CAPITOLO 8 Rispetto dei requisiti tecnici e ambientali

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CAPITOLO 8

Rispetto dei requisiti tecnici e ambientali

8.1 Fruibilità

Come scritto nel paragrafo 5.3.2 - Fruibilità del Capitolo 5 - Edilizia archivistica e bibliotecaria, nelle strutture destinate ad attività sociali come quelle scolastiche, sanitarie, assistenziali, culturali e sportive, devono essere rispettate quelle prescrizioni, atte a garantire il requisito di accessibilità. Per “accessibilità” si intende il più alto livello di utilizzazione dello spazio costruito, cioè la possibilità, anche per persone con ridotta o impedita capacità motoria o sensoriale, di raggiungere l'edificio e le sue singole unità immobiliari, di entrarvi agevolmente e di fruirne spazi e attrezzature in condizioni di adeguata sicurezza e autonomia. Deve essere garantita:

- per i percorsi esterni e le parti comuni di tutti gli edifici;

- per gli ambienti destinati ad attività sociali (come quelle scolastiche, sanitarie, culturali, sportive), eccetera.

Nelle strutture destinate ad attività sociali e limitatamente ai servizi igienici, il requisito si intende soddisfatto se almeno un servizio igienico per ogni livello utile dell'edificio, è accessibile alla persona su sedia a rotelle.

Date le funzioni svolte all’interno dell’edifico particolare attenzione è stata posta nello studio di percorsi, il più possibile planari e lineari, così da favorire non solo l’accessibilità dell’utenza, ma soprattutto per agevolare gli spostamenti degli addetti tra i laboratori, i depositi e gli spazi aperti al pubblico, e la movimentazione dei libri e dei vari documenti, talvolta da effettuare con pesanti e ingombranti carrelli; la progettazione della fruibilità degli spazi va di pari passo quindi con l’attenzione per il rispetto dei requisiti di sicurezza dei luoghi di lavoro.

E’ stato fatto riferimento:

- al Decreto del Presidente della Giunta Regionale numero 41/R del 29 luglio 2009, Norme per il governo del territorio in materia di barriere architettoniche”;

- al D.L. numero 81 del 9 aprile 2008 “Testo unico in materia di salute e sicurezza nei luoghi di lavoro”, Allegato IV, “Requisiti dei luoghi di lavoro”;

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- agli “Indirizzi Tecnici di igiene edilizia per i locali e gli ambienti di lavoro” del 2003 della Giunta Regionale della Regione Toscana.

REQUISITI DIMENSIONALI SERVIZI IGIENICI

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8.2 Sicurezza antincendio

Come precedentemente illustrato (Capitolo 5 - Edilizia archivistica e bibliotecaria,

paragrafo 5.2.4 - Sicurezza antincendio), in Italia c’è un’ampia normativa sulla

sicurezza antincendio costituita sia da una legislazione specifica destinata ad edifici che contengono biblioteche ed archivi, (come il Decreto del Presidente della Repubblica n. 418 del 30 giugno 1995, “Regolamento concernente norme di sicurezza antincendio per gli edifici di interesse storico artistico destinati a biblioteche ed Archivi”), sia da altre norme, di carattere generale, ma comunque utili per la progettazione di spazi pubblici, come per esempio il Decreto Ministeriale del 10 marzo 1998, “Criteri generali di sicurezza antincendio e per la gestione dell’emergenza nei luoghi di lavoro” che fornisce anche specifiche indicazioni per le vie di esodo, o il Decreto Ministeriale del 10 marzo 2005, “Requisiti di reazione al fuoco dei prodotti da costruzione”, dove vengono individuate le classi di reazione al fuoco dei materiali edili, eccetera.

Facendo riferimento a queste norme è stato quindi possibile considerare già nelle prime fasi della progettazione, alcuni aspetti che riguardano la sicurezza antincendio che inevitabilmente si integrano con il progetto architettonico.

E’ stata quindi focalizzata l’attenzione su questi aspetti: - l’accesso all’area da parte dei Vigili del fuoco;

- il dimensionamento e la disposizione delle vie di esodo;

- l’utilizzo di materiali con classe di reazione al fuoco richiesta e strutture di resistenza al fuoco adeguata;

- l’utilizzo di sistemi di spegnimento automatici.

Gli accessi all'area devono avere questi requisiti minimi:

larghezza: 3,50 m; altezza libera: 4,00 m; raggio di volta: 13,00 m; pendenza: non superiore al 10%; resistenza al carico: >= 20 tonnellate.

Poiché l’edificio ha un’altezza antincendio di circa 17 m e una superficie di competenza per ogni scala di piano inferiore ai 200 mq, la legge non prevede nessun tipo di prescrizione per tipologia di vani scala e vani ascensori e le caratteristiche di resistenza al fuoco dei vani scale e ascensore, filtri, porte, elementi di suddivisione tra i compartimenti devono essere almeno REI 60.

Per gli edifici di questo tipo deve essere assicurata la possibilità di accostamento delle autoscale dei vigili del fuoco, almeno ad una qualsiasi finestra o balcone di ogni piano.

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ACCESSO ALL’AREA

Gli ambienti per sala di consultazione e lettura, come tutti gli altri ambienti di lavoro, devono essere provvisti di un sistema organizzato di vie di uscita per il deflusso rapido ed ordinato degli occupanti verso spazi scoperti o luoghi sicuri in caso di incendio o di pericolo di altra natura.

A tal fine deve essere realizzato il percorso più breve per raggiungere le uscite; tale percorso deve avere in ogni punto larghezza non inferiore a 0,90 m, essere privo di ostacoli, segnalato con cartelli.

I percorsi di esodo di lunghezza non superiore a 30 m, devono essere dimensionati, in funzione del massimo affollamento, per una capacità di deflusso non superiore a sessanta persone.

Il conteggio delle uscite può essere effettuato sommando la larghezza di tutte le porte (di larghezza non inferiore a 0,90 m) che immettono su spazio scoperto o luogo sicuro. La misurazione della larghezza delle uscite va eseguita nel punto più stretto dell'uscita. La lunghezza delle uscite di piano L si misura in metri e si calcola con la seguente formula L (metri) = A/50 x 0,60, dove:

- “A” rappresenta il numero delle persone presenti al piano (affollamento);

per le scale A* = affollamento previsto in due piani contigui, a partire dal 1° piano f.t., con riferimento a quelli aventi maggior affollamento;

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- il valore 0,60 costituisce la larghezza (espressa in metri) sufficiente al transito di una persona (modulo unitario di passaggio);

- 50 indica il numero massimo delle persone che possono defluire attraverso un modulo unitario di passaggio tenendo conto del tempo di evacuazione.

Per quanto riguarda le vie di esodo, un predimensionamento effettuato secondo le indicazioni da normativa, ha permesso di stabilire il numero di uscite di sicurezza e la lunghezza dei percorsi per raggiungerle, nelle varie aree dell’edificio.

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Deve essere prevista l'installazione di un estintore portatile con capacità estinguenti non inferiore a 13 A ogni 150 mq di superficie di pavimento S; gli estintori debbono essere disposti in posizione ben visibile, segnalata e di facile accesso. Quindi, per il calcolo del numero di estintori usiamo questa formula, Numero estintori = S/150.

Vengono scelti quindi estintori portatili di tipologia 34A/144B con copertura, per rischio medio, di 150 mq.

PIANO TERRA: Superficie pavimentata di circa 3400 mq → 23 estintori SOPPALCO: Superficie pavimentata di circa 736 mq → 5 estintori PIANO PRIMO: Superficie pavimentata di circa 160 mq → 2 estintori PIANO SECONDO: Superficie pavimentata di circa 160 mq → 2 estintori

L'impianto idrico antincendio deve essere realizzato da una rete, possibilmente chiusa ad anello, dotata di attacchi UNI 45 utilizzabili per il collegamento di manichette flessibili o da naspi. Gli idranti di regola debbono essere collocati ad ogni piano in prossimità degli accessi, delle scale, delle uscite, dei locali a rischio e dei depositi; la loro ubicazione deve comunque consentire di poter intervenire in ogni ambiente dell'attività.

