Acustica ed EVAC II

Installazione e misurazione dei sistemi per l’evacuazione sonora in caso di emergenza (seconda parte)

Progettazione acustica degli impianti EVAC

Gli ambienti in cui, per normativa, è necessario un impianto EVAC sono di vario tipo: grandi e piccoli, industriali, civili, commerciali ecc., come specificato nel box più avanti.

Nella nuova norma UNI CEN/TS 54-32:2015 Sistemi di rivelazione e di segnalazione di incendio – Parte 32: Pianificazione, progettazione, installazione, messa in servizio, esercizio e manutenzione dei sistemi di allarme vocale vengono riprese tutte le informazioni riportate in norme precedenti e si fa riferimento a due metodi di progettazione: prescrittivo e dettagliato. Il metodo prescrittivo si basa su semplici linee guida e si può utilizzare in casi acusticamente semplici, per cui tutte le seguenti condizioni sono soddisfatte:

  • tempo di riverberazione inferiore 1,3 s alle frequenze di 500, 1.000 e 2.000 Hz;
  • livello del rumore di fondo inferiore a 65 dB (A);
  • livello dei messaggi vocali superiori a 75 dB (A);
  • altezza degli altoparlanti non superiore a 5 m;
  • distanza massima tra altoparlanti unidirezionali (bidirezionali) 6 m (12 m);
  • distanza tra altoparlante e ascoltatore (in assenza di ostacoli) non maggiore di 4,5 m (unidirezionali) e 6 m (bidirezionali).

In tutti gli altri casi, è necessaria la progettazione dettagliata, secondo i due metodi riportati dalla normativa: calcolo analitico basato su parametri predetti statisticamente e simulazioni al CAD acustico. L’esperto di acustica che ha in carico la progettazione di un impianto di sicurezza EVAC ex-novo deve essere messo nelