Nozioni  di Acustica di base.

Affinché un fenomeno acustico possa verificarsi è necessario che ci siano una emittente, un mezzo (o più mezzi) nel quale il suono propaga e un recettore che sia in grado di recepire il suono emesso e trasmesso. Se questa catena si interrompe o non è completa non esiste nessun fenomeno sonoro.
Il suono è un fenomeno meccanico di tipo oscillatorio; le onde meccaniche sono di tipo elastico e propagano con un’intensità che si attenua con la distanza.

In particolare i fenomeni acustici hanno frequenza compresa tra 16 Hz e 20.000 Hz, che generano sensazioni uditive nell’orecchio umano.
Per misurare i livelli di potenza dei suoni si ricorre ad una grandezza chiamata Decibel (dB) che rappresenta il rapporto tra la potenza sonora di un suono con una potenza di riferimento; la sollecitazione esercitata dai suoni sul timpano è capace di suscitare una sensazione acustica, con una intensità che va dal suono appena percepibile, sino alla soglia del dolore.
Senza scendere in dettagli fisico-matematici, l’utilizzo di questa grandezza è poco intuitiva: in particolare il Decibel è una grandezza logaritmica e la somma o sottrazione di grandezze in Decibel non vanno fatte in maniera diretta; ad esempio, il livello globale di due sorgenti sonore di intensità uguali, corrisponde ad un incremento di 3 dB (60dB + 60dB = 63dB), cioè una variazione di 3 dB, corrisponde ad un raddoppio di potenza sonora.

Uno dei metodi per cercare di impedire che il suono possa arrivare direttamente al recettore è di frapporre tra sorgente e recettore una serie di mezzi che possano attenuare il segnale sonoro. Nel passaggio da un mezzo ad un altro il suono si attenua ed il segnale perde di intensità.
L’efficacia dei materiali fono-assorbenti e fono-isolanti non è costante a tutte le frequenze. La soluzione migliore è quindi creare un sistema “misto”, realizzato con componenti che possano in qualche modo lavorare insieme per attenuare il suono su un ampio spettro di frequenze.

Il contesto legislativo e normativo.

I requisiti minimi da rispettare nelle abitazioni sono contenuti nella legge 26 ottobre 1995 n. 447 e nel D.P.C.M. 5-12-1997.
Il serramento entra in gioco quando parliamo del rispetto dei requisiti acustici di facciata: il parametro di riferimento è l’indice dell’isolamento acustico delle facciate (D2m,nT,w), che stabilisce i limiti minimi negli edifici per il potere fono-isolante che le facciate nel complesso devono garantire mentre non c’è nessuna prescrizione per il singolo infisso. Non è possibile estrapolare una regola generale che fissi dei limiti minimi ai singoli componenti delle facciate (muri, finestre, cassonetti per avvolgibili, fori di aerazione, vetrate ecc..). Inoltre i requisiti non tengono conto del contesto e riguardino esclusivamente la destinazione d’uso degli ambienti interni.
Questi due aspetti hanno ingenerato la maggiore confusione nel settore: in primo luogo si assiste spesso a richieste di requisiti, per gli infissi, che sono gli stessi dei minimi previsti per l’indice dell’isolamento acustico delle facciate, dall’altra parte ci si trova a volte a dover garantire il rispetto del requisito anche quando gli edifici si trovino in contesti isolati o periferici, nei quali, i livelli acustici interni nelle ore del giorno possono essere maggiori dei livelli esterni. Tuttavia, se il secondo aspetto costituisce un problema legislativo, il richiedere un requisito eccessivo agli infissi costituisce una difficoltà oggettiva che implica alti costi, difficoltà di montaggio e di posa in opera.
 