Deve essere inoltre prevista una rete di idranti UNI 70 esterna al fabbricato. In prossimità dell'ingresso principale in posizione segnalata e facilmente accessibile dai mezzi di soccorso dei vigili del fuoco deve essere installato un attacco di mandata per autopompe.

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Nel decreto D.M. 10 marzo 2005 “Requisiti di reazione al fuoco dei prodotti da costruzione”, si individuano le classi di reazione al fuoco dei materiali edili e si evince che lungo le vie di esodo possono essere impiegati esclusivamente prodotti di limitata "euroclasse":

- a PARETE (A2-s1, d0), (A2-s2, d0), (A2-s1,d1), (B-s1, d1), (B-s2, d0), (B-s2, d1) - a PAVIMENTO (A2fl-s1), (Bfl-s1)

- a SOFFITTO (A2-s1, d0), (A2-s2, d0), (B-s1, d0), (B-s2, d0) Nel progetto quindi troviamo:

- le PARETI perimetrali in mattoni intonacati classe A1 e interne in gesso-fibra intonacato classe A2-s1, d0

- il CONTROSOFFITTO in pannelli fonoassorbenti classe 1 (DM 26/6/84) o in gesso-fibra classe A2-s1, d0

- il PAVIMENTO in cemento-resina classe Bfl-s1. MATERIALI ANTINCENDIO

Inoltre nei depositi il materiale ivi conservato deve essere posizionato all'interno del locale in scaffali e/o contenitori metallici consentendo passaggi liberi non inferiori a 0,90 m tra i materiali ivi depositati. Le comunicazioni tra questi locali ed il resto dell'edificio debbono avvenire tramite porte REI 120 munite di congegno di autochiusura.

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8.3 Benessere termoigrometrico

Gli elementi da tenere in considerazione per garantire le condizioni di benessere termoigrometrico sono svariati (vedi Capitolo 5 - Edilizia archivistica e bibliotecaria,

paragrafo5.2.1 - Benessere termoigrometrico):

- la caratterizzazione del microclima interno attraverso parametri fondamentali

come Temperatura dell’aria, velocità dell’aria Va, Umidità relativa UR, ecc.;

- il controllo del fattore solare, per consentire un adeguato ingresso di energia termica raggiante attraverso superfici trasparenti;

- l’isolamento termico, per assicurare una opportuna resistenza al passaggio di calore attraverso superfici opache e trasparenti (trasmittanza termica U e trasmittanza termica dinamica Yie);

- il controllo dell’inerzia termica dell’involucro edilizio al fine di attenuare entro opportuni valori l’ampiezza di oscillazione della temperatura ed a ritardarne di un’opportuna entità gli effetti (Coefficiente di Attenuazione fa e Sfasamento S); - il controllo della condensazione, per evitare la formazione della condensa sulla superficie degli elementi e/o al loro interno (controllo del diagramma di Glaser).

In generale, in questa progettazione che di fatto è preliminare, è stata prestata attenzione non tanto all’aspetto impiantistico, che permette un controllo diretto dei parametri caratterizzanti il microclima interno, piuttosto a quegli accorgimenti, definiti passivi, che considerano l’involucro edilizio come elemento dinamico di mediazione tra ambiente esterno e interno. Ciò influisce direttamente sulla progettazione architettonica:

- tenendo presente il percorso del sole, tramite la carta solare, è stato tenuto sotto controllo l’irraggiamento solare diretto con interventi quali schermature orizzontali mobili presso le aperture vetrate sul prospetto sud, tende presso i lucernari a lanterna sulle coperture, schermature verticali, utilizzando quindi il verde a fini decorativi e microclimatici, presso il prospetto ovest con essenze decidue a 2 metri dalla facciata che oltre a garantire l’ombreggiamento estivo, favoriscono la captazione solare invernale, (per l’analisi della carta del sole vedi paragrafo 8.3 - Benessere luminoso);

- distribuzione e conformazione delle aperture e dei lucernai per favorire la circolazione naturale dell’aria; le aperture a vasistas delle vetrate, disposte lungo tutto il perimetro dell’edificio, permettono all’aria esterna di entrare

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nell’edificio, questa scaldandosi sale ed esce dai lucernari a lanterna disposti presso la copertura, richiamando all’interno aria di rinnovo;

RICAMBIO D’ARIA NATURALE

- uso di tecniche costruttive e materiali ad alto isolamento termico come cappotto esterno per la muratura perimetrale esistente e nuova copertura coibentata e ventilata; nel caso delle superfici vetrate, molto ampie e numerose, vengono impiegati vetri ad elevate prestazioni come doppi vetri con strato basso emissivo.

Per quanto riguarda quest’ultimo aspetto, in via preliminare sono stati quindi analizzati alcuni parametri; comunque sia, per la valutazione del benessere termoigrometrico bisogna innanzitutto far riferimento ai dati climatici del sito dove si sviluppa il progetto:

Per quanto riguardo l’isolamento termico e quindi problemi prettamente invernali, nel caso di costruzione di nuovi edifici o di ristrutturazione di edifici esistenti il decreto D.L del 29 dicembre 2006 n.311 "Disposizioni correttive ed integrative al decreto legislativo 19 agosto 2005, n. 192, recante attuazione della direttiva 2002/91/CE, relativa al rendimento energetico nell'edilizia", prescrive:

- la verifica dell'efficienza degli impianti di riscaldamento e del fabbisogno di energia primaria (EPi, Indice di prestazione energetica),

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- la verifica del calore disperso per trasmissione attraverso le superfici considerando i valori della trasmittanza delle superfici disperdenti cioè la trasmittanza termica U (W/m²K) delle strutture opache e trasparenti, sia verticali che inclinate, valori differenziati in relazione alla zona climatica di appartenenza dell'edificio.

A questo scopo il territorio nazionale è classificato in zone climatiche che sono

indipendenti dalla localizzazione geografica ma che sono legate alla loro temperatura1;

la località di Livorno è in zona climatica D. La classificazione è legata al contenimento dei consumi di energia degli impianti termici di riscaldamento in base al periodo dell'anno ed il numero massimo di ore giornaliere in cui è consentita l'accensione degli impianti. L'unità di misura utilizzata per identificare la zona climatica di appartenenza di ciascun Comune è il grado-giorno che equivale alla somma (riferita al periodo di riscaldamento) delle differenze giornaliere tra la temperatura media esterna giornaliera e la temperatura ambiente di 20 gradi. Più alto è il valore dei gradi-giorno più il clima è

rigido e quindi più basso dovrà essere il valore della trasmittanza termica U2.

Il valore di U calcolato deve essere confrontato con i valori limiti fissati dalla normativa vigente in materia di risparmio energetico.

VALORI LIMITE DELLA TRASMITTANZA TERMICA U IN W/m²K, dal 1 GENNAIO 2010

Per quanto riguarda invece il problema estivo, il D.L 311/2006, fornisce solo vaghe indicazioni:

- nelle zone climatiche A, B, C, D, E è richiesto che la massa superficiale Ms

delle chiusure opache verticali, orizzontali e inclinate sia superiore a 230 kg/m2,

laddove il valore medio mensile dell'irradianza sul piano orizzontale Im,s, nel

1 _{Suddivisione in zone climatiche come da D.P.R. del 26 agosto 1993 n. 412 e successive modificazioni.} 2

Le norme tecniche di riferimento per il calcolo della trasmittanza termica U sono: UNI 10351 “Materiali da costruzione. Conduttività termica e permeabilità al vapore”; UNI 10355 “Murature e solai. Valore della resistenza termica e metodo di calcolo”;

UNI EN ISO 6946 “Componenti ed elementi per l’edilizia. Resistenza termica e trasmittanza termica. Metodo di calcolo”.

