La riqualificazione energetica ed acustica degli edifici

La riqualificazione energetica del patrimonio edilizio esistente è un argomento ormai da qualche anno “sotto i riflettori” dell’opinione pubblica italiana. Si pensi ad esempio all’Ecobonus e alle Detrazioni del 65%, il legislatore ha provveduto nel corso degli anni ad incentivare economicamente opere volte ad un miglioramento della prestazione energetica degli edifici: sostituzione dei serramenti, sostituzione della caldaia, installazione pannelli solari, ecc…

Come migliorare la prestazione di un edificio sia dal punto di vista termico che da quello acustico

La riqualificazione energetica di un appartamento o di un sito ricettivo è condizione necessaria per garantire agli occupanti un elevato comfort abitativo, ma non sufficiente. Quante volte il benessere degli occupanti è danneggiato da fastidiosi rumori provenienti dall’ambiente esterno oppure da vicini rumorosi!

È quindi importante, in affiancamento alla riqualificazione energetica di un immobilie provvedere in parallelo ad una riqualificazione acustica.

In questo focus verranno analizzate entrambe le tipologie di riqualificazione di un immobile, energetica e acustica, sia dal punto di vista legislativo che da quello della normativa tecnica di riferimento. La spiegazione teorica sarà accompagnata da un esempio pratico svolto mediante l’utilizzo del software TERMOLOG Modulo PROGETTISTA per la riqualificazione energetica e del software ACUSTILOG per la parte di riqualificazione acustica.

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Scopri il calcolo previsionale dei requisiti acustici passivi degli edifici

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Riqualificazione energetica: evoluzione normativa

La disciplina relativa all’efficienza energetica degli edifici ha avuto un interessante sviluppo legislativo nel corso del tempo:

Tipologie di intervento per la riqualificazione energetica

Il riferimento legislativo nazionale è rappresentato dal D.M. 26/06/2015, denominato anche Decreto requisiti minimi, che individua quali sono le principali tipologie di intervento a cui può essere sottoposto un edificio esistente al fine di modificarne e migliorarne la prestazione energetica.
Nelle seguenti tabelle una sintesi delle varie tipologie ed una descrizione delle stesse, distinguendo tra demolizioni e ampliamenti, ristrutturazioni importanti e riqualificazioni energetiche.

Tipologia	Caratteristiche principali
Demolizione e ricostruzione	Edifici sottoposti a demolizioni e ricostruzioni
Ampliamento con nuovo impianto	Ampliamento volumetrico di edificio esistente dotato di nuovo impianto tecnico
Ampliamento con estensione di impianto esistente	Ampliamento volumetrico di edificio esistente collegato a impianto termico esistente

Tipologia	Caratteristiche principali
Ristrutturazioni importanti di 1° livello	Per avere questo tipo di ristrutturazione occorre siano verificate entrambe queste condizioni:intervento che interessa l’involucro edilizio con un’incidenza > 50% della superficie disperdente lorda complessiva dell’edificiorifacimento impianto
Ristrutturazioni importanti di 2° livell	L’intervento interessa l’involucro edilizio con una incidenza > 25% della superficie disperdente lorda complessiva dell’edificio. L’intervento può interessare (quindi potrebbe anche non interessarlo) l’impianto

Tipologia	Caratteristiche principali
Riqualificazione energetica dell’involucro	L’intervento interessa l’involucro edilizio con una incidenza < 25% della superficie disperdente lorda complessiva dell’edificio.
Nuova installazione di impianto	Intervento di nuova installazione dell’impianto termico per i servizi di riscaldamento, raffrescamento, acs.
Ristrutturazione di impianto esistente	Intervento di ristrutturazione dell’impianto termico esistente per i servizi di riscaldamento, raffrescamento, acs.
Sostituzione del generatore	Interventi di sostituzione del generatore

Riqualificazione energetica: parametri da sottoporre a verifica

Una volta stabilita in quale tipologia del Decreto Requisiti Minimi è possibile fare ricadere l’intervento di riqualificazione energetica in progetto, il legislatore richiede che alcuni parametri che caratterizzano dal punto di vista energetico il sistema edificio/impianto rispettino precisi standard prestazionali.

In riferimento all’involucro disperdente dell’edificio, le principali verifiche richieste riguardano:

Coefficiente globale di scambio termico per trasmissione per unità di superficie disperdente (H’_T)

Il coefficiente medio globale di scambio termico per trasmissione per unità di superficie disperdente H’_T punta l’attenzione sul contenimento dello scambio termico ovvero sulla risposta dell’involucro alla fuoriuscita di calore durante il periodo di riscaldamento.

Il parametro H’_T deve essere inferiore al valore limite riportato nelle seguenti tabelle, in funzione della zona climatica e del rapporto Superficie disperdente / Volume:

Rapporto di forma (S/V)	Zona climatica (A e B, C, D, E, F)
Ampliamenti e Ristrutturazioni importanti di 2° liv per tutte le tipologie edilizie	0,73 – 0,70 – 0,68 – 0,65 – 0,62

FAQ 3.1 MISE (Terza serie, Dicembre 2018)

Domanda:
Nel caso di ristrutturazione importante di secondo livello che comporti solamente l’isolamento dei componenti opachi, senza quindi sostituzione dei componenti trasparenti, l’H’t deve essere determinato includendo nel computo anche i componenti trasparenti?

Risposta:dovranno essere considerate sia le componenti opache che quelle trasparenti se esse appartengono al medesimo soggetto giuridico
dovranno essere considerate solo le componenti opache coinvolte nell’intervento se esse appartengono ad un soggetto giuridico diverso da quello a cui appartengono le parti trasparenti

Verifiche di trasmittanza

Per tutte le strutture riqualificate che delimitano il volume climatizzato verso l’esterno e verso locali non riscaldati occorre verificare che:
U ≤ U_limite [W/m²K]

In cui i valori limite sono riportati nella Appendice B del D.M. 26/06/2015, suddivisi per:

• opache verticali: Tabella 1
• opache orizzontali o inclinate di copertura: Tabella 2
• opache orizzontali di pavimento: Tabella 3
• Chiusure tecniche trasparenti o opache: Tabella 4

ATTENZIONE: i limiti di trasmittanza si considerano comprensivi di ponti termici all’interno delle strutture; quindi la verifica viene condotta sulla trasmittanza dell’elemento comprensiva di ponti termici associati

FAQ 3.16 MISE (Terza serie, Dicembre 2018)

Domanda:
Come va effettuata la verifica della trasmittanza delle strutture (comprensive di ponti termici)?Per ogni singola struttura di ogni singolo locale.
Per tutte le strutture della stessa tipologia con il medesimo orientamento.
Per tutte le strutture della stessa tipologia indipendentemente dall’orientamento.
Risposta:
Per tutte le strutture della stessa tipologia indipendentemente dall’orientamento.
Le tipologie di strutture da considerare sono:strutture opache verticali
strutture opache orizzontali o inclinate di copertura
strutture opache orizzontali di pavimento

Verifiche termoigrometriche delle strutture

Per gli elementi opachi dovranno essere eseguite le verifiche di condensa superficiale e interstiziale secondo la metodologia descritta nella norma UNI EN ISO 13788.

FAQ 3.11 MISE (Terza serie, Dicembre 2018)

Domanda:
La verifica della condensa interstiziale è positiva solo se il valore della condensa è pari a zero o vi è una quantità di condensa per la quale la verifica si ritiene ugualmente positiva? Qual è il riferimento normativo?

Risposta: Si ritiene che la condensazione interstiziale possa considerarsi assente quando siano soddisfatte le condizioni poste dalla norma (UNI EN ISO 13788), ovvero la quantità massima ammissibile e nessun residuo alla fine di un ciclo annuale.

Verifica fattore di trasmissione solare

Per i componenti finestrati con orientamento da Est a Ovest passando per Sud, in presenza di una schermatura mobile, occorre verificare che il fattore di trasmissione solare totale (g_gl+sh) sia inferiore a 0,35.

Riqualificazione energetica in pratica: un esempio di applicazione di cappotto esterno

La posa sulle pareti esterne di un materiale isolante (in gergo cappotto esterno) consente di raggiungere elevate prestazioni energetiche con un buon rapporto costi/benefici.

Nel prosieguo mostreremo come la riqualificazione energetica di un condominio mediante l’installazione di un cappotto esterno può essere progettata avvalendosi nel Modulo PROGETTISTA di TERMOLOG.

Si ipotizzi di installare un cappotto sulle pareti esterne di un condominio di 4 unità abitative ubicato a Torino.

