Sapere tecnico

9 gennaio 2017

Il comfort acustico esigenza imprescindibile per l’attività scolastica

Trascurare questo tema significherebbe compromettere l’intero progetto di una scuola, in quanto ogni volta che si realizza un edificio i principi guida devono essere strettamente legati alla funzionalità e all’efficacia degli spazi. Si cerca il massimo comfort per le persone e la soluzione che risponde meglio a determinate necessità. A questo segue una corretta costruzione e una precisa ed attenta posa in opera di tutti gli elementi costruttivi e di finitura, che altrimenti comprometterebbe l’esito della costruzione. La qualità acustica degli edifici scolastici e le conseguenti condizioni di benessere per insegnanti e studenti sono tra gli aspetti forse più trascurati nella progettazione e realizzazione delle scuole. Il D.M. 18/12/75 norma tale materia, ma ha trovato a tutt’oggi scarsa applicazione. 

Il tema è approfondito al punto 5.1 del testo e prende in esame i requisiti di isolamento al rumore trasmesso per via aerea e di calpestio, prescrive i valori del tempo di riverberazione dei locali e stabilisce i limiti del livello del rumore emesso dagli impianti. Al fine di verificare i livelli di prestazione forniti dai singoli componenti edilizi e dell’intero edificio, il Decreto richiede che vengano eseguite misure in laboratorio ed in opera. I valori ottimali dei tempi di riverberazione vanno determinati in funzione del volume dell’ambiente e riferiti alle frequenza di centro ottava 250, 500, 1000, 2000Hz. Per l’acustica in generale, in Italia, consideriamo riferimento normativo il DPCM 5/12/1997 “Determinazione dei requisiti acustici passivi degli edifici”, che prescrive i requisiti di isolamento acustico delle diverse unità tecnologiche ed i limiti relativi alla rumorosità degli impianti. In specifico ambito scolastico altri consigli pratici e indicazioni sono contenuti nel Documento dell’Organizzazione Mondiale della Sanità, che ha pubblicato il “Noise in schools”. In questo documento si parla del problema del rumore nelle scuole, con indicazioni in merito ai requisiti acustici minimi e alle tipologie di interventi di bonifica acustica. 

Ci sono diverse ricerche che hanno dimostrato gli effetti del rumore sul rendimento a scuola a causa di difficoltà di concentrazione; così come ci sono conseguenze negative per gli insegnanti il cui tono di voce deve essere molto spesso più alto del dovuto. 

Sono troppe le aule italiane in cui il processo educativo avviene in ambienti eccessivamente rumorosi e la memoria degli studenti cala quando viene mene la capacità di attenzione nell’ascoltare l’insegnante. 

Tra i diversi studi svolti in materia, citiamo quello dell’Università degli Studi di Brescia, in collaborazione con l’Associazione dei genitori dei bambini sordi bresciani ed Ecophon. La ricerca si è concentrata su un campione di 451 studenti e 29 insegnanti in tre diverse scuole italiane, all’interno del progetto De.C.I.So. Gli istituti interessati sono: la scuola primaria Rodari a Verona, la scuola media Calvino a Chiesanuova e la scuola superiore Copernico a Brescia. 

I risultati raccolti sono stati i seguenti: 

• Il 94% degli studenti in aule trattate acusticamente dichiara di riuscire a concentrarsi completamente o parzialmente. Tale percentuale scende al 57 % in aule non trattate. 

• Il 94% degli studenti nelle aule bonificate ha dichiarato di sentire e capire che cosa dice l‘insegnante. Tale percentuale si riduce al 76 % nelle aule non trattate acusticamente. 

• L’86% degli insegnanti dichiara di aver notato un miglioramento da parte degli studenti, che lavorano con più calma e concentrazione. 

• L’84% degli insegnanti valuta l’ambiente sonoro delle aule trattate acusticamente da buono o molto buono. 

Se ci soffermiamo sulle variabili che rendono migliore un ambiente da un punto di vista acustico, la prima da prendere in considerazione è il tempo di riverberazione, che è la riflessione del suono sulle pareti, creando una condizione più o meno intensa di “rumore”. E’ possibile intervenire e lavorare a questo proposito, migliorando le condizioni degli ambienti e favorendo la possibilità di essere sentiti e compresi bene senza alzare eccessivamente la voce (chiarezza). Altri interventi riguardano la diffusione del suono all’interno di uno spazio e i livelli di rumore dati dalla combinazione di tutti i suoni prodotti. 