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mese di massima insolazione, sia maggiore o uguale a 230 W/m2; soluzioni

dotate di massa capacitiva garantiscono l'inerzia termica, che può comportare vantaggi, soprattutto in estate;

- impone la presenza di schermature, fisse o mobili, allo scopo di ridurre l'apporto di calore per irraggiamento solare attraverso le superfici vetrate durante l'estate, poste all'esterno o all'interno dell'elemento finestrato.

E’ con il D.P.R n.59 del 2009 e il D.M del 26 giugno 2009 “Linee guida nazionali per la certificazione energetica”, che si introducono nuovi parametri per il controllo dell’inerzia termica: è necessario che l’involucro edilizio risponda a determinati valori

della Trasmittanza termica periodica Yie (W/m2K), di sfasamento S (h) e del

Coefficiente di attenuazione Fa (adimensionale).

Nell’articolo 2 del D.P.R n.59 si definisce la Trasmittanza termica periodica Yie (W/m²K), come “il parametro che valuta la capacità di una parete opaca di sfasare ed attenuare il flusso termico che la attraversa nell’arco delle 24 ore, definita e determinata secondo la norma UNI EN ISO 13786:2008 e successivi aggiornamenti”. Questa deve essere valutata nel caso di edifici di nuova costruzione e nel caso di ristrutturazioni totali di edifici esistenti, in tutte le zone climatiche ad esclusione della F, per le località nelle quali il valore medio mensile dell’irradianza sul piano orizzontale, nel mese di massima insolazione estiva, Im,s, sia maggiore o uguale a 290 W/m².

Per quanto riguarda le pareti verticali opache con l’eccezione di quelle comprese nel quadrante nord-ovest, nord, nord-est, deve essere verificata una delle due condizioni:

- il valore della massa superficiale Ms sia superiore a 230 kg/m2;

- il valore del modulo della trasmittanza termica periodica Yie sia inferiore a

0,12 W/m2K.

Per quanto riguarda le pareti opache orizzontali ed inclinate si deve verificare che: - il valore del modulo della trasmittanza termica periodica Yie sia inferiore a

0,20 W/m2K.

Nel D.P.R n.59 del 2009 all’articolo 17, si indica inoltre l’obbligo di effettuare il

controllo del rischio di condensa3: “si procede alla verifica dell'assenza di

condensazioni superficiali e che le condensazioni interstiziali delle pareti opache siano limitate alla quantità rievaporabile, conformemente alla normativa tecnica vigente.”

3 _{Le norme tecniche di riferimento per la valutazione del rischio di condensa superficiale e interstiziale sono:}

UNI EN ISO 13788 “Prestazione igrotermica dei componenti e degli elementi per edilizia. Temperatura superficiale interna per evitare l'umidità superficiale critica e condensazione interstiziale. Metodo di calcolo.”

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Il discorso è stato ripreso anche nel D.M del 26 giugno 2009 al paragrafo 6.2 per cui “si

può procedere alla determinazione di due parametri qualitativi4:

- il fattore di attenuazione o fattore di decremento fa (adimensionale), che indica il rapporto tra il modulo della trasmittanza termica dinamica e la trasmittanza termica in condizioni stazionarie;

- lo sfasamento S (h), che indica il ritardo temporale tra il massimo del flusso termico entrante nell’ambiente interno ed il massimo della temperatura dell’ambiente esterno.

Sulla base dei valori assunti da tali parametri si definisce la seguente classificazione valida per tutte le destinazioni d’uso e nei casi in cui le coppie di parametri caratterizzanti l’edificio non rientrano coerentemente negli intervalli fissati in tabella, per la classificazione prevale il valore dello sfasamento.

Sfasamento

(ore) Attenuazione Prestazioni

Qualità prestazionale S > 12 Fa<0,15 ottime I 12 ≥ S > 10 0,15≤ Fa <0,30 buone II 10 ≥S > 8 0,30≤ Fa <0,40 medie III 8 ≥S > 6 0,40≤ Fa <0,60 sufficienti IV 6≥S 0,60≤ Fa mediocri V

Il requisito si intende soddisfatto se ogni componente opaco dell’edificio raggiunge una classe di prestazione non inferiore alla III.

Si è proceduto alla valutazione di questi parametri tramite software e fogli di calcolo5

che si basano sulla normativa tecnica vigente sopramenzionata; in questo modo, già dalla fasi preliminari della progettazione, è possibile un controllo preliminare dell’efficienza delle pareti e delle coperture che andranno a costituire l’involucro edilizio e, intervenire, in sede progettuale, modificando eventuali scelte non idonee.

4

Le norme tecniche di riferimento per la valutazione dei suddetti parametri sono:

UNI EN ISO 13786 “Prestazione termica dei componenti per edilizia. Caratteristiche termiche dinamiche. Metodi di calcolo.”

5 _{Per il calcolo della trasmittanza termica U e Uw sono stati usati i metodi di calcolo secondo UNI EN ISO 6946; per}

la valutazione delle prestazioni estive il “Foglio di Calcolo excel UNI EN ISO 13786 da www.mygreenbuildings.org” (metodo dei parametri qualitativi DM 26 giugno 2009); per la valutazione dei problemi di condensa il “software WinPar 2.5 realizzato da CR SOFT s.r.l. per il consorzio POROTON® Italia” (valutazione dei diagrammi di Glaser per i mesi invernali).

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COMPONENTI DELL’INVOLUCRO EDILIZIO6

PARETE ESTERNA

Trasmittanza U (W/m2K) = 0,282 → VERIFICATO

Trasmittanza termica periodica Yie (W/m2K) = 0,002 → VERIFICATO Sfasamento S (h) = 22,95

Coefficiente di attenuazione fa (adim.) = 0,006 Assenza di condensa interstiziale

COPERTURA

Trasmittanza U (W/m2K) = 0,248 → VERIFICATO

Trasmittanza termica periodica Yie (W/m2K) = 0,107 → VERIFICATO Sfasamento S (h) = 8,94

Coefficiente di attenuazione fa (adim.) = 0,433 Assenza di condensa interstiziale

6

Per calcoli e analisi relativi vedi paragrafi successivi 8.5.1 e 8.5.2.

}

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VETRI BASSO EMISSIVI

Trasmittanza termica Uw = 0,78-1,0 W/m2K (da produttore7) → VERIFICATO

La vetrata A è costituita da un triplo vetro basso-emissivo da 40 mm con telaio in PVC-alluminio per assicurare ottime prestazioni termoisolanti: Uf 0,92 W/m²K, Uw 0,78 W/m²K, Ug 0,6 W/m²K. I distanziali vetro ad elevato isolamento termico e l'incollaggio perimetrale del vetrocamera al profilo dell'anta è garanzia di elevata stabilità.

DATI TECNICI: VALORI DI ISOLAMENTO TERMICO Nodo telaio - anta Uf 0,92 W/m²K

Trasmittanza termica unitaria Uw da 0,78 a 1,0 W/m²K, a seconda del tipo di vetro usato VALORI DI ISOLAMENTO ACUSTICO

Finestra complessiva Rw da 32 a 39 dB, a seconda del tipo di vetro impiegato VETRI MULTIFUNZIONALI

Triplo vetro basso-emissivo 40 mm, Ug 0,6 W/m²K, vetro standard Triplo vetro riflettente 40 mm, Ug 0,6 W/m²K

Tutte le vetrature possono essere combinate a vetro accoppiato di sicurezza, Ug 0,7-0,9 W/m²K.

