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Isolamento acustico finestre

Infissi Oknoplast Cagliari

Iniziamo col dire che scegliere una finestra di qualità non è sufficiente per proteggere i tuoi spazi dal rumore e per goderti al meglio la tua abitazione.

Se parliamo di Acustica e Isolamento Acustico Finestre entriamo in un campo estremamente complesso della Fisica del Serramento in cui una preparazione accademico-universitaria come quella del nostro Personale interno si rivela indispensabile ad evitare errori ed interventi fallimentari. Al pari di un argomento complesso come quello della Formazione di Condense e Muffe vogliamo tuttavia cercare di renderlo fruibile anche a chi non abbia una formazione tecnica e stia magari valutando un Fornitore affidabile per i propri serramenti.

Iniziamo con un po’ di Teoria

Definiamo il suono: è la sensazione prodotta sul nostro orecchio dalle vibrazioni di una fonte sonora.
Le vibrazioni mettono in movimento le particelle d’aria attigue alla fonte che, a loro volta, in conseguenza della variazione di pressione, fanno oscillare il nostro timpano.

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Figura 1 Propagazione del Suono


Con il termine rumore si indicano in genere i suoni che presentano caratteristiche di fastidio o disturbo.
L’intensità di un suono o di un rumore percepito dall’orecchio umano si definisce livello sonoro e si misura in dB (decibel).
Il livello sonoro è definito su scala logaritmica: questo significa che un aumento di 10 dB corrisponde ad un’intensità di 10 volte superiore, un aumento di 20 dB ad un’intensità pari a 100 volte l’intensità di partenza. La propagazione del rumore dalla sorgente sonora al nostro orecchio all’interno di un edificio può avvenire secondo diverse modalità:

  • rumore aereo: dalla sorgente il rumore si propaga attraverso l’aria e quando colpisce dei corpi solidi , come le pareti, il tetto o la mobilia, questi vengono messi in vibrazione e ritrasmettono parte del rumore all’ambiente adiacente,
  • rumore impattivo: si origina da un contatto diretto fra corpi solidi e le vibrazioni fra i corpi si irradiano poi all’interno dell’ambiente disturbato sotto forma di rumore. Per esempio, il rumore dei passi sui solai o sulle scale è un rumore di tipo impattivo che viene normalmente indicato come rumore da calpestio.

Per la nostra trattazione ci soffermeremo solo sul rumore aereo.

Facciamo un passo avanti: il rumore è quindi una vibrazione prodotta da una sorgente sonora che arriva al nostro orecchio. Traffico, vociare di persone per strada, concerti ed esplosioni sono solo esempi di sorgenti sonore che quotidianamente emettono vibrazioni captate dal nostro orecchio.

E’ abbastanza ovvio che vivere in una casa in cui questi rumori entrano con facilità non sia il massimo dell’aspettativa. Ecco che possiamo introdurre il concetto di comfort acustico ossia quella situazione ottimale in cui l’ambiente interno è ben isolato da quello esterno e consente un ottimale svolgimento di tutte le attività basilari come dormire, leggere, concentrarsi o semplicemente dialogare.

Il comfort acustico dipende da un buon isolamento acustico, definito come la capacità di smorzare in tutto o in parte le onde sonore in arrivo da una sorgente emittente.

Isolamento acustico degli infissi

Partiamo dal fissare un valore minimo medio espresso in db al quale corrisponda un comfort acustico ottimale: 30 db. Con 30 db si dorme tranquillamente e si possono espletare tutte le normali attività quotidiane in assoluto comfort psico-fisico.

Ma fissiamo anche alcuni livelli di emissione sonora medi:

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Figura 2 Livelli sonori e di isolamento medi

La capacità di isolamento acustico di una finestra è determinato dal valore Rw, che è un valore espresso in decibel (dB) e che dichiara la capacità di un elemento di diminuire il passaggio del rumore.
Più alto sarà il valore Rw, maggiore sarà la prestazione acustica dell’elemento considerato e migliore sarà l’isolamento dall’ esterno.

L’isolamento acustico indica quanta energia sonora viene lasciata passare rispetto a quella originaria.
Se l’isolamento è pari a 10 dB passa un 1/10 dell’energia sonora originaria. Se è pari a 20 dB, 1/100 se è di 30 dB 1/1000 e così via.

La legge di riferimento nel campo dell’isolamento acustico è il D.P.C.M. 5/12/1997 che definisce le prestazioni che devono possedere gli edifici in merito all’isolamento dai rumori provenienti da diverse fonti. Questa stabilisce che le pareti (comprese le finestre) degli edifici residenziali devono essere in grado di abbattere i rumori provenienti dall’esterno di almeno 40 dB.

In Oknoplast abbiamo serramenti che consentono di ottenere valori di isolamento acustico fino ad un valore Rw di 44/46 dB in conformità anche con la regolamentazione EN ISO 717-1.

Ma da cosa dipende la capacità di isolamento acustico di una moderna finestra?