I risultati possono essere davvero notevoli e migliorare di molto il comfort interno. Da considerare anche il livello di isolamento per ridurre il rumore di calpestio, nel caso che l’edificio scolastico sia su più piani. Allo stesso tempo è importante isolarsi anche dai rumori provenienti dall’esterno (isolamento acustico di facciata). Nel caso degli interventi di Ecophon sulle tre scuole prese in esame si ha avuto una diminuzione del tempo di riverberazione che ha raggiunto il 75% nella scuola Rodari, il 73% nella scuola Copernico e il 50% nella Calvino. 

Uno studio svolto negli Stati Uniti (Shield, B.M. and Dockrell, J.E.: The effects of environmental and classroom noise on the academic attainments of primary school children. Journal of the Acoustical Society of America ) ha appurato che un aumento di 10 decibel (dB) del rumore di fondo corrisponde in media ad una riduzione dei voti tra il 5% e il 7%. Questo si collega ad altri studi dove viene dimostrato, ad esempio, gli studenti rimangono più concentrati e si stancano meno, si sentono più incoraggiati a collaborare e partecipare alle lezioni, in aule dove la comprensione del discorso aumenta del 25%4 e gli alunni parlano con un livello di voce inferiore di 10 dB, mentre il livello acustico generale diminuisce di 13 dB. 

La comprensione e la concentrazione assumono un significato ancora maggiore per tutti quegli studenti che seguono le lezioni in una lingua diversa dalla lingua madre, introversi, affetti da deficit d’attenzione, iperattività, con problemi di udito o autismo. Si calcola che il 21% della popolazione scolastica è costituita da soggetti di questo tipo, con difficoltà di ascolto. Nel loro caso un miglioramento acustico può davvero fare la differenza. Il rumore è uno dei nemici principali anche degli insegnanti, spesso costretti a sforzarsi per farsi sentire, sottoponendo a stress le proprie corde vocali. Un problema non da poco, considerando che per gli insegnanti è 32 volte più probabile avere problemi di voce rispetto a chi svolge professioni simili. Nelle scuole primarie del Regno Unito ad esempio si registrano 73 giornate di insegnamento perse all’anno a causa degli sforzi alla gola da par te degli insegnanti. Eppure basterebbe correggere l’acustica nelle aule per ridurre il loro affaticamento, è sufficiente una riduzione di 10 decibel perché l’orecchio umano percepisca un dimezzamento del rumore, inoltre è stato calcolato che un buon ambiente acustico riduce la frequenza cardiaca degli insegnanti di 10 battiti al minuto. 

Per la soluzione del problema acustico possono esserci diverse tipologie di intervento, una prima distinzione da fare riguarda la protezione della scuola dai rumori esterni e le condizioni di comfort acustico nonostante i rumori interni. Nel primo caso si interviene sia sulla scuola stessa, intervenendo sulla stratigrafia delle pareti esterne, che su altri elementi utili sulla base dalla sorgente del rumore e dalla sua localizzazione. Si possono ottenere risultati tramite strategie progettuali legate all’orientamento dell’edificio, alla sua forma o a delle schermature attraverso altri edifici meno sensibili o barriere appositamente progettate (efficaci se hanno una massa superficiale superiore a 12 kg/mq e indicate principalmente per le frequenze medioalte). Ne sono un esempio i muri verdi, che possono essere realizzati con muri cellulari, moduli a vaschetta in calcestruzzo riempiti con della terra o elementi di diversi materiali assemblati in modo tale che si possano riempire con materiale vegetale. 

In generale, per quanto riguarda tutti gli interventi di isolamento dell’edificio dal rumore esterno, oltre ad un’attenta progettazione sono fondamentali le fasi della posa in opera, che se non viene eseguita in modo impeccabile può vanificare completamente ogni intento, rendendo un necessario intervento a posteriori ancora più complicato. Il parametro da considerare è quello di isolamento acustico di facciata, i cui limiti, molto restrittivi, sono fissati dal DPCM 5/12/1997: il limite inferiore dell’indice di valutazione dell’isolamento acustico di facciata normalizzato al tempo di riverberazione è 48 dB. Il punto debole di questa imposizione è il non considerare l’ambiente in cui si trova l’edificio, che può essere acusticamente molto vario. In merito al tipo di intervento da eseguire in facciata si deve notare che i requisiti acustici non sono gli unici da rispettare e ipotizzando la presenza nella stratigrafia dell’involucro opaco un buon livello di isolamento termico, si deduce che anche le prestazioni acustiche ne giovano. Molti degli isolanti termici, soprattutto quelli fibrosi, hanno anche capacità di isolamento acustico e per ognuno sono note le capacità fonoassorbenti. La scelta dei materiali, quindi, è fondamentale. Particolare attenzione a quegli edifici che prevedono finiture di materiali metallici, che possono causare il propagarsi di rumori provenienti dall’esterno (ad esempio quello della pioggia) e che devono prevedere opportuni strati smorzanti per tutelare il comfort interno. 

