Silenzio in aula

Il decreto D.P.C.M. 5/12/1997 fissa i valori limite dei requisiti acustici passivi che caratterizzano la prestazione acustica di un edificio nei confronti del rumore esterno (isolamento acustico di facciata) e del rumore interno (potere fonoisolante, livello di pressione sonora di calpestio, livello sonoro degli impianti):


Nella TAB.1 sono stati evidenziati i valori limite per gli edifici scolastici. Il D.P.C.M richiede che tali requisiti siano rispettati in opera, quindi ad edificio ultimato.
Un altro criterio particolarmente significativo per gli edifici scolastici è il tempo di riverberazione che quantifica la permanenza di una coda sonora nell'ambiente, con tutte le sue implicazioni sull'intelligibilità del parlato. In tema di tempo di riverberazione si rimanda alla Circolare del Ministero dei Lavori Pubblici n.3150 del 22/05/1967 riguardante gli edifici scolastici.


Tempo di riverberazione
Il tempo di riverberazione quantifica la "coda sonora" che permane all'interno di un ambiente anche dopo l'interruzione dell'emissione della energia sonora di una sorgente. La riverberazione è causata dalle riflessioni multiple su pareti, pavimento e soffitto che le onde sonore subiscono una volta disattivata la sorgente del rumore: essa dipende dalla geometria dell'ambiente, dalle caratteristiche fonoassorbenti delle pareti/solai e dagli oggetti in esso contenuti.
Il calcolo previsionale del tempo di riverberazione utilizza la formula di Sabine che stima il T₆₀, cioè l'intervallo di tempo tra il momento in cui la sorgente sonora viene spenta ed il momento in cui il livello sonoro nell'ambiente si riduce di 60 dB:

T₆₀ = 0,161 V/A  s  [1]

in cui:


L'area di assorbimento acustico è pari a:
A = α S  m²  [1.a]

in cui:

La legislazione nazionale per le aule scolastiche richiede che la media dei tempi di riverberazione misurati alle frequenze di 250 | 500 | 1000 | 2000 Hz, ad aula arredata e non occupata, non superi 1,2 s.

Livello di rumore all'esterno
L'isolamento acustico di facciata è il requisito acustico passivo che il D.P.C.M. 5/12/1997 riserva al controllo del rumore proveniente dall'esterno di un'aula scolastica. Come indicato nella norma UNI EN ISO 16283-3:

D_2m,nT = L_1,2m – L₂ + 10log(T/T₀)  dB  [2]

in cui:

Le misure vengono eseguite per bande di frequenza di ottava o di un terzo di ottava ed possibile passare dai valori in frequenza all'indice di valutazione D_2m,nT,w mediante il metodo descritto nella norma UNI 717-1.
Dal punto di vista del calcolo previsionale l'isolamento acustico di facciata si stima come descritto nella norma UNI EN ISO 12354-3:2017:

D_2m,nT,w = R'_w + ΔL_fs + 10log(V/6T₀S)  dB  [3]

in cui:

Per le scuole il D.P.C.M. 5/12/1997 indica un valore minimo di 48 dB per il requisito di facciata D_2m,nT,w: si tratta di un limite sicuramente molto restrittivo soprattutto perché prescinde totalmente dal clima acustico dell'area in cui è presente l'edificio scolastico.

Isolamento acustico tra partizioni interne
In un edificio scolastico troviamo partizioni interne verticali e orizzontali che separano le aule e gli altri ambienti scolastici.
Per verificare l'isolamento di una partizione il D.P.C.M. 5/12/1997 utilizza il potere fonoisolante R'_w specificando però che esso deve essere verificato per le partizioni che separano due unità immobiliari distinte. La suddetta affermazione ha creato non poche perplessità per la sua applicazione nei confronti delle partizioni che separano due aule scolastiche in quanto è difficile considerarle come unità immobiliari distinte.
L'interpretazione più diffusa è quindi che il D.P.C.M. 5/12/1997 non debba essere applicato per le partizioni tra aule scolastiche; nell'Appendice A della norma UNI 11367 "Valori di riferimento per i requisiti acustici di ospedali e scuole" sono introdotti due indici che riguardano le partizioni tra ambienti appartenenti alla stessa unità immobiliare (come le aule scolastiche appunto):


L'isolamento D_nT è misurato come indicato nella norma UNI EN ISO 16283-1:

D_nT = L₁ – L₂ + 10log(T/T₀)  dB  [4]

in cui:

Le misure vengono eseguite per bande di frequenza di ottava o di un terzo di ottava ed è possibile passare dai valori in frequenza all'indice di valutazione D_nT,w mediante il metodo descritto nella norma UNI 717-1.

Per il calcolo previsionale la norma di riferimento è la UNI EN ISO 12354-1:2017 che contiene un modello di calcolo per stimare il potere fonoisolante R'w dell'elemento di separazione tra due ambienti a partire dalle prestazioni acustiche di laboratorio degli elementi strutturali coinvolti:
in cui:

Gli indici di valutazione del potere fonoisolante per i vari percorsi possono essere stimati medianti le seguenti relazioni:
in cui:

Sulla base dell'indice R'_w si determina poi l'indice DnTw con la formula seguente:
D_nTw = R'_W + 10log(0,16V/T₀ S_S)  dB  [6]

Livello di pressione sonora di calpestio
Il livello di pressione sonora di calpestio è il requisito acustico passivo che il D.P.C.M. 5/12/1997 riserva al controllo del rumore impattivo proveniente dall'esterno di un'aula scolastica. Esso è misurato come indicato nella norma UNI EN ISO 16283-2:
L'_n = L_i + 10log(A/A₀  dB  [7]

in cui:

Le misure vengono eseguite per bande di frequenza di ottava o di un terzo di ottava ed è possibile passare dai valori in frequenza all'indice di valutazione L'_nw mediante il metodo descritto nella norma UNI 717-2.