Ricordiamoci la teoria: abbiamo un’ onda e quindi delle vibrazioni che arrivano sul fronte della finestra; la capacità di quest’ultima di smorzare queste vibrazioni determinerà la maggiore o minore efficienza nell’ isolare acusticamente l’ambiente interno da quello esterno.

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Figura 3 Isolamento acustico

Abbiamo 2 strade percorribili per isolare acusticamente le nostre case non un buon serramento:

  • Smorzare il più possibile l’intensità delle onde sonore che si infrangono sulla superficie del serramento ( fase di costruzione del serramento )
  • Togliere alle onde sonore il mezzo attraverso cui si propagano ( fase di posa del serramento )

Vediamo il primo punto:

Fase di costruzione del serramento

Smorzare, in fisica, significa ridurre l’intensità di una perturbazione ( la nostra onda sonora ) fino quasi ad annullarla:

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Figura 4 Onda Smorzata

Il miglior sistema meccanico per smorzare un’onda è il sistema massa-molla:

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Figura 5 Sistema massa-molla

esso tenderebbe a oscillare all’infinito se non fosse che in natura esistono gli attriti e le dispersioni, ragion per cui il sistema si comporta di fatto come un ammortizzatore automobilistico:

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Figura 6 Oscillatore smorzato

Stiamo quasi arrivando al cuore della questione; immaginiamo che il sistema m sia il nostro Infisso con una certa caratteristica elastica k e di smorzamento b. Quando l’ Infisso viene investito da un’onda sonora, succede che m comincia a muoversi attivando la molla k e lo smorzatore b:

Oscillatore smorzato - Showroom Ingenio - Oknoplast
Figura 7 Animazione Oscillatore Smorzato

Il risultato è che l’onda sonora viene attenuata quasi fino al suo appiattimento, e l’energia iniziale viene convertita in altre forme come il calore e vibrazioni parassite di riflesso.

Quali sono i componenti del serramento che possiamo utilizzare per opporre un sistema massa-molla alle onde sonore esterne?

Telaio e Ante

Iniziamo col telaio e con le ante: in Oknoplast utilizziamo dei telai in PVC cavi all’interno dei quali inseriamo un rinforzo in acciaio. L’ acciaio è un materiale attraverso il quale le onde sonore si propagano agevolmente, ragion per cui cerchiamo di isolarlo dal telaio frapponendogli degli spessori in materiale plastico:

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Figura 8 Oknoplast Prolux Evo Ante Rinforzate

Quando l’onda sonora arriva, si infrange sul sistema massa-molla costituito dall’ insieme telaio-anta, lo fa vibrare e subisce una prima smorzatura. L’ onda così smorzata viene trasmessa al vetro che, al contrario del rinforzo in acciaio, vogliamo mettere in contatto con telaio e con le ante.

Vetri

Il vetro occupa la maggior parte della superficie della finestra e, pertanto, svolge un ruolo fondamentale nell’isolamento acustico. Il vetro è molto pesante, farlo vibrare richiede tanta energia, quindi è il nostro protagonista nella strategia di isolamento acustico col sistema massa-molla.

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Figura 9 Vetrocamera Fonoassorbente


Se ci pensate bene, ogni vetrocamera oppone 3 sistemi massa-molla all’ onda sonora ( i 2 vetri e la canalina tra gli stessi ). Ecco perchè è fondamentale la progettazione della vetrocamera già in fase di preventivo.

La Figura 9 mostra la soluzione che assicura il miglior risultato di isolamento acustico: quella che prevede un vetro camera con lastre di spessore diverso, in cui una delle due sia costituita da un vetro stratificato con plastico fonoisolante, l’altra un monolite temperato, una canalina distanziale con bordo plastico e uno spazio tra le lastre di circa 16/18 mm.

Vediamo, tanto per dare qualche dato numerico, alcuni esempi di valori Rw riferiti a diverse tipologie di vetri:

  • Un vetro singolo da 4 mm ha un potere fonoisolante molto basso, circa 25 dB. Ovviamente, aumentando lo spessore del vetro, aumenta anche l’indice di isolamento acustico. Ma un vetro spesso 20 mm, anche se raggiunge un potere fono isolante di 33 dB, peserebbe troppo e, inoltre, andrebbe a perdere capacità di isolamento termico.
  • Un vetro camera standard, con doppia lastra di uguale spessore, come per esempio un 4:16:4 ha un potere fono isolante di circa 34 dB. Stesso discorso di prima se si aumenta lo spessore del vetro, dove si può raggiungere un potere di 41 dB con un vetro camera 8:16:8.
  • Le migliori prestazioni di isolamento acustico vengono offerte da vetro camera con lastre di spessori differenti. Possiamo così avere un potere fono isolante di 36 dB con un vetro camera 6:16:8 o un valore rw di circa 39 dB con un 6:16:10.

Bisogna però considerare il fatto che i valori certificati delle finestre sono ottenuti in laboratorio e si riferiscono sempre a una frequenza costante di 500 Hz, mentre l’effettivo potenziale di isolamento varia in funzione della frequenza del rumore stesso. Per questo nella fase di posa in opera si verifica una riduzione naturale dei valori dichiarati.