Il comportamento degli infissi

La criticità degli infissi sta nel fatto che il serramento è il risultato dell’assemblaggio di diversi componenti che devono essere singolarmente performanti: vetro, telaio, controtelaio e muratura.
I principali fattori che influiscono sulle caratteristiche fono-isolanti di un infisso sono la massa frontale (kg/mq) e la tenuta all’aria. Un infisso molto pesante e con una elevata classe di tenuta all’aria ci darà un buon comportamento acustico.
Parliamo nel dettaglio dei singoli componenti: in primo luogo (anche per preponderanza dimensionale), parliamo di vetri.
Le vetrate isolanti hanno prestazioni acustiche che sono la somma delle prestazioni dei vetri e della vetrocamera.
Ogni lastra di materiale presenta una frequenza critica in corrispondenza della quale vibra molto di più e trasmette il rumore molto più facilmente. Per una vetrata dello spessore di 4 mm, questa frequenza critica corrisponde indicativamente a 3000 Hz. Per massimizzare l’effetto fono-isolante su tutta la gamma dello spettro, è preferibile lavorare con vetrate asimmetriche, in modo da compensare il più possibile l’effetto fono-isolante ed avere un comportamento il più possibile omogeneo su tutto lo spettro delle frequenze.
Inoltre per migliorare il comportamento acustico, esistono vetrate stratificate costituite da due lastre di vetro float con interposta una lamina di PVB con caratteristiche acustiche.
Complessivamente si ottiene un buon comportamento, soprattutto alle alte frequenze come si nota dall’immagine riportata in figura, mentre alle basse frequenze resta un buco incolmabile, dovuto alle modeste dimensioni complessive della vetrocamera rispetto alla lunghezza d’onda di un suono a bassa frequenza.
Per quanto riguarda il profilo possiamo anche qui osservare come la caratteristica che condiziona la prestazione sia la massa.
Un infisso pesante, magari costituito da diversi materiali che possono avvicendarsi nello spessore, assicura di certo un buon comportamento contro il rumore. Dunque un infisso in alluminio a taglio termico darà di certo alte prestazioni. Altri sistemi sfruttano caratteristiche diverse raggiungendo comunque buoni risultati. È il caso del PVC dove la caratteristica che influenza il comportamento, più che la massa, è rappresentata dall’avvicendarsi di molte camere che danno complessivamente un buon effetto di attenuazione dell’onda di pressione.
Nel caso del legno si osserva solo come il legno duro abbia caratteristiche migliori del legno tenero in ragione del maggior peso specifico del materiale e come l’attenuazione acustica in questo caso lavori sullo spessore del profilo e del telaio.
Questi effetti positivi possono essere vanificati totalmente se non si fa attenzione alla tenuta all’aria del serramento. Come abbiamo spiegato, l’evento sonoro è un fenomeno oscillatorio che si propaga nell’aria come onda di pressione. Se la parte apribile del serramento non assicura una ottima tenuta all’aria l’effetto complessivo di vetrocamera e telaio risulterà completamente vanificato.
Un indice che può dare informazioni su questo comportamento è il numero di guarnizioni utilizzate nel profilo di battuta. Un profilo con 3 guarnizioni può potenzialmente assicurare una ottima tenuta all’aria, ma diventa determinante una corretta posa in opera con una registrazione attenta e minuziosa. Una piccola apertura può vanificare tutti gli sforzi che si fanno per costruire un buon serramento, e questo vale anche di più quando si parla di posa in opera.
Il sistema tecnologico di attacco del serramento al paramento murario non è attualmente da certificare e quindi viene lasciato in secondo piano.
Le scelte sulla posa in opera vengono spesso demandate al montatore che procede in base alla sua esperienza, utilizzando i materiali che gli sono famigliari.
Un infisso che voglia garantire in opera le prestazioni teorizzate con l’assemblaggio di sistemi altamente performanti dovrebbe prevedere istruzioni di posa dettagliate, con la specifica dei materiali da usare ed il dettaglio di come procedere nel loro impiego.
Fornire istruzioni dettagliate è una garanzia per chi produce il serramento e rappresenta una ulteriore arma per tutelarsi contro il rischio di contestazioni.
In questo modo siamo in grado di ottenere infissi con potere fono-isolante di tutto rispetto, paragonabili a quelli di una parete opaca, con elevati livelli di comfort.
 

Gli infissi e l’orecchio umano, accoppiata vincente

Osservando un report di una prova si nota che, nonostante tutti gli sforzi, permane un grosso buco alle basse frequenze (vedi il rumore del traffico stradale).
In questi casi abbiamo poco da fare, il vantaggio è che, per sua naturale conformazione, l’orecchio umano è più sordo a quelle frequenze e provvede autonomamente ad attenuarne il livello sonoro. Tale osservazione ci fa capire che non vale la pena andare a migliorare questa caratteristica perché l’obiettivo finale è, e resta sempre, il comfort umano negli ambienti interni.
Si capisce quindi che, quando non sia necessario per esigenze reali, è davvero inutile andare a cercare la performance a tutti i costi.
Bisognerebbe ricordarlo a chi richiede elevate prestazioni, per esigenze puramente normative, di isolamento in facciata su scuole o abitazioni poste in ambienti residenziali o rurali; a chi, in nome di ingiustificati coefficienti di sicurezza chiede 1 o 2 dB in più rispetto al richiesto (incremento di 3 dB corrisponde al raddoppio di potenza sonora); a quei serramentisti o sistemisti, che si preoccupano di ottenere prestazioni da record senza ricordarsi che dovranno fare i conti con la realtà di cantiere per assicurare una corretta posa in opera.
Per rispondere alle esigenze acustiche in maniera corretta bisognerebbe avere una buona conoscenza dei fenomeni fisici, delle soluzioni tecniche e dei mezzi che si hanno a disposizione.