XLAM VS TELAIO

Il comfort acustico negli edifici residenziali e pubblici è regolamentato da una serie di documenti normativi in Ucraina, il principale dei quali è la DBN V.2.2-24:2009 “Edifici e strutture. Protezione dal rumore”. Questo documento definisce i livelli minimi ammissibili di isolamento acustico per diversi tipi di strutture di tamponamento. Gli indicatori principali sono l’indice di isolamento del rumore aereo (R_w) e l’indice del livello di rumore da calpestio normalizzato (L_nw). Ad esempio, per le pareti tra appartamenti e i solai negli edifici residenziali, la DBN richiede R_w non inferiore a 52 dB, e L_nw non superiore a 58 dB. Per le pareti divisorie interne, i requisiti sono meno rigorosi, generalmente R_w da 43 a 45 dB.

Il valore R_w si misura in condizioni di laboratorio secondo lo standard europeo EN ISO 10140 e si valuta secondo la EN ISO 717-1. Questo indice riflette la capacità della struttura di attenuare il rumore trasmesso per via aerea, ad esempio, conversazioni o musica. Più alto è il valore di R_w, migliore è l’isolamento acustico. Il rumore da calpestio (L_nw) si misura secondo la EN ISO 10140 e si valuta secondo la EN ISO 717-2 e caratterizza la trasmissione del rumore generato da un impatto meccanico diretto, ad esempio, i passi sul pavimento. Un basso valore di L_nw indica un efficace assorbimento del rumore da calpestio. È importante comprendere che questi indicatori sono integrali, e per un’analisi completa è necessario considerare il comportamento in funzione della frequenza dei materiali.

In precedenza era in vigore anche la DBN V.1.1-3-97 “Protezione dal rumore”, ora sostituita o integrata dalla V.2.2-24:2009, ma le sue disposizioni potevano essere utilizzate nei progetti sviluppati prima dell’entrata in vigore della nuova DBN. Va considerato che per i solai interpiano, specialmente nelle case in legno, la normazione del rumore da calpestio è particolarmente critica. La DBN V.2.6-14-97 “Strutture di edifici e strutture. Coperture e solai” contiene anch’essa requisiti per le caratteristiche acustiche dei solai. Per raggiungere la conformità a queste norme, architetti e ingegneri devono scegliere accuratamente materiali e soluzioni costruttive, applicando sia sistemi massicci che multistrato con intercapedini elastiche. Un’attenzione insufficiente a questi requisiti può causare una significativa riduzione del comfort di esercizio dell’edificio e la necessità di costose modernizzazioni acustiche in futuro.

Oltre ai requisiti diretti di isolamento acustico, le norme ucraine prestano attenzione anche all’eliminazione dei ponti acustici e alla conformità dei sistemi di ventilazione e degli impianti tecnologici alle norme di inquinamento acustico. Ad esempio, i sistemi di ventilazione con recupero di calore devono essere progettati in modo che il livello di rumore dal loro funzionamento non superi i valori ammissibili, che generalmente sono di 25-30 dB durante la notte per le camere da letto. Garantire il comfort acustico è un compito complesso, che richiede un approccio integrato in tutte le fasi di progettazione e costruzione.

I pannelli XLAM (Cross-Laminated Timber) sono lastre lignee multistrato, dove ogni strato di legno viene incollato perpendicolarmente al precedente. Questa tecnologia crea un materiale ad alta resistenza e stabile, con una massa considerevole. Proprio la massa è il fattore chiave nel garantire l’isolamento del rumore aereo secondo la legge della massa. Maggiore è la densità superficiale della struttura di tamponamento (kg/m²), migliore è l’isolamento dal rumore aereo.

I tipici pannelli XLAM per pareti o solai hanno uno spessore da 100 mm a 200 mm e una densità superficiale da 400 kg/m² a 800 kg/m², il che garantisce R_w al livello di 35-45 dB per strutture monostrato. Ciò generalmente soddisfa i requisiti per le pareti divisorie interne, ma non è sufficiente per le pareti tra appartamenti o le chiusure esterne in contesti urbani, dove R_w può raggiungere 50-60 dB. Ad esempio, un pannello XLAM a 5 strati di spessore 140 mm può avere R_w di circa 40-42 dB. Questo valore è soddisfacente per le pareti interne, ma per la conformità alla DBN V.2.2-24:2009 per le pareti tra appartamenti (R_w ≥ 52 dB) richiede misure aggiuntive.