Guarnizioni

Anche le guarnizioni svolgono un ruolo fondamentale e aiutano i sistemi smorzanti appena visti a portare a termine il loro compito. Le guarnizioni sono sia un sistema massa-molla e sia una barriera al passaggio di aria. L’aria è il mezzo attraverso cui si propagano le onde sonore: dove passa l’aria passa il suono, per cui senza guarnizioni ben progettate e realizzate sarebbe vano il lavoro smorzante del vetro e dell’assieme telaio/ante.

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Figura 10 Guarnizioni

Il numero delle guarnizioni incide sulla resa finale: 2 è il minimo e 3 è il numero ideale. Il materiale ovviamente deve essere di prima qualità; in Oknoplast utilizziamo le guarnizioni a memoria di forma, quindi restano elastiche e perfettamente aderenti all’ infisso per tutta la vita utile del serramento. Una guarnizione scadente lavorerebbe bene solo i primi anni di vita del serramento, ma poi si ritrarrebbe vanificando tutto l’isolamento acustico.

Fase di Posa del Serramento

E arriviamo alla fase cruciale nella resa dell’ isolamento acustico ( e non solo ): la posa del serramento.

Per aiutare serramentisti e progettisti nel difficile compito di progettare acusticamente un serramento tenendo conto anche dei giunti di installazione, segnaliamo che è finalmente in inchiesta pubblica finale la revisione della norma ”UNI 11296 Acustica in edilizia – Posa in opera di serramenti e altri componenti di facciata – Criteri finalizzati all’ottimizzazione dell’isolamento acustico di facciata dal rumore esterno“.

Nella posa del serramento non utilizziamo più come strategia prevalente ( ma che comunque resta ) quella di smorzare l’onda sonora col sistema massa-molla; ci concentriamo piuttosto nel sottrarre all’onda sonora il mezzo attraverso cui viaggia: l’aria.

Nodi del serramento

Nella posa del serramento si distinguono 2 nodi principali:

  • Il nodo primario tra muratura e controtelaio ( ammesso che ci sia un controtelaio )
  • Il nodo secondario tra controtelaio e infisso ( ammesso che ci sia un controtelaio )
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Figura 11 Nodi di Posa dei Serramenti

Nodo Primario

Trascuratissimo nella pratica di cantiere, con maestranze riottose ad una corretta sigillatura, rappresenta il 30% del contributo ad una buon isolamento acustico.

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Figura 12 Sigillatura Nodo Primario

Con la sigillatura del nodo primario si evita che l’aria passi tra controtelaio e muro, specie incuneandosi tra le crepe o le microcavillature che possono formarsi all’interfaccia tra i 2 componenti. Importante dal punto di vista termoigrometrico ( crea un tubo d’aria ferma intorno al manufatto ) ed acustico, se ben realizzato dà vita ad un buon sistema massa-molla per via della schiuma acustica tra spalla e muro ma crea anche una barriera all’onda sonora che viene costretta a riverberare sui muri, dove, in ragione della massa importante degli stessi, viene pesantemente smorzata.

Nodo Secondario

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Figura 13 Nodo Secondario

Qui dobbiamo sfruttare al massimo il principio secondo cui “dove passa aria passa suono“, per cui è opportuno sigillare al meglio l’ infisso nel piano esterno, la prima barriera, e in quello interno, l’ultima barriera. Nel piano medio, sfrutteremo ancora una volta il principio della “massa-molla” inserendo una schiuma acustica o, meglio, un nastro termoespandente tri-valente. Faremo attenzione nella fase di sigillatura dei piani interno ed esterno, a rispettare le indicazioni della Norma Uni 11673-1: sigilleremo a gradiente, per evitare che venga compromesso l’equilibrio igrotermico dell’ ambiente interno.

Come sigillanti utilizziamo solo sigillanti monomarca e con certificazione acustica, sempre nell’ottica di non vanificare gli sforzi di progettazione e posa acustica. Sconosciuta ai più, la Norma chiede di inserire nella posa sigillanti con idoneo RW calibrato in base all’ Isolamento Acustico del serramento.

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Figura 13 Requisiti dei sigillanti acustici

Conclusioni

L’ isolamento acustico delle finestre è una materia vasta e complessa; e a complicare le cose contribuisce il fatto che un raffinato equilibrio acustico spesso non va d’accordo con l’ equilibrio igrotermico perchè i 2 requisiti presuppongono accorgimenti spesso in conflitto l’uno con l’altro.

E allora come si fa? Il mio consiglio è quello di scegliere il Fornitore dei Serramenti sulla base della sua competenza ed esperienza. Un infisso che non appaghi il desiderio di benessere in casa, sarà un infisso che odierai per lunghissimo tempo e per il quale avrai sostenuto una spesa totalmente inutile.

Se poi l’infisso è anche bello come un Oknoplast… La scelta vien da sè.

Ingegnere Civile Strutturista. Termotecnico. Esperto di Patologie Edilizie. Progettista e Formatore Casaclima.
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