La vetrata B, da disporre lungo il prospetto sud dell’edificio, è costituita da tripli vetri con profili pluricamera in PVC isolanti che permettono di raggiungere elevati valori di isolamento termico: Uw 1,0 W/m²K a veneziana aperta, Uw, 0,91 W/m²K a veneziana chiusa. La struttura a sandwich con ampie intercapedini fra le singole lastre di vetro, l'impiego di molteplici guarnizioni e la terza lastra di vetro, montata sull'anta accoppiata esterna (4:18-6 vetro interno e 6mm vetro esterno), assicurano un ottimo isolamento acustico fino a 46 dB. La veneziana integrata permette di regolare individualmente l'incidenza di luce e calore dalle finestre.

DATI TECNICI: VALORI DI ISOLAMENTO TERMICO

Trasmittanza termica unitaria Uw 1,0 W/m²K, veneziana aperta Trasmittanza termica unitaria Uw 0,91 W/m²K, veneziana chiusa VALORI DI ISOLAMENTO ACUSTICO

Finestra complessiva Rw da 44 a 46 dB, a seconda del tipo di vetro impiegato VETRI MULTIFUNZIONALI

Doppio vetro basso-emissivo, 28 mm, Ug 1,1 W/m²K, vetro standard

7

Dati tratti da www.Finstral.it

255 8.3.1 Calcolo della trasmittanza termica

Secondo UNI EN ISO 6946 “Componenti ed elementi per l’edilizia. Resistenza termica

e trasmittanza termica. Metodo di calcolo”, la trasmittanza termica U (W/m2K) indica la

quantità di calore che viene dispersa da un metro quadrato di involucro dell’edificio ed è definita dall’inverso della somma delle resistenze termiche R degli strati che costituiscono la chiusura:

U = 1/ Rtot

La resistenza termica complessiva Rtot di una chiusura opaca viene calcolata come somma delle singole resistenze termiche degli strati omogenei che la compongono unite a quelle di eventuali strati disomogenei, con l’aggiunta delle resistenze termiche di ammissione (inverso dell’adduttanza interna 1/hi) e di emissione (inverso dell’adduttanza interna 1/he) che sono valori prefissati in relazione al clima e alla tipologia di chiusura.

Nel caso di strati omogenei la resistenza termica R (m2K/W) è determinata dal rapporto

tra spessore s in metri, dello strato e conducibilità termica λ in W/mK, del materiale di cui è composto lo strato stesso (calcolata o ricavata da valori tabulati):

R = s / λ

Per elementi disomogenei si utilizzano invece valori di calcolo differenti riferendosi alla conducibilità termica equivalente λequiv espressa in W/mK o alla conduttanza termica

unitaria del componente C espressa in W/m2K:

R = 1 / C

Per l’involucro opaco occorre considerare il passaggio di calore dall’aria ai componenti edilizi di chiusura; la resistenza termica superficiale Rsi,e è:

Rsi,e = 1/hi,e

h (espressa in W/m2K), è l’adduttanza unitaria superficiale, (o coefficienti liminari α) e indica il coefficiente di scambio termico per irraggiamento e convezione tra l’ambiente,

interno o esterno, e la superficie del componente edilizio.

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Nel caso di intercapedine d’aria, nel calcolo della resistenza totale della chiusura è necessario considerare, quando presente, la conduttanza dello strato costituito dall’intercapedine d’aria. Si distinguono tre casi:

1) Caso di intercapedine d’aria non ventilata.

Un’intercapedine d’aria è non ventilata quando non vi è una specifica configurazione affinché l’aria possa attraversarla. Può essere considerata non ventilata un’intercapedine d’aria con delle piccole aperture verso l’ambiente esterno a patto che queste aperture non siano disposte in modo tale da permettere un flusso d’aria attraverso l’intercapedine e che abbaino superficie Av:

Av < 500 mm2 per ogni metro di lunghezza, per intercapedini d’aria verticali;

Av < 500 mm2 per metro quadrato di superficie, per intercapedini orizzontali.

RESISTENZA TERMICA R DI INTERCAPEDINI D’ARIA NON VENTILATE: UNI EN ISO 6946

2) Caso di intercapedine d’aria fortemente ventilata.

Un’intercapedine d’aria è fortemente ventilata se le aperture tra le intercapedini d’aria e l’ambiente esterno hanno superficie Av:

Av > 1500 mm2 per ogni metro di lunghezza, per intercapedini d’aria verticali;

Av > 1500 mm2 per metro quadrato di superficie, per intercapedini orizzontali.

La resistenza termica totale si ottiene trascurando la resistenza termica dell’intercapedine e di tutti gli strati che la separano dall’ambiente esterno e includendo una resistenza termica superficiale esterna corrispondente all’aria immobile (può essere assunta pari alla resistenza termica superficiale interna Rsi del medesimo componente). 3) Caso di aria debolmente ventilata.

Un’intercapedine d’aria è debolmente ventilata se le aperture tra le intercapedini d’aria e l’ambiente esterno hanno superficie Av:

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500 mm2 < Av < 1500 mm2 per ogni metro di lunghezza, per intercapedini d’aria

verticali;

500 mm2< Av < 1500 mm2 per ogni metro quadrato di superficie, per

intercapedini d’aria orizzontali.

La resistenza termica totale si ottiene mediante la relazione: R =

Ru = resistenza termica totale del componente nel caso in cui l’intercapedine d’aria non sia ventilata;

Rv = resistenza termica totale del componente nel caso in cui l’intercapedine d’aria sia ventilata.

Applicando questo metodo di calcolo al progetto oggetto di studio, si è potuto analizzare la tramittanza termica U della soluzione stratigrafica scelta per la parete esterna e quella per la copertura del nostro involucro edilizio e, quindi, valutare le loro prestazioni invernali di isolamento termico.

CALCOLO DELLA TRASMITTANZA U DELLA PARETE PERIMETRALE CON CAPPOTTO ESTERNO

258 8.3.2 Analisi delle prestazioni estive e del controllo della condensa

CALCOLI PARETE ESTERNA

A nota esemplificativa vengono riportati i calcoli relativi al mese di gennaio nella località Livorno: i valori medi mensili esterni sono messi in relazione ai valori da mantenere all’interno dell’edificio in inverno:

temperatura esterna = 7,5°C umidità relativa esterna = 79.9 % pressione di vapore esterno = 829 Pa temperatura interna Ti = 20°C umidità relativa interna UR = 40% pressione di vapore interno = 936 Pa

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A nota esemplificativa vengono riportati i calcoli relativi ad un periodo delle variazioni termiche pari a 24 ore.

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CALCOLO COPERTURA

A nota esemplificativa vengono riportati i calcoli relativi al mese di gennaio nella località Livorno: i valori medi mensili esterni sono messi in relazione ai valori da mantenere all’interno dell’edificio in inverno:

temperatura esterna = 7,5°C umidità relativa esterna = 79.9 % pressione di vapore esterno = 829 Pa temperatura interna Ti = 20°C umidità relativa interna UR = 40% pressione di vapore interno = 936 Pa

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A nota esemplificativa vengono riportati i calcoli relativi ad un periodo delle variazioni termiche pari a 24 ore.

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8.4 Benessere luminoso

Come illustrato nei capitoli precedenti (Capitolo 5 - Edilizia archivistica e bibliotecaria,

paragrafo5.2.3 – Benessere luminoso), la luce è elemento fondamentale di definizione

dello spazio, per organizzare e costruire gli ambienti, per individuare i percorsi e favorire l’orientamento.