Dato che la riqualificazione:

• coinvolge una superficie disperdente maggiore del 25% della superficie disperdente complessiva dell’edificio
• non coinvolge alcun elemento dell’impianto termico per il servizio di climatizzazione invernale e/o estiva.

può essere quindi “classificato” come una Ristrutturazione importante di 2°liv del Decreto Requisiti Minimi.

Questo tipo di informazione è inserita in TERMOLOG nella schermata del menù Relazione:

La scelta della tipologia di intervento nel menù Relazione di TERMOLOG è significativa in quanto influenza quante e quali verifiche verranno poi effettuate

L’applicazione del cappotto esterno permette di incrementare la performance energetica delle pareti e la sua modellazione in TERMOLOG deve essere eseguita nella stratigrafia della parete, accessibile dal menù Strutture:

Il Decreto Requisiti Minimi specifica che nel caso di ristrutturazione importante di 2° liv le verifiche richieste riguardano esclusivamente gli elementi coinvolti nella riqualificazione energetica.
Per indicare in TERMOLOG quali sono gli elementi da sottoporre a verifica occorre nel menù Strutture mettere la spunta sulle caselle corrispondenti:

Nel progetto in esame i serramenti appartengono ad un soggetto giuridico (i condomini) distinto dalle pareti esterne (il condominio) e pertanto, come da FAQ del MISE, non sono da includersi nelle verifiche, in modo particolare nel calcolo di H’ _T

Si passa quindi alla modellazione geometrica dell’involucro disperdente nel menù Involucro. TERMOLOG mette a disposizione dell’utente diverse modalità di inserimento delle dispersioni:

1. input tabellare: compilazione “manuale” della tabella con le dispersioni
2. input grafico base: importazione nell’area di lavoro di un disegno in formato dxf/dwg da usare come “sfondo” su cui disegnare le strutture disperdenti
3. input grafico avanzato: importazione nell’area di lavoro di un disegno in formato dxf/dwg in cui sono state già inserite le strutture disperdenti e i locali che sono automaticamente riconosciuti in TERMOLOG
4. file IFC: TERMOLOG è un software OPENBIM che permette di importare i modelli creati con i più diffusi CAD 3D mediante un file di interscambio di estensione .IFC

in questo caso ci si è avvalsi di un approccio di tipo 3): è stata importato sul livello piano terra il file .dwg con tutte le strutture disperdenti e i livelli successivi sono stati creati duplicando il livello iniziale. L’edificio in esame è costituito da 4 unità immobiliari fuori terra, con pianta identica.

Terminata la modellazione geometrica del condominio è possibile procedere alle verifiche richieste dal Decreto Requisiti Minimi per una ristrutturazione importante di 2° Liv.

Nel menù Calcolo e diagnosi, nel sottomenù Verifiche di legge sono elencate le verifiche prestazionali eseguite da TERMOLOG:

Le verifiche richieste dal Decreto Requisiti Minimi risultano quindi positive e la riqualificazione energetica dell’involucro disperdente si può ritenere conclusa.

Riqualificazione acustica: obblighi normativi

I requisiti acustici passivi di un edificio (R.A.P.) sono degli indici che caratterizzano il comportamento dei suoi elementi costruttivi nei confronti nei confronti delle sorgenti sonore interne e/o esterne all’edificio stesso. Tali indici sono:

• R’_w: indice di potere fonoisolante apparente
• D_2mTw: indice di isolamento acustico di facciata
• L’_nw: indice di livello di rumore di calpestio di solai
• L_ASmax: livello massimo di pressione sonora ponderata A misurata con costante di tempo slow
• L_Aeq: livello equivalente di pressione sonora ponderata A

Il decreto italiano di riferimento in materia acustica edilizia è il D.P.C.M. 5/12/1997 che fissa i valori limite che possono assumere i R.A.P.:

Ambienti abitativi	Valori limite [dB]
	R’w	D2m,n,T,w	L’nw	LASmax	LAeq
Edifici adibiti ad ospedali, cliniche, case di cura e assimilabili	55	45	58	35	25
Edifici adibiti a residenze, alberghi, pensioni ed attività assimilabili	50	40	63	35	35
Edifici adibiti ad attività scolastiche a tutti i livelli e assimilabili	50	48	58	35	25
Edifici adibiti ad uffici, attività ricreative e di culto, attività commerciali o assimilabili	50	42	55	35	35

Attenzione: i valori limite di R’ _w e D _2mnTw sono da intendersi come valori minimi di isolamento dal rumore interno o esterno, mentre i valori riferiti ai livelli sonori sono da intendersi come valori massimi, cioè livelli sonori che non devono essere superati.