Dal punto di vista del calcolo previsionale la norma di riferimento è la UNI EN ISO 12354-2:2017 che prevede un calcolo basato sui percorsi di trasmissione del suono, analogamente a quanto già visto per il potere fonoisolante R'_w:
per ambienti sovrapposti:
e per ambienti affiancati: in cui:

Per il percorso diretto si ha:
L_n,d,w = L_n,eq,0,w - ΔL_W - ΔL_d,W  dB  [10]

in cui:

Per i percorsi laterali invece:
in cui:

Negli edifici scolastici la legge indica un valore limite massimo per L'_nw pari a 58 dB: il decreto non si riferisce ai solai posti tra due diverse unità immobiliari e quindi è applicabile anche tra due ambienti scolastici.

Livello di rumore all'interno dovuto agli impianti
Il D.P.C.M. 5/12/1997 richiede per gli impianti il rispetto in opera dei seguenti livelli sonori:

• livello sonoro immesso da impianti a funzionamento continuo L_Aeq
• livello sonoro immesso da impianti a funzionamento discontinuo L_ASmax

Per impianti a funzionamento continuo si intendono impianti di riscaldamento, di climatizzazione, di ricambio d'aria, ecc..; per impianti a funzionamento discontinuo, ovvero con un funzionamento non costante tempo, si intendono impianti sanitari, ascensori, montacarichi, ecc…
La norma tecnica di riferimento per la misurazione opera del livello di pressione sonora di impianti tecnici negli edifici è la UNI EN 16032:2005.
Dal punto di vista previsionale di solito si preferisce fornire delle indicazioni sulla posa in opera preventiva di accorgimenti quali rivestimenti esterni che aumentino la massa dei condotti, supporti antivibranti, silenziatori per le bocchette di aerazione.
Negli edifici scolastici è importante distribuire correttamente gli ambienti: i locali tecnici "rumorosi" dovrebbero essere separati dagli ambienti più sensibili adibiti alla permanenza di persone.
Per quanto riguarda i livelli massimi di rumorosità degli impianti nelle scuole la normativa italiana individua 35 dB per L_ASmax e 25 dB per L_Aeq.

Per una buona progettazione acustica delle scuole ci si può muovere su più fronti:

• innanzitutto ubicare l'edificio in un contesto acusticamente adeguato, lontano da elementi che possono arrecare disturbo: infrastrutture stradali, ferroviarie, aeroportuali, industrie, ecc…
• limitare la rumorosità degli impianti
• limitare i rumori provenienti dall'esterno con un adeguato isolamento di facciata
• limitare i rumori generati all'interno dell'aula con un adeguato isolamento delle partizioni interne
• assicurare valori adeguati del tempo di riverberazione dell'aula scolastica mediante l'applicazione di pannelli e controsoffitti fonoassorbenti

Di seguito esaminiamo quali sono le soluzioni progettuali più opportune per garantire gli ultimi tre punti in elenco.

Controllo del rumore esterno
Il parametro acustico su cui agire per il controllo del rumore esterno è l'isolamento acustico di facciata.
Per migliorare l'isolamento di facciata occorre innanzitutto agire sul potere fonoisolante dei suoi componenti (parete e serramenti) e sull'isolamento acustico di eventuali piccoli elementi (bocchette d'aria e cassonetti). Una particolare attenzione va riservata ai componenti vetrati, che di solito sono il punto debole della facciata.

Controllo del rumore interno
Per ridurre il rumore generato dagli ambienti adiacenti si interviene sul potere fonoisolante delle partizioni interne (orizzontali e verticali):

• contropareti/controsoffitti
• pavimenti galleggianti

Il pavimento galleggiante è un tipico intervento di correzione acustica che coinvolge un solaio: consiste nel realizzare, mediante la posa di uno strato di materiale resiliente, una "vasca" perfettamente isolata rispetto alle strutture portanti dell'edificio e che impedisce la trasmissione delle vibrazioni. Questo intervento permette sia di migliorare il fonoisolamento del solaio ai rumori aerei sia di attenuare la trasmissione di rumori impattivi.

Correzione del tempo di riverberazione
Per contenere l'eccessiva riverberazione del suono in un'aula scolastica si applicano di solito materiali con diverse caratteristiche, in grado di far ottenere tempi di riverberazione adeguati sull'intero spettro di frequenze di interesse.
Di solito i trattamenti acustici in un'aula scolastica prevedono:

• parete di fondo: applicazione pannelli fonoassorbenti
• pareti laterali: applicazione pannelli fonoassorbenti
• soffitto: applicazione controsoffitto con materiale fonoassorbente
• soffitto: applicazione sopra la cattedra dell'insegnante di un pannello di materiale riflettente

Nelle figure seguenti sono schematizzati due possibili soluzioni di correzione acustica di un'aula scolastica.