Soffermando l’attenzione sul problema della luce naturale è importante nelle prime fasi della progettazione, ricordare come questa, unitamente al contatto visivo verso lo spazio esterno, favorisca l’orientamento temporale, cioè il mantenere efficiente il sistema percettivo e diminuire l’affaticamento visivo causato da attività ripetitive svolte a lungo e nella medesima posizione. Nel progetto la scelta è stata quindi quella di mantenere una continuità visiva degli spazi esterni tramite vetrate e aperture che si affacciano su Parco Pertini e con lucernari che si aprono sulla copertura, non solo nell’ingresso dove si trovano le sedute informali e gli scaffali aperti, ma anche in quegli spazi destinati ad attività di consultazione e studio, dove la luce naturale facilita e rende piacevole la visione e favorisce la concentrazione.

Oltre alle aule studio, anche i laboratori sono stati disposti in prossimità del perimetro dell’edificio e, nel blocco uffici, sono state previste nuove aperture sulla muratura esterna esistente; tutto questo per permettere un miglior utilizzo della luce naturale. Solamente il blocco deposito-archivio non è connesso con l’esterno, proprio per evitare che i raggi del sole e le variazioni climatiche dell’ambiente esterno, deteriorino i documenti conservati.

Un metodo per la verifica del finestrato di un ambiente interno è il controllo del Fattore Medio di Luce Diurna, FLDm: è il rapporto percentuale tra l'illuminamento interno Ei in un punto dell'ambiente considerato, dovuto alla luce naturale ad un certo istante e, l'illuminamento esterno Eeo su di un piano orizzontale non istruito, in assenza di irraggiamento solare diretto, allo stesso istante.

Nel nostro caso l’applicazione di questo metodo8 alle aule studio (e comunque a tutti gli

spazi circoscritti costituenti i volumi interni aggiunti come: i singoli ambienti del blocco

8 _{E’ stato usato un metodo di calcolo applicabile limitatamente al caso di:}

- Spazi di forma regolare con profondità, misurata perpendicolarmente al piano della parete finestrata, minore o uguale a 2,5 volte l’altezza dal pavimento del punto più alto della superficie trasparente dell’infisso;

- Finestre verticali (a parete).

Per spazi con due o più finestre si calcola il valore di fattore medio di luce diurna (FLDm) di ogni finestra e si sommano i risultati ottenuti.

263

laboratori, le stanze e la sala riunione del blocco uffici e le aule studio appunto), data la loro conformazione regolare e dimensioni non eccessive, può dare risultati attendibili; inoltre, data la funzione che si svolge al loro interno, verificare questo parametro già in fase di progetto preliminare, permette di assicurare il compito visivo richiesto.

FLDm viene fissato da normativa in base al tipo di locale; la scala di prestazione delle Linee Guida per l’edilizia sostenibile in Toscana prevede i seguenti limiti:

FLDm < 0,3% insufficiente 0,3% < FLDm < 2% discreto 2% < FLDm < 4% buono FLDm > 4% ottimo

L’ampia metratura delle superfici vetrate e la conformazione regolare dello spazio interno, permette il soddisfacimento del requisito in ogni ambiente. In particolare per le aule studio si ha un FLDm ≈ 5%, indicativo di ottime prestazioni.

L’illuminazione naturale va controllata non solo per garantire una adeguata qualità della luce all’interno dell’edificio, ma anche per evitare gli inconvenienti della luce solare diretta; infatti i raggi infrarossi causano innalzamento della temperatura e aumento del carico termico e i raggi ultravioletti causano reazioni chimiche con alterazione delle proprietà e dei colori dei documenti cartacei, finiture e arredi.

Per controllare l’esposizione dell’edificio al sole facciamo riferimento alla carta solare. Dalla lettura della carta riferita alla città di Livorno si evince che:

- sul prospetto sud, il sole incide ortogonalmente alle 11,50 con un’altezza di circa 70° il 21 giugno, il 21 luglio e il 21 maggio, e con un’altezza di circa 60° il 21 agosto e il 21 aprile; i raggi quindi entrano nell’edificio dall’alto;

- sul prospetto ovest, il sole incide ortogonalmente alle 15,30-16 con un’altezza di circa 45° il 21 giugno, il 21 luglio e il 21 maggio, e con un’altezza di circa 40° il 21 agosto e il 21 aprile; i raggi quindi entrano nell’edificio ad altezza uomo e penetrano in profondità;

- sul prospetto est, il sole incide ortogonalmente alle 7-6 con un’altezza di circa 25° il 21 giugno, il 21 luglio e il 21 maggio, e con un’altezza di circa 10° il 21 agosto e il 21 aprile; i raggi quindi entrano bassi nell’edificio e penetrano in profondità. Per questo prospetto non è necessario intervenire data che l’incidenza dei raggi solari avviene nelle ore meno calde e comunque durante la chiusura al pubblico dell’edificio. Inoltre il

264

prospetto, che affaccia su via della Meridiana, è prospiciente un edifico cinque piani, che quindi lo protegge dalla radiazione solare diretta.

CARTA DEL SOLE, Località: LIVORNO, Latitudine: 43°32'9

In rosso la planimetria dell’edificio per valutare il suo orientamento rispetto al percorso del sole.

Poiché l’illuminamento interno è si influenzato dall’orientamento dell’edificio rispetto alla radiazione solare, ma anche dalle aperture nelle facciate e dall’ombreggiamento da parte di altre strutture circostanti, per il controllo e la schermatura della luce solare diretta e quindi per proteggere dall'abbagliamento gli ambienti interni, è possibile intervenire:

- installando delle tende a scorrimento orizzontale regolabili da posizionare all'interno dell'edificio presso i lucernari sul tetto;

- scegliendo delle vetrate con veneziana integrata e vetri basso emissivi, per la protezione del sole e regolare l'incidenza di luce e calore dalle finestre del prospetto esposto a sud;

- inserendo una bordatura di alberi ad alto fusto in prossimità del prospetto ovest dell’edificio.

9

Carta del sole elaborata tramite software SUNCHART versione 1.0 - 1991, autore Massimo Mancini, per ENEA area energetica dipartimento SIRE.

265

266 8.4.1 Calcolo del fattore medio di luce diurna FLDm

Il Fattore Medio di Luce Diurna è il rapporto percentuale tra l’illuminamento interno Ei in un punto dell’ambiente considerato, dovuto alla luce naturale ad un certo istante e, l’illuminamento esterno Eeo su di un piano orizzontale non istruito, in assenza di irraggiamento solare diretto, allo stesso istante.

FLDm viene fissato da normativa in base al tipo di locale; in generale si ha: FLDm < 0,3% insufficiente

0,3% < FLDm < 2% discreto 2% < FLDm < 4% buono FLDm > 4% ottimo

Questo viene calcolato attraverso la formula:

dove:

n = numero finestre

t = coefficiente di trasmissione del vetro (dato dal produttore), da determinare in base al tipo di vetro; nel nostro caso, poiché è stato scelto il vetrocamera, t = 0,85.

Av = area della sola superficie vetrata della finestra (m2); con l'area del finestrato

Af = Av+Atelaio = Av+10-40%Av in base alla grandezza del telaio. Si dovrà verificare anche: Av/Apavimento >1/8.

ε = fattore finestra, da calcolare secondo normativa a seconda del tipo di ostruzione

eventualmente presente.

a) nel caso non vi siano ostruzioni nella parte superiore della finestra (aggetti) il fattore finestra può essere determinato in due modi:

267

a.1) il rapporto H-h/La viene individuato sull’asse delle ascisse del grafico; si traccia poi la verticale fino all’intersezione con la curva e si legge sull’asse delle ordinate il valore di ε. a.2) In alternativa si calcola: ε = (1- sen α)/2

b) nel caso di ostruzione nella parte superiore della finestra ε = (sen α2 )/2

c) nel caso di duplice ostruzione della finestra: ostruzione orizzontale nella parte superiore e ostruzione frontale (ad esempio in presenza di balcone sovrastante la finestra e di un edificio frontale ε = ( sen α2 - sen α ) / 2

ψ = coefficiente di riduzione che tiene conto dell'arretramento del piano della finestra

rispetto al filo esterno della facciata.

am = coefficiente di assorbimento medio calcolato in base ai coefficienti di

assorbimento dei materiali, am=(1-rm), con rm = coefficiente medio di riflessione

luminosa delle superfici interne, comprese le finestre, come media pesata dei coefficienti di riflessione ri delle singole superfici interne Si, rm=Σi (rixSi)/ Stot

268

Stot = Σi Si, area delle superfici interne che delimitano lo spazio (m2).