Riqualificazione acustica: ristrutturazioni nel DPCM 05/12/1997

Il D.P.C.M tratta l’argomento dei requisiti acustici passivi per gli edifici di nuova costruzione.
Le ristrutturazioni degli edifici non sono citate direttamente all’interno del decreto. E’ presente tuttavia una nutrita serie di chiarimenti ministeriali e leggi regionali che hanno colmato questa lacuna del D.P.C.M. richiedendo anche per le ristrutturazioni il controllo e la verifica dei R.A.P..

Riqualificazione acustica: calcolo previsionale con le norme UNI 12354

Il D.P.C.M richiede che i requisiti acustici passivi siano rispettati in opera, quindi ad edificio ultimato.

Affinchè al termine dell’opera si possa ottenere il rispetto dei limiti imposti dalla legge, un preciso e accurato modello previsionale deve precedere ed accompagnare la riqualificazione acustica dell’immobile.

Allo stato attuale i documenti tecnici di riferimento a disposizione di chi si approccia ad un calcolo previsionale dei requisiti acustici passivi di un edificio sono rappresentati dalle norme della serie UNI EN ISO 12354 e dal rapporto tecnico UNI TR 11175, che costituisce la traduzione nazionale delle norme europee.

Nell’ottobre 2017 le norme della serie UNI EN ISO 12354 sono state ripubblicate, introducendo delle interessanti novità nei modelli di calcolo delle prestazioni acustiche, evidentemente con l’intento di superare alcune criticità e lacune emerse nell’applicazione delle precedenti versioni del 2002.

Ad oggi, purtroppo, non è ancora stata pubblicata la nuova versione del rapporto tecnico che è uno strumento utile per “tradurre” a livello nazionale alcune pratiche costruttive di ispirazione più nord europea: si sottolinea però che la versione attuale del rapporto tecnico non è ancora stata ritirata dal sito UNI, a differenza delle versioni 2002 delle norme 12354 ritirate da UNI e sostituite con le nuove versioni, quindi si ritiene possa essere ancora consultato come riferimento in attesa della prossima revisione.

I contenuti delle norme della serie UNI EN ISO 12354 sono:

• UNI EN ISO 12354-1: conduce alla stima del potere fonoisolante apparente R’_w di una partizione che separa unità immobiliari distinte
• UNI EN ISO 12354-2: contiene il modello di calcolo per stimare in via previsionale il livello di rumore di calpestio di solai L’_nw
• UNI EN ISO 12354-3: esegue il calcolo dell’isolamento acustico di facciate D_2mnTw.

Riqualificazione acustica in pratica: un esempio di applicazione di cappotto esterno

Valutiamo ora lo stesso esempio analizzato dal punto di vista energetico con TERMOLOG, dal punto di vista acustico con il software ACUSTILOG.
In particolare, si è scelto di analizzare:

• Il requisito acustico di facciata D_2m,n,T,w direttamente interessato dall’installazione del cappotto esterno
• Il livello di pressione sonora di calpestio L’_nw tra unità immobiliari sovrapposte

Una delle novità introdotte nella versione 2017 dellanorma UNI 12354-1 riguarda il calcolo dell’incremento di potere fonoisolante DR_w che un cappotto determina sulla parete di supporto.

Questo calcolo può essere eseguito direttamente in TERMOLOG, nella scheda “Acustica” della struttura:

Nel calcolo del potere fonoisolante di una parete R _w, il termine ΔR_w permette di tenere in considerazione la presenza di eventuali strati di rivestimento (contropareti, controsoffitti, pavimenti galleggianti, ecc…) nelle strutture coinvolte nei percorsi di trasmissione del rumore.
La UNI EN ISO 12354-1:2017 contiene una formulazione che consente di stimare l’incremento di potere fonoisolante anche per rivestimenti esterni, quali i cappotti applicati ad una parete.
Il metodo di calcolo proposto si sviluppa ipotizzando una situazione “di partenza” con le seguenti condizioni preliminari:

• struttura base con massa di 350 kg/m²
• percentuale della struttura di base incollata pari al 40%
• nessun ancoraggio applicato

viene quindi stimata la frequenza di risonanza f ₀ del sistema composto dall’elemento di base (parete o solaio senza avere eseguito alcun intervento) e dallo strato addizionale, secondo le formule riportate nell’ Appendice D della norma tecnica; si calcola poi l’incremento di potere fonoisolante della struttura, distinguendo tra:

   lana minerale
   ΔR _w = -36 log(f ₀) + 82,5 dB
   materiale cellulare (Polistirene, EPS, EEPS)
   ΔR _w = -33 log(f ₀) + 76 dB

Se la situazione da modellare si discosta da una o più delle ipotesi di partenza la norma suggerisce l’applicazione di opportuni fattori correttivi

Il modello dell’involucro disperdente già inserito in TERMOLOG può essere importato in ACUSTILOG, accorciando significativamente le tempistiche altrimenti necessarie per l’inserimento di tutti gli elementi:

ACUSTILOG sarà in grado di recepire sia il modello geometrico che le caratteristiche acustiche delle varie strutture, considerando nel potere fonoisolante delle pareti esterne la presenza del cappotto esterno già inserito:

E’ possibile quindi eseguire i calcoli dei requisiti acustici passivi per valutare la situazione complessiva dell’immobile nei confronti di quanto richiesto dal D.P.C.M 5/12/1997.

L’analisi del requisito di facciata evidenzia innanzitutto il mancato rispetto dei 40 dB richiesti dal D.P.C.M 5/12/1997 per gli edifici residenziali:

L’indice di isolamento acustico di facciata D _2m,n,T,w permette di valutare la capacità che una parete/copertura ha di isolare l’ambiente interno dal rumore esterno.
La formulazione di D _2m,nT,w da norma UNI EN ISO 12354-3 è qui di seguito riportata:

D _2m,nT,w = R’w + DLfs + 10 x log [V / (6 x T ₀ x S)]

Dove:
R’ _w [dB] – potere fonoisolante apparente dipendente dai vari elementi che compongono la facciata; devono essere considerati anche i “piccoli elementi” quali prese d’aria, ventilatori, ecc… La trasmissione laterale è considerata globalmente mediante il fattore K
DL _fs [dB] – termine correttivo per considerare la forma della facciata
V [m ₃] – volume del locale
T ₀ [sec] – tempo di riverberazione di riferimento
S [m ²] – superficie totale della facciata vista dall’interno

Nonostante il cappotto installato sulle pareti esterne abbia incrementato di quasi 2 dB il loro potere fonoisolante, la verifica di facciata non risulta soddisfatta. La spiegazione è da ricercarsi nell’effetto peggiorativo dei serramenti che, in effetti, nell’ambito della riqualificazione energetica non sono stati sostituiti con dei modelli più performanti dal punto di vista acustico e che hanno un effetto preponderante sulla verifica.

Un altro aspetto interessante correlato alla riqualificazione che può essere analizzato mediante l’ausilio di ACUSTILOG è il livello di pressione sonora di calpestio tra le unità abitative sovrapposte.

L’analisi dei risultati mostra che il livello sonoro calcolato supera il limite di 63 dB richiesto dal D.P.C.M 5/12/1997 per gli edifici residenziali:

In questi casi un tipico intervento correttivo che può diminuire il livello di pressione sonora per riportarlo entro valori accettabili è l’installazione di un pavimento galleggiante sui solai di separazione:

In sintesi, l’analisi svolta con ACUSTILOG ha permesso di evidenziare le lacune dell’immobile dal punto di vista della trasmissione del suono: il progetto di riqualificazione acustica potrebbe partire dall’installazione di serramenti dal potere fonoisolante maggiore (intervento che tra l’altro avrebbe ripercussioni positive anche dal punto di vista energetico) e l’applicazione di un pavimento galleggiante sui solai intermedi.

L’utilizzo combinato di TERMOLOG e di ACUSTILOG permette di affrontare in completa sinergia il progetto di riqualificazione energetica ed acustica di un edificio.

Con il Modulo PROGETTISTA di TERMOLOG è possibile progettare la riqualificazione energetica di un immobile verificando i requisiti minimi di legge richiesti per ogni tipologia di intervento.

Con ACUSTILOG è possibile affiancare alla riqualificazione energetica anche una valutazione delle caratteristiche acustiche dell’edificio e pianificare gli interventi correttivi eventualmente necessari.