda tecnica sia presente il dato di pressione sonora, questo ultimo deve essere accompagnato dal valore di distanza e dalle condizioni acustiche a cui il dato si riferisce (campo libero, su piano riflettente, ecc.).

Impianti particolari

Impianti di climatizzazione

Gli impianti di climatizzazione possono essere distinti in autonomi o centralizzati. I primi sono costituiti da dispositivi che possono essere installati all’interno degli ambienti abitativi, sia all’esterno (balconi, terrazzi) o in vani tecnici dedicati. Queste apparecchiature integrano in un numero limitato di componenti le funzioni richieste, ossia produzione di caldo/freddo, trattamento aria ecc.

I sistemi centralizzati sono tipicamente costituiti da centrali termiche, dalle reti di distribuzione dell’aria (reti aerauliche) e dell’acqua (reti idroniche e idrauliche) e dai terminali di trattamento locale in ambiente (radiatori, pannelli radianti, ventilconvettori ecc.). Nel caso degli impianti aeraulici (ventilazione e climatizzazione) il rumore è generato dalla sorgente primaria rappresentata dal ventilatore e dalle sorgenti secondarie dovute al deflusso turbolento dell’aria nei condotti rettilinei e in corrispondenza delle curve, raccordi e organi di regolazione e bilanciamento delle portate (serrande) e dei terminali (bocchette, diffusori).

Il collegamento tra ambienti prodotto dalla presenza di condotti aeraulici passanti tra più locali o prese d’aria di condotti aeraulici comuni (collocati in corridoi o in altri ambienti di uso comune) potrebbero generare problemi di udibilità e l’intelligibilità del parlato tra diversi ambienti nonché la riduzione dell’isolamento acustico delle partizioni tra locali collegati dall’impianto aeraulico.

Le emissioni acustiche dovute ai vari componenti degli impianti di climatizzazione coprono buona parte dello spettro dell’udibile: si va infatti dai fenomeni di vibrazione e rombo a bassa frequenza dovute ai ventilatori, alle frequenze medie associate al funzionamento di pompe, fino alle frequenze più alte associate ai diffusori d’aria.

Centrali tecnologiche

Le principali sorgenti di rumore in una centrale tecnologiche sono caldaie, bruciatori, autoclavi, canne fumarie e pompe. La rumorosità di una caldaia dipende da più fattori e non è facile distinguere i singoli contributi, ma senza dubbio il rumore predominante è quello associato a pompe e bruciatori.

Il rumore tipico di una caldaia è orientato sulle frequenze medio-basse e nella banda delle basse frequenze (tra 63 a 250 Hz) presenta delle componenti tonali talvolta rilevanti e questa caratteristica rende particolarmente difficile l’isolamento della centrale, in quanto alle basse frequenze il potere fonoisolante è abbastanza ridotto anche per le pareti che presentano masse elevate. Anche il potere fonoassorbente dei comuni materiali porosi ha poco effetto alle basse frequenze, che vengono invece assorbite dai pannelli vibranti e risuonatori.

Il rumore emesso dal bruciatore è causato principalmente dall’aspirazione dell’aria comburente e dall’alimentazione e combustione del comburente. Dato che l’alimentazione e la combustione avvengono con un determinato ritmo, si possono manifestare anche dei fenomeni di risonanza nella massa di aria contenuta nella fiamma e nel raccordo fumario. Di conseguenza anche la canna fumaria si può trasformare in una sorgente di rumore secondaria che irradia il suono anche a notevoli distanze. Quando all’interno della canna fumaria si verificano effetti di risonanza, una soluzione potrebbe essere quella di inserire un silenziatore a risonanza o un silenziatore di tipo misto, a seconda se nello spettro la frequenza di risonanza è predominante, si può scegliere un silenziatore il cui effetto sia centrato sulla stessa frequenza.

Invece, se oltre alla frequenza di risonanza anche la restante parte alle basse frequenze risultasse abbastanza elevato, potrebbe risultare conveniente inserire un silenziatore di tipo misto. In questo modo accanto alla dissipazione sonora per risonanza, è presente anche l’assorbimento alle basse frequenze.

Pompe e autoclavi presentano modalità di propagazione del rumore tra loro molto simili. Il rumore emesso ha differenti modi di trasmissione, ossia l’irraggiamento acustico emesso dal corpo pompa o dall’autoclave e le vibrazioni trasmesse alle strutture di collegamento o di ancoraggio. Di solito il contributo sonoro legato all’irraggiamento acustico non genera alti livelli ed è perciò il meno rilevante. Se tuttavia è necessario prevedere degli interventi per la riduzione di tale contributo, è consigliabile incapsulare l’apparecchio in un apposito guscio fonoimpedente.

Particolarmente rilevante è invece il contributo e la trasmissione delle vibrazioni e di conseguenza del rumore strutturale, queste componenti possono generare fastidi che si possono propagare anche molto lontano dal punto di origine attraverso le strutture e i componenti edilizi dell’edificio.

I rumori prodotti dalla trasmissione strutturale e vibrazionale sono caratterizzati da un alto contenuto alle basse frequenze e da componenti tonali. Un’attenuazione e una riduzione di questa componente si ottiene facendo in modo di disaccoppiare le tubazioni dalle strutture mediante supporti e giunti antivibranti.

Una particolare cura deve essere posta nella realizzazione degli staffaggi delle tubazioni alle strutture edilizie di centrale e nell’attraversamento delle murature.
Un'altra fonte di rumore può essere anche quella generata dal moto dell’acqua nelle tubazioni, questa componente dipende dalla pressione di alimentazione e dalla velocità di deflusso: tanto più questi due parametri sono alti, tanto maggiore sarà il rumore generato. In fase di progetto, la pressione di alimentazione si può controllare scegliendo un opportuno punto di funzionamento della pompa, mentre la velocità di scorrimento dei fluidi si riduce aumentando eventualmente il diametro delle tubazioni.

Per le centrali tecnologiche gli aspetti da attenzionare sono la scelta di apparecchiature a bassa emissione acustica e la localizzazione del locale di centrale lontano dai locali abitativi. Inoltre, bisogna porre particolare attenzione alla presenza di aperture di ventilazione, il posizionamento e l’ancoraggio delle componenti che possono generare vibrazioni e la trasmissione del rumore strutturale.

Le aperture di ventilazione risultano essere necessarie, sia per alimentare un'adeguata portata di aria comburente ai generatori di calore, sia per permettere l’evacuazione dei fumi nel caso di incendio. Tali aperture possono essere insonorizzate dotandole di silenziatori a setti fonoassorbenti oppure creando delle trappole acustiche.

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Nei prossimi paragrafi si parlerà di:

• Impianti idrosanitari;
• Ascensori;
• Chiusure automatiche.