Consideriamo a titolo esemplificativo l’aula studio del nostro progetto: l’apertura

sull’esterno ha infissi in pvc in tinta chiara per una superficie Atelaio di circa il 22%

dell’area totale del finestrato Af; le superfici vetrate Av sono in vetrocamera (t = 0,85

per ogni apertura); il pavimento è in cemento-resina chiaro, il soffitto e le pareti bianche.

Pianta quotata dell’aula presa in esame

269

Dati finestra: t = 0,85

Av = 9,15 m2

ε = (1- sen α)/2 = 0,5 (α = 0, perché non vi sono ostruzioni nella parte superiore della finestra e neanche frontali)

ψ = 1 (dalla precedente tabella)

per cui: (t Av ε ψ) = 3,89 Otteniamo: rm = Σi(rixSi)/ Stot = 0,62 am = (1-rm) = 0,38 Stot x am = 67,90 Allora: Av/Apavimento = 9,15/39 = 0,234 > 1/8, è verificato.

270

8.5 Benessere acustico

Al fine di ridurre l’esposizione umana al rumore, il disturbo reciproco tra unità immobiliari confinanti e tutelare il riposo e la privacy delle persone, la legislazione italiana introduce dei valori limite dei requisiti acustici passivi dei componenti edilizi, da rilevare in opera, che differiscono a seconda della categoria d’uso dell’edificio, (vedi

Capitolo 5 - Edilizia archivistica e bibliotecaria, paragrafo5.2.2 - Benessere acustico).

VALORI LIMITE DEI REQUISITI ACUSTICI PASSIVI DEGLI EDIFICI (DPCM 5-12-1997)

Il D.P.C.M. 5/12/1997 "Determinazione dei requisiti acustici passivi degli edifici"

individua i seguenti indici di valutazione10:

1) Indice di valutazione del Potere fonoisolante apparente di partizione tra

ambienti R'w

2) Indice di valutazione dell'Isolamento acustico normalizzato di facciata D2m,nTw

3) Indice di valutazione del Livello di rumore da calpestio apparente L'n,w

4) Livello massimo di pressione sonora, ponderata A, con costante di tempo

slow Lmax

(per impianti con servizi a funzionamento discontinuo)

5) Livello continuo equivalente di pressione sonora, ponderata A, Leq

(per impianti con servizi a funzionamento continuo) Questi indici possono essere calcolati:

- in sede di progetto, si parla quindi di valutazione previsionale, manualmente e con calcoli semplificati o tramite l’uso di software che permettono previsioni più accurate; - con strumentazione fonometrica in sede di collaudo dell’opera.

In entrambi i casi i calcoli devono essere effettuati tramite la normativa standardizzata internazionale. E’ opportuno ricordare che applicando i calcoli semplificati si ha una perdita di informazioni che può portare a errori di valutazione, sono comunque un buono strumento per stimare il comportamento di una struttura in fase preliminare.

10

I primi tre, di cui ci interessiamo in questa analisi preliminare, riguardano le componenti dell’involucro edilizio, gli altri due i sistemi impiantistici.

271

Un altro importante parametro da valutare per il comfort acustico e che interessa questa analisi preliminare, è il tempo di riverberazione θ espresso in secondi.

Il tempo di riverberazione relativo ad una specifica frequenza è il tempo necessario affinché, dopo lo spegnimento della sorgente sonora, il livello di pressione sonora relativo a quella frequenza si riduca di 60 dB rispetto al livello presente nell'ambiente con la sorgente in funzione. Il tempo di riverberazione ottimale dipende dal volume e dall'uso acustico della sala stessa ed in genere deve essere contenuto in 1-2 secondi. In questo caso, studiando già in fase di progettazione il tempo di riverberazione del locale aula studio, si è resa necessaria una correzione rispetto alle prime soluzioni adottate, con interventi di fono assorbimento, attraverso i quali si è potuta migliorare l’acustica interna del locale riducendo il riverbero che provoca la cattiva intelligibilità e le distorsioni dei suoni: la correzione acustica viene effettuata con l’inserimento a soffitto di pannelli fonoassorbenti, con montaggio delle lastre su struttura metallica per soffitto ribassato.

CORREZIONE ACUSTICA

Il trattamento fonoassorbente viene comunque effettuato in tutti quegli ambienti all’interno dei quali si svolgono attività particolarmente rumorose (come la hall di ingresso, la sala riunioni…) e dove, per abbassare il livello sonoro, è necessario ridurre al minimo le onde riflesse dalle pareti del locale, le quali, sommandosi a quelle direttamente provenienti dalle sorgenti, aumentano il disagio per gli occupanti.

In generale, per il rispetto di questi requisiti, è opportuno non aprire l’edificio su fonti di rumore esterne e proteggere tutti gli ambienti dai rumori aerei per raggiungere il livello sonoro consono all’attività da svolgere. Sono state quindi adottate tecniche e materiali che favoriscono l’isolamento, (esempi di calcolo paragrafi 8.5.1, 8.5.2, 8.5.3, 8.5.4): - viene sfruttata l’elevata massa superficiale delle pareti perimetrali esterne esistenti; nell’analisi acustica preliminare condotta sulle aule studio, viene assicurato un indice di

272

valutazione dell’isolamento acustico di facciata normalizzatoD_{2 ,m nT w,} = 49 dB, che

quindi soddisfa i requisiti richiesti da normativa;

- vengono installate finestre e vetrate con vetrocamera triplo, dalle elevate prestazioni acustiche; i serramenti con vetrocamera usati assicurano fino a Rw = 46 dB di isolamento acustico, dato da produttore;

- i volumi interni sono tamponati con pareti stratificate; la tecnologia stratificata a secco agisce da isolante grazie al meccanismo “massa-molla-massa” che la costituisce: le lastre fissate ai profili agiscono da masse contrapposte, l’intercapedine d’aria fa da molla assorbendo il rumore e per aumentare l’ isolamento si inserisce nell’intercapedine un materiale fonoassorbente, raggiungendo un isolamento Rw = 69 dB, dato da produttore.

STRATIGRAFIA ELEMENTI DI TAMPONAMENTO VERTICALI

I pavimenti del blocco ufficio devono essere inoltre protetti contro la trasmissione dei rumori da calpestio, per questo è stato fatto uso di un pavimento galleggiante.

PAVIMENTO GALLEGGIANTE DEL SOLAIO INTERPIANO DEL BLOCCO UFFICI

273 8.5.1 Calcolo del tempo di riverberazione

Si definisce tempo di riverberazione relativo ad una specifica frequenza, (considerato un ambiente chiuso e in condizioni di saturazione acustica tramite l'attivazione di una sorgente sonora per un discreto intervallo temporale), il tempo necessario affinché, dopo lo spegnimento della sorgente sonora, il livello di pressione sonora relativo a quella frequenza si riduca di 60 dB rispetto al livello presente nell'ambiente con la sorgente in funzione.