Un discorso apposito va fatto per i componenti in vetro. Gli infissi, come per l’aspetto termico, rappresentano dei punti critici che devono essere progettati adeguatamente. Le prestazioni di un vetro singolo non sono ovviamente sufficienti per ottenere dei livelli acustici accettabili, soprattutto in luoghi molto rumorosi. Meglio quindi l’utilizzo di vetrocamera stratificati, che offrono un miglior grado di isolamento, per quanto non influisca lo spessore dell’intercapedine tra uno strato e l’altro. Per il gas utilizzato per le intercapedini meglio lo zolfo rispetto ad aria e Argon. Passiamo ora all’interno e alla necessità di ridurre i rumori che provengono da attività svolte nell’edificio o dal funzionamento degli impianti, soprattutto quelli a ciclo continuo. Da qui la necessità di porre molta attenzione alle pareti divisorie, ai solai interpiano e all’isolamento degli impianti. Soprattutto in un ambiente come quello scolastico, può facilmente capitare che in due spazi confinanti ci siano attività molto diverse fra loro. Si pensi ad esempio alle palestre, alle mense o alle aule di musica, in cui il livello di rumore prodotto è sicuramente poco compatibile con le condizioni necessarie per svolgere la regolare attività didattica in un’aula “normale”. Prima di tutto, anche in questo caso ci sono alcuni accorgimenti progettuali, come un corretto studio del layout degli ambienti interni e la possibilità di realizzare spazi cuscinetto per proteggere le aree più sensibili. 

A seconda della tipologia di struttura verticale sono possibili diverse soluzioni. Nel caso in cui si tratti di partizioni pesanti, realizzate ad esempio in blocchi di laterizio che formano una doppia parete, è possibile “disassociare” i due elementi con l’inserimento di strati elastici, evitando la trasmissione meccanica del rumore. 

Nell’intercapedine, con uno spessore minimo di 5 cm, è possibile inserire del materiale fonoassorbente, così come aiuta realizzare le due pareti di uno spessore diverso (ad esempio 8 e 12 cm). 

Un discorso simile vale per le par tizioni leggere, in cui ovviamente fa la differenza lo spessore delle lastre in gesso, la presenza dell’intercapedine, il materiale della struttura e la tipologia di messa in opera. Nella maggior par te dei casi si opta per riempire almeno in parte l’intercapedine con del materiale fonoassorbente, raggiungendo spesso anche prestazioni molto elevate. 

Nel caso dei solai attenzione al rumore da calpestio, ci sono soluzioni “cuscinetto” , elementi orizzontali fonoassorbenti che servono a fermare il rumore prima che venga trasmesso alla par te strutturale del solaio. Infatti, vengono posizionati al di sotto dello strato di finitura, quindi del pavimento, e del massetto evitando continuità fra questo e la struttura. Si realizza un pavimento galleggiante che grazie all’interposizione di un materiale elastico evita collegamenti rigidi con il solaio. Nel caso in cui questo intervento non sia possibile, ci sono dei materiali resilienti per le pavimentazioni, come la gomma, che permettono di attenuare il rumore da calpestio. In generale, vale comunque la regola per cui per evitare la trasmissione del rumore da una struttura all’altra è utile, oltre ad oppor tune strategie di isolamento acustico, anche la creazione di interruzioni fra i diversi elementi. 

Ultima considerazione riguarda la possibilità di creare contropareti fonoassorbenti o rivestire quelle esistenti con appositi materiali, in modo da assorbire i suoni, con vantaggi sia per l’ambiente stesso che per quelli confinanti. Questi materiali riducono il riverbero acustico con un miglior grado di comfort e abbattono il rumore che può essere trasmesso nei locali confinanti. Serve un’accurata progettazione del posizionamento di questi elementi e una scelta ponderata, in base al loro coefficiente di assorbimento (rapporto tra la capacità di assorbimento e l’energia sonora incidente).