Il limite della massa pura dell’XLAM consiste nel fatto che la sua efficacia si riduce alle basse frequenze, ed esiste anche l’effetto di “coincidenza di frequenza”, quando la lunghezza dell’onda sonora coincide con le dimensioni del pannello, causando risonanza e peggioramento dell’isolamento acustico. Per migliorare le caratteristiche acustiche delle strutture in XLAM si applicano soluzioni multistrato. Può trattarsi di un rivestimento aggiuntivo in lastre di cartongesso (12,5-15 mm), fissato tramite profili elastici o su una struttura metallica con lana acustica nell’intercapedine. Ad esempio, una parete XLAM di 140 mm con due strati di cartongesso da 12,5 mm su ciascun lato su strutture metalliche indipendenti, con lana minerale di 50 mm in ciascuna intercapedine, può raggiungere R_w superiore a 55 dB, soddisfacendo i requisiti più rigorosi della DBN.

Per combattere il rumore da calpestio nei solai in XLAM, è particolarmente importante l’applicazione dei pavimenti galleggianti. Ciò significa che il rivestimento finale del pavimento viene posato su un materiale isolante elastico (ad esempio, lana minerale ad alta densità, polistirene espanso con speciali proprietà acustiche o sottofondo in sughero), separandolo dalla lastra XLAM portante. Lo spessore dell’intercapedine elastica e dello strato finale del pavimento influiscono significativamente sull’indice L_nw. Un tipico solaio XLAM di 160 mm senza isolamento acustico aggiuntivo può avere L_nw di circa 70-75 dB, il che è inaccettabile. Con l’aggiunta di un massetto galleggiante (50-70 mm) su un sottofondo elastico (10-20 mm), L_nw può essere ridotto a 50-55 dB, il che è già conforme alle norme. Questa tecnologia permette di smorzare efficacemente la trasmissione delle vibrazioni alla struttura portante.

Le strutture a telaio, a differenza dei massicci pannelli XLAM, si basano sul principio “massa-molla-massa” (MMM) per raggiungere un efficace isolamento acustico. L’essenza di questo principio consiste nel fatto che il suono, attraversando la struttura, incontra due masse (i rivestimenti), separate da un’intercapedine elastica (intercapedine d’aria e/o materiale fonoassorbente). Questo sistema funziona come un risonatore di Helmholtz, dove l’energia dell’onda sonora viene assorbita e dissipata nel mezzo elastico.

Una tipica parete a telaio è composta da montanti in legno o metallo, rivestiti su entrambi i lati con materiali in lastre, come cartongesso (GKL), OSB o compensato. Tra i montanti si posa un materiale fonoassorbente, generalmente lana minerale o lana di roccia, che ha elevati indici di assorbimento acustico. Lo spessore della lana e la sua densità, nonché il numero e lo spessore degli strati di rivestimento, sono parametri chiave per raggiungere gli R_w e L_nw necessari.

Per le pareti divisorie interne è sufficiente un unico montante con due strati di cartongesso da 12,5 mm su ciascun lato e 100 mm di lana minerale. Tale struttura può garantire R_w nell’intervallo di 45-50 dB. Tuttavia, per le pareti tra appartamenti o le pareti che separano ambienti con diversi livelli di rumore, sono necessarie soluzioni più complesse. Le più efficaci sono i telai doppi, dove ciascun lato della parete ha una propria struttura indipendente, non collegata all’altra. Ciò crea due “circuiti” completamente separati, il che aumenta notevolmente l’isolamento acustico. Un telaio doppio con due strati di cartongesso da 12,5 mm su ciascun lato e 50 mm di lana minerale in ciascuna intercapedine (spessore totale della parete circa 250-300 mm) può raggiungere R_w al livello di 60 dB e oltre, superando ampiamente i requisiti della DBN V.2.2-24:2009.

Inoltre, per migliorare l’isolamento acustico nei sistemi a telaio si applicano pendini e profili elastici speciali, che minimizzano la trasmissione delle vibrazioni dal rivestimento al telaio. L’uso di cartongesso di diverso spessore (ad esempio, 12,5 mm + 15 mm) su un lato aiuta anche ad ampliare l’intervallo di frequenze in cui la struttura smorza efficacemente il suono, evitando l’effetto di “coincidenza di frequenza”. L’efficacia dei sistemi a telaio dipende notevolmente dalla qualità del montaggio, dalla tenuta ermetica di tutti i giunti e dall’assenza di fessure, che sono ponti acustici. Un montaggio corretto garantisce la durabilità e la funzionalità dell’intero sistema. Grazie alla loro adattabilità, i sistemi a telaio permettono di progettare strutture con diversi livelli di isolamento acustico, ottimizzandoli in base a requisiti acustici specifici e al budget del progetto.

Confrontando gli indici di isolamento del rumore aereo (R_w) tra strutture in XLAM e a telaio, diventa evidente che entrambe le tecnologie possono garantire un elevato livello di comfort acustico, ma lo raggiungono in modi diversi e con diversa efficacia a determinate frequenze. L’XLAM, grazie alla sua massività, dimostra buoni indici R_w, specialmente alle frequenze medie e alte. Ad esempio, una tipica parete XLAM monostrato di spessore 160 mm può avere R_w di circa 43-45 dB. Tuttavia, alle basse frequenze la sua efficacia può ridursi, e con determinati fenomeni di risonanza – calare notevolmente.

Le strutture a telaio, basandosi sul principio MMM, mostrano risultati eccellenti su un ampio intervallo di frequenze, gestendo particolarmente bene il rumore a bassa frequenza grazie all’intercapedine elastica. Un telaio doppio con rivestimento multistrato può raggiungere R_w di 60-65 dB. La tabella seguente illustra i valori tipici di R_w per diverse configurazioni:

Come si vede dalla tabella, per raggiungere elevati indici di isolamento acustico entrambe le tecnologie richiedono l’applicazione di “pacchetti” multistrato. L’XLAM necessita di strati aggiuntivi per compensare le sue proprietà di risonanza e aumentare la massa alle basse frequenze, mentre il telaio utilizza la multistratificazione per ottimizzare l’effetto MMM. In questo caso, le strutture a telaio sono spesso più flessibili nel raggiungere elevati R_w grazie alla facile modifica della composizione degli strati e dello spessore dell’intercapedine. È importante considerare che gli indici pratici di isolamento acustico possono differire da quelli di laboratorio R_w a causa della qualità del montaggio, della presenza di fessure e di altri ponti acustici, il che richiede un’attenta progettazione dei nodi e il controllo dell’esecuzione dei lavori.

Il rumore da calpestio è uno dei problemi più complessi nelle strutture in legno, specialmente nei solai. È un rumore generato da un impatto meccanico diretto, come passi, caduta di oggetti o spostamento di mobili, e trasmesso attraverso gli elementi costruttivi sotto forma di vibrazioni. L’indice del livello di rumore da calpestio normalizzato (L_nw) è un indicatore chiave, e secondo la DBN V.2.2-24:2009, per i solai interpiano non deve superare 58 dB.

Per i solai in XLAM, che sono relativamente rigidi e conducono bene le vibrazioni, un ruolo decisivo è svolto dai sistemi di “pavimento galleggiante”. Questa soluzione prevede la posa del rivestimento finale del pavimento su un’intercapedine isolante elastica, che lo separa dalla lastra XLAM portante. L’intercapedine elastica può essere realizzata in lana minerale ad alta densità (ad esempio, 80-120 kg/m³), speciali tappetini acustici in polistirene espanso o sughero. Sopra l’intercapedine elastica si posa un massetto pesante (cementizio-sabbioso o a secco in fibrogesso) di spessore 50-70 mm. Tale struttura separa efficacemente la fonte del rumore da calpestio dalla struttura portante, riducendo notevolmente L_nw da 70-75 dB (per la lastra XLAM nuda) a 48-55 dB, il che è conforme alle norme ucraine.

Nei solai a telaio, la lotta contro il rumore da calpestio si basa anch’essa sul principio della separazione e della multistratificazione. Qui gli elementi principali sono: 1) uno strato fonoisolante tra le travi del solaio (lana minerale o di roccia di spessore 150-250 mm), 2) un “pavimento galleggiante” sul lato superiore, analogo ai sistemi in XLAM, 3) un controsoffitto su pendini elastici sul lato inferiore. È importante utilizzare lastre di cartongesso acustico e pendini elastici, per evitare ponti acustici diretti. Ad esempio, un solaio a telaio con travi da 200 mm, riempito di lana minerale, con massetto galleggiante di 60 mm su sottofondo elastico e controsoffitto in doppio cartongesso su pendini antivibranti, può raggiungere L_nw al livello di 45-50 dB.

Un aspetto critico è anche la progettazione dei nodi di raccordo dei solai alle pareti. Va evitato il fissaggio rigido del massetto alle pareti lungo il perimetro, utilizzando nastri di smorzamento. Questa analisi dettagliata del nodo deve essere chiaramente riportata nella documentazione di progetto, poiché qualsiasi collegamento rigido può causare la trasmissione laterale del rumore da calpestio attraverso le pareti. Va ricordato anche che tutti gli impianti tecnologici che attraversano il solaio devono essere isolati con inserti flessibili, per non creare canali aggiuntivi per la trasmissione del rumore. Ciò garantisce l’integrità della protezione acustica dell’edificio.

La trasmissione laterale del rumore (o trasmissione indiretta) è la propagazione del suono non solo attraverso la struttura di tamponamento direttamente (ad esempio, una parete o un solaio), ma anche attraverso gli elementi adiacenti dell’edificio (pareti confinanti, pavimenti, soffitti). Questo meccanismo è particolarmente rilevante per le strutture leggere e rigide, come quelle in legno, incluse XLAM e case a telaio, poiché il legno è un buon conduttore di vibrazioni. Anche se la struttura principale ha elevati indici R_w e L_nw, la trasmissione laterale può ridurre notevolmente l’isolamento acustico complessivo dell’ambiente. Secondo la EN ISO 717-1, gli indici R’_w (isolamento acustico effettivo nell’edificio) sono sempre inferiori a quelli di laboratorio R_w a causa dell’effetto della trasmissione laterale.

Per le strutture in XLAM, la trasmissione laterale può avvenire attraverso i pannelli di parete e soffitto collegati tra loro. Il metodo principale di lotta è l’uso di elementi di separazione elastici nei nodi di collegamento. Ad esempio, tra i pannelli XLAM di pareti e solai possono essere posati nastri fonoisolanti o guarnizioni elastiche in gomma, sughero o materiali polimerici speciali. È efficace anche l’applicazione di pareti doppie, dove il contorno esterno e interno della parete sono massimamente separati l’uno dall’altro. Nei solai, oltre al pavimento galleggiante, è importante garantire la separazione acustica delle pareti che poggiano sul solaio dalla lastra XLAM stessa, utilizzando guarnizioni elastiche sotto la trave inferiore o la soglia della parete.

Nelle case a telaio, la trasmissione laterale è anch’essa un problema critico. Ciò riguarda in particolare il fissaggio rigido delle lastre di cartongesso ai montanti, che trasmettono le vibrazioni per tutto il telaio. Per minimizzare questo fenomeno si applicano le seguenti soluzioni: 1) telai indipendenti, dove le pareti confinanti non hanno un collegamento rigido diretto, 2) uso di rondelle o guarnizioni elastiche nei punti di fissaggio del rivestimento ai montanti, 3) applicazione di nastri di disaccoppiamento antivibrante lungo il perimetro dei tramezzi, dove essi confinano con pareti portanti, pavimento e soffitto. Ciò crea un giunto “morbido”, che impedisce la propagazione delle vibrazioni.

L’analisi dettagliata del nodo di collegamento della parete esterna e del solaio interpiano in una casa in legno prevede spesso l’applicazione di soluzioni multistrato con alternanza di materiali massicci ed elastici. Ad esempio, per una casa in XLAM, il nodo di collegamento della parete esterna in XLAM con il solaio in XLAM può includere una guarnizione elastica tra i pannelli, un rivestimento aggiuntivo antivibrante in cartongesso con lana acustica all’interno, che interrompe la trasmissione diretta del rumore. L’obiettivo finale è garantire un’architettura del nodo che impedisca la trasmissione delle onde sonore attraverso le strutture adiacenti, garantendo così la conformità ai requisiti generali di isolamento acustico dell’edificio secondo le DBN.

Gli impianti tecnologici sono una fonte frequente di ponti acustici, che possono annullare tutti gli sforzi per migliorare l’isolamento acustico di pareti e solai. Ciò è particolarmente rilevante per le strutture in legno, sia in XLAM che a telaio. Una progettazione e un montaggio scorretti dei sistemi di ventilazione, approvvigionamento idrico, fognatura e cablaggio elettrico possono causare la trasmissione di rumore strutturale e aereo tra gli ambienti, oltre che da fonti esterne.

Nelle case in XLAM, dove le strutture sono massicce, la posa degli impianti richiede particolare attenzione. I canali per la ventilazione, i montanti di approvvigionamento idrico e fognatura, nonché i cavi elettrici che attraversano i pannelli XLAM, devono essere isolati. Ciò significa che le aperture nei pannelli devono essere accuratamente sigillate, utilizzando materiali elastici (ad esempio, sigillanti acustici o lana minerale). I tubi e i condotti dell’aria che attraversano pareti e solai devono essere avvolti in materiali fonoisolanti e non avere contatto rigido con le strutture portanti. L’uso di inserti flessibili prima dell’ingresso nella parete o nel solaio minimizza la trasmissione delle vibrazioni dai tubi alla struttura. Ad esempio, i manicotti fonoassorbenti per i tubi che attraversano l’XLAM sono obbligatori.

Per le case a telaio, l’integrazione degli impianti tecnologici è più flessibile, poiché è possibile posare gli impianti all’interno delle cavità di pareti e soffitti. Tuttavia, ciò crea anche rischi di ponti acustici. Le prese elettriche posizionate una di fronte all’altra in una parete a telaio sono un esempio classico di canale acustico diretto. Per evitare ciò, è opportuno sfalsare le prese e/o utilizzare speciali scatole fonoisolanti. I canali di ventilazione, specialmente le griglie di trasferimento tra ambienti, devono avere silenziatori integrati o essere realizzati sotto forma di strutture labirintiche. Il design d’interni e la disposizione delle apparecchiature tecniche devono anch’essi tenere conto dei principi acustici.

Un aspetto importante è anche l’isolamento antivibrante delle apparecchiature. Compressori delle pompe di calore, unità di ventilazione, stazioni di pompaggio e altre apparecchiature tecnologiche devono essere montati su supporti o pendini antivibranti. Ciò previene la trasmissione del rumore strutturale dalle apparecchiature in funzione a tutto l’edificio. La sigillatura di tutti i giunti, fessure e aperture è fondamentale per entrambi i tipi di strutture. Anche la minima non ermeticità può ridurre notevolmente l’efficacia dell’isolamento acustico, poiché il suono, come l’acqua, trova il percorso più facile. Pertanto, un controllo qualità dettagliato del montaggio degli impianti tecnologici è parte integrante della garanzia del comfort acustico.

Gli aspetti economici della scelta e della realizzazione di soluzioni di isolamento acustico nella costruzione di case in XLAM e a telaio devono considerare non solo gli investimenti iniziali, ma anche il costo totale di possesso (Total Cost of Ownership, TCO) e il ritorno a lungo termine. A prima vista, strati aggiuntivi di cartongesso, guarnizioni elastiche o nodi più complessi possono sembrare costi superflui, tuttavia sono un investimento nel comfort e nella qualità della vita, che influisce direttamente sul valore di mercato dell’immobile.

I costi iniziali per l’isolamento acustico di una casa in XLAM possono essere leggermente superiori rispetto a una struttura a telaio di base, poiché i pannelli XLAM sono di per sé un materiale più costoso. Tuttavia, grazie alla loro massività, hanno già un certo livello di isolamento acustico naturale, il che può ridurre la necessità di alcuni “pacchetti” acustici complessi. I costi aggiuntivi per pavimenti galleggianti e guarnizioni di disaccoppiamento nelle strutture in XLAM sono compensati dalla durabilità e dalla velocità di montaggio delle strutture principali. Gli investimenti in un isolamento acustico di qualità nella fase di costruzione di una casa in XLAM permettono di evitare modernizzazioni acustiche molto più costose in futuro.

Per le case a telaio, il costo dell’isolamento acustico è più flessibile e dipende in gran parte dal livello di R_w e L_nw da raggiungere. Una parete a telaio standard con un solo strato di cartongesso su ciascun lato e lana minerale è relativamente economica, ma i suoi indici di isolamento acustico non soddisferanno gli elevati standard della DBN. Per raggiungere R_w > 52 dB e L_nw < 58 dB, è necessario applicare telai doppi, rivestimento multistrato e materiali fonoassorbenti efficaci, il che aumenta il costo della costruzione. Tuttavia, tale investimento è economicamente giustificato, poiché migliora notevolmente il comfort acustico. Dal punto di vista del TCO, una casa con un buon isolamento acustico presenta una serie di vantaggi. In primo luogo, garantisce un livello superiore di privacy e tranquillità, il che influisce positivamente sulla salute e sul benessere degli abitanti. Ciò riduce la probabilità di reclami e conflitti, specialmente nei condomini o nelle case situate vicino a fonti di rumore. In secondo luogo, un isolamento acustico di qualità aumenta il valore di mercato dell'immobile e la sua attrattiva per potenziali acquirenti o affittuari. I moderni acquirenti prestano sempre più attenzione al comfort acustico come uno dei criteri chiave nella scelta dell'abitazione. In terzo luogo, una corretta progettazione delle soluzioni di isolamento acustico nella fase di progettazione e costruzione è un'opzione molto più economica ed efficace rispetto a qualsiasi tentativo di correggere la situazione dopo il completamento della costruzione. Considerando questi fattori, gli investimenti in un isolamento acustico di qualità hanno un elevato ritorno, sia finanziario che sociale.