Il tempo di riverberazione ottimale dipende dal volume e dall'uso acustico della sala stessa ed in genere deve essere contenuto in 1-2 secondi. Il tempo di riverberazione effettivo del nostro ambiente deve essere confrontabile con il tempo di riverberazione ottimale trovato e può essere calcolato approssimativamente con la formula di Sabine:

V= volume della sala (m3)

S= superficie su cui incide il suono (m2)

αm = media dei coefficienti di assorbimento apparente

At = Sxαm = potere fonoassorbente

Nel nostro caso consideriamo le aule studio e consultazione, caratterizzate da attività dove un riverbero elevato può creare discomfort.

Pianta quotata dell’aula presa in esame

274

Conoscendo il volume della sala V, l’uso acustico UA e la frequenza f, è possibile attraverso il grafico calcolare il tempo di riverberazione ottimale dell’ aula θ ottimale

TEMPO DI RIVERBERAZIONE OTTIMALE

V = 39m2 x 4m = 156m3

UA aula scolastica = intelligibilità del parlato f = 500 Hz di riferimento

Dal grafico si ottiene che il tempo di riverberazione θ ottimale (a 500 Hz) ~ 0,6 sec. La normativa consente il calcolo del tempo di riverberazione a sala vuota; consideriamo quindi l’ipotesi di trascurare la presenza dell’arredamento e delle persone all’interno.

275

Otteniamo

θ = 0,16 x V/At = 0,16 x 156/18,79 = 1,33 sec

Il valore del tempo di riverberazione dell’aula è più elevato di quello ottimale; dovremo quindi effettuare una correzione acustica della sala andando a intervenire sulle strutture che delimitano l’ambiente aumentandone la capacità di fono assorbimento, per esempio sui materiali che costituiscono le pareti e il soffitto inserendo specifici pannelli, tendaggi, o usando intonaci con particolari caratteristiche acustiche, o diminuendo il volume della sala.

Per effettuare la correzione acustica della sala occorre calcolare l’aggiustamento del potere fonoassorbente totale At, per f = 500Hz, con la formula inversa di Sabine, considerando il tempo di riverberazione ottimale precedentemente trovato.

θ ottimale (a 500 Hz) = 0,16 x V/At → At0 = 0,16 x V/ θ0 = 0,16 x 156/0,6 = 41,6 m2

Effettuando cambiamenti sui materiali che compongono l’aula si calcola nuovamente il valore del potere fonoassorbente totale in modo da ottenere un valore più prossimo a

quello ottimale At0.

2° SOLUZIONE

Pannello acustico fonoassorbente in basotect di Isotema a soffitto, con spessore di 6 cm, α = 0,53, con conseguente riduzione del volume della sala:

276

Con At2 ≈ At0, questa soluzione consente di ottenere un valore del tempo di

riverberazione molto prossimo a quello ottimale:

θ (500Hz) = 0,16 x V/At2 = 0,69 sec ≈ θ ottimale (500Hz)

Come si vede dalla tabella dei calcoli è risultato necessario usare come controsoffitto delle lastre fonoassorbenti, cioè rivestimenti che riducono la diffusione del rumore, impediscono la riflessione e facilitano l’assorbimento.

Dobbiamo inoltre tener conto che la presenza dell’arredamento e delle persone aumenta il potere fonoassorbente totale At della sala, quindi abbassa ulteriormente il tempo di riverberazione nella nostra aula alterando l’acustica dell’ambiente trattato; questo però non è negativo, dato che per mantenere l’intelligibilità del parlato è preferibile un’aula assorbente e con valori del tempo di riverberazione sotto il secondo.

277 8.5.2 Calcolo dell’isolamento acustico di facciata normalizzato

Secondo la norma UNI/TR 11175: “Guida alle norme serie UNI EN 12354 per la previsione delle prestazioni acustiche degli edifici. Applicazione alla tipologia costruttiva nazionale”, per la determinazione dell’isolamento acustico di facciata viene

introdotto il parametro D_{2 ,m nT w,} (indice di valutazione dell’isolamento acustico di

facciata normalizzato). Per il calcolo in sede previsionale di questo indice si è usato la seguente espressione: ' 2 , , 0 10 6 m nT w w fs V D R L Log T S   = + ∆ +     (dB) dove:

- ∆L_fs termine correttivo che tiene conto dell’influenza della forma della facciata sulla differenza di livello di pressione sonora (dB), (non si applica per facciata piana); - V (m3) il volume dell’ambiente ricevente;

- S (m2) l’area totale della facciata vista dall’interno;

- T₀( s) il tempo di riverberazione di riferimento, (in questo caso è stato preso 0.5 s).

- '

w

R è l’indice di valutazione del potere fonoisolante apparente della facciata calcolato

in generale come potere fonoisolante di pareti composte (dB); il termine '

w R si riferisce nei casi più comuni in edilizia, ad una facciata composta da una porzione in muratura, una finestrata e, talvolta, da piccoli elementi forati. La

relazione usata per il calcolo di '

w R è: , , ' 10 0 10 1 1 10 10 10 n e wi wi D R n n i w i i S A R Log K S S − − = =   = −  ⋅ + ⋅ −   

∑

∑

- Rwi (dB) è l’indice di valutazione del potere fonoisolante dell’elemento i-esimo

di area Si m2; (o si assumono dati sperimentali disponibili in letteratura o si

calcola con le modalità descritte per l'isolamento a rumori aerei);

- Dn,e,wi è l’indice di valutazione dell’isolamento acustico normalizzato rispetto al potere fonoisolante dell’i-esimo “piccolo elemento”;

- K è un termine correttivo dovuto alle trasmissioni laterali; K=0 per elementi di facciata non connessi, K=2 per elementi di facciata pesanti con giunti rigidi, (in questo caso è stato preso K=2 cautelativo).

278

In questa fase preliminare proseguiamo con l’analisi delle aule, data la funzione che viene svolta al loro interno e la conseguente richiesta di requisiti più severi.

I dati di ingresso per il modello sono:

- area totale della facciata: Sfacciata = 4,84 x 4 = 19,36 m2;

- area degli elementi costituenti la facciata:

SB (serramento con vetrocamera) = 10,38 m2

SA (parete esterna) = (4,84 x 4) – 10,38 = 8,89 m2

- Rw degli elementi costituenti la facciata:

RwA (parete esterna) = 67 dB calcolato secondo UNI TR/1117511

RwB (serramento con vetrocamera) = 44 dB da produttore12

- volume dell’ambiente ricevente: V = 39 x 4 = 156 m3

Pianta quotata e conformazione dell’aula presa in esame

Trascurando in piccoli elementi di facciata e ponendo il termine correttivo dovuto alle trasmissioni laterali K=2 cautelativo, si ottiene:

, , ' 10 0 10 1 1 10 10 10 n e wi wi D R n n i w i i S A R Log K S S − − = =   = −  ⋅ + ⋅ −   

∑

∑

Per la determinazione dell’isolamento acustico di facciata, viene calcolato il parametro

2 ,m nT w,

D , indice di valutazione dell’isolamento acustico di facciata normalizzato; non

applicando il termine correttivo che tiene conto dell’influenza della forma della facciata, dato che è piana, si ottiene:

' 2 , , 0 10 6 m nT w w fs V D R L Log T S   = + ∆ +     = 49 dB > 48 dB

(categoria E, edifici scolastici e assimilabili) → VERIFICATO

11

La relazione empirica usata per partizioni orizzontali e verticali singole o doppie di tipo massivo, (valida per partizioni con massa superficiale σ > 80 Kg/m2) è:

Rw o Potere fonisolante IP = 20log10(σ) dB (-2 dB cautelativo)

L’eventuale presenza di isolante viene valutata tramite calcolo semplificato: aggiunta di 1dB al valore di IP ogni spessore di isolante.

In questo caso la parete esterna A è costituita da una muratura di laterizi pieni di 60 cm intonacata e cappotto esterno 8 cm, per cui σ = 1800 Kg/m3 x 0,6 = 1080 Kg/m2. Otteniamo Rw = 20log10(1080) = 61 dB – 2 dB + 8dB = 67 dB. 12

279 8.5.3 Calcolo del potere fonoisolante tra partizioni interne

La trasmissione sonora può avvenire non solo per via diretta ma anche attraverso le strutture laterali, cioè trasmissione per fiancheggiamento: rappresenta il contributo

peggiorativo al potere fonoisolante Rw in assenza di trasmissione laterale, variabile in

genere da 1 a 10 dB a seconda del tipo di parete e dei giunti strutturali tra i componenti edilizi interessati.

TRASMISSIONE SONORA

Per una stima preliminare risulta di pratico utilizzo il metodo semplificato detto a trasmissione laterale equivalente (UNI/TR 11175), che permette di considerare tutti i contributi della trasmissione laterale in un unico contributo globale equivalente K’, in funzione delle masse superficiali delle varie strutture. Si ha quindi:

' '

w w

R =R −K (dB)

- Rw è l’indice di valutazione del potere fonoisolante dato dal laboratorio, fornito dai produttori o valutato tramite relazioni empiriche;

- K’ è il contributo globale della trasmissione laterale (dB); i valori di K'si ricavano da tabelle in funzione del tipo di giunto prevalente tra la partizione e le strutture laterali e della massa superficiale media della partizione e delle strutture laterali (pareti e solai).

280

VALORI DI K’ PER GIUNTI RIGIDI A CROCE

Il valore medio della massa per unità di superficie degli elementi laterali omogenei m

(kg/m2), per ogni partizione di volta in volta considerata è calcolabile attraverso la

relazione:

dove mn e ln sono le masse superficiali (kg/m2) e gli spessori (m) della partizioni

limitrofe a quella presa in considerazione.

In questa fase preliminare si è scelto di analizzare le aule studio, data la funzione che viene svolta al loro interno e la conseguente richiesta di requisiti più severi.

Pianta quotata dell’aula presa in esame

Vengono analizzate le pareti B, C e D: il tipo di giunto prevalente tra queste e le

strutture laterali è a T. Le partizioni hanno una massa superficiale di 77 Kg/m2 e

considerando gli elementi laterali ad esse connessi, il solaio controterra, il solaio di copertura dell’aula, e le pareti leggere tra di loro (quella esterna è esclusa perché strutturalmente disconnessa), si ha che il valore medio della massa per unità di

superficie degli elementi laterali omogenei m ≈ 160-180 Kg/m2. Dalla tabella per giunti

a T otteniamo un K ≈ 1,5.

Per quanto riguarda Rw, poiché le partizioni interne sono posate a secco, abbiamo usato i dati forniti dal produttore. Per la stratigrafia scelta si ha Rw = 69 dB.

A B

C

281

L’isolamento acustico della partizione B e D risulta quindi:

' '

w w

R =R −K = 69 – 1,5 = 67,5 dB > 50 → VERIFICATO

Analogamente per la partizione C risulta:

' '

w w

282 8.5.4 Calcolo livello di pressione sonora da calpestio normalizzato

Secondo la UNI EN 12354-2: “Acustica in edilizia. Valutazioni delle prestazioni acustiche di edifici a partire dalle prestazioni di prodotti. Isolamento acustico al calpestio tra ambienti”, ci sono due modelli di calcolo, uno dettagliato e uno semplificato. In questa analisi a carattere preliminare viene usato il modello semplificato.

La versione semplificata del modello di calcolo prevede l’indice di valutazione del livello di pressione sonora di calpestio normalizzato sulla base degli indici di valutazione degli elementi considerati, la sua applicazione è limitata agli ambienti sovrapposti ed ai pavimenti omogenei di uso comune, l’influenza dello smorzamento strutturale è considerato in modo mediato, ignorando la specificità della situazione ed infine la trasmissione laterale è considerata in modo globale.

L’indice di valutazione del livello di pressione sonora di calpestio normalizzato rispetto all’assorbimento acustico, L'n,w, viene ottenuto mediante:

L'n,w = Ln,w,eq – Lw + K (dB) dove:

- K è la correzione per la trasmissione dei rumori di calpestio attraverso le costruzioni laterali omogenee, in decibel (come da prospetto).

Se una o più costruzioni laterali compatte sono provviste di strati supplementari (rivestimento della parete) aventi una frequenza di risonanza fo < 125 Hz, le masse superficiali degli elementi ricoperti non sono considerate nel calcolo del valore della massa media.

283

Il valore medio della massa per unità di superficie degli elementi laterali

omogenei m (kg/m2), per ogni partizione di volta in volta considerata è

calcolabile attraverso la relazione:

dove mn e ln sono le masse superficiali (kg/m2) e gli spessori (m) della partizioni

limitrofe a quella presa in considerazione.

- Ln,w,eq Indice di valutazione del livello equivalente di pressione sonora di calpestio normalizzato; per i pavimenti omogenei, l’indice di valutazione del livello

equivalente di pressione sonora di calpestio normalizzato, Ln,w,eq, da utilizzare

per il calcolo, può essere determinato a partire dalla massa per unità di area, m’ Ln,w,eq = 164 - 35 log(m’) (dB)

Questa equazione è valida per i pavimenti omogenei in calcestruzzo; per il calcestruzzo leggero o poroso, i valori reali sono leggermente più bassi, e quindi in questi casi l’equazione lascia un margine di sicurezza.

- Lw è l’attenuazione del livello di pressione sonora da calpestio di pavimenti

galleggianti; se non sono disponibili valori misurati per l’attenuazione del livello di pressione sonora di calpestio relativi a pavimenti galleggianti, si può applicare la formulaseguente, valida nel nostro caso:

a) l’attenuazione del livello di pressione sonora per pavimenti galleggianti in cemento sabbioso o solfato di calcio può essere calcolata come segue (cioè per calcestruzzo o calcestruzzo alleggerito con massa superficiale tra i 60 e i 120

Kg/m2):

Lw = 30 log(500/f0) (dB)

- f = 500 Hz è la frequenza centrale delle bande di ottava o di terzi di ottava (Hz)

- f0 è la frequenza di risonanza del sistema, (Hz), data da:

f0 = 160 √(s'/m’) (Hz)

- s' è la rigidità dinamica per unità di area dello strato resiliente, (MN/m3) - m' è la massa per unità di area del pavimento galleggiante (kg/m2);

Quanto più elevato è il peso del massetto ripartitore (massetto galleggiante) e quanto più è elastico il materiale isolante (valori bassi di rigidità dinamica s’), tanto migliore è la protezione dai rumori offerta dal sistema galleggiante.

284 SOLAIO STRUTTURALE

lamiera grecata + getto completamento cls 10 cm + massetto cls

alleggerito 9 cm:

Densità sistema lamiera + completamento (Kg/m3) = 2200

Densità massetto cls alleggerito (Kg/m3) = 600

Massa superficiale totale σtot (Kg/m2) = 274

Ln,w,eq (dB) = 164 - 35 log(σtot) = (valida per massetti in cls) 78

PAVIMENTO GALLEGGIANTE

strato anticalpestio 22 mm:

Rigidità dinamica s' (MN/m3) = 25

massetto galleggiante in cls pesante 6 cm:

Densità del sistema (Kg/m3) = 1800

Massa superficiale del sistema σ (Kg/m2) = 108

f0 (Hz) = 160 √(s'/σ) 77

ΔLw (dB) = 30 log(500/f0) (valida per massetti in cls) 25

FIANCHEGGIAMENTO

Pareti leggere in gesso fibra 17 cm:

Massa superficiale del sistema (Kg/m2) = 77

K'' (tabellare) = 1

L'n,w (dB) = Ln,w,eq - ΔLw + K'' = (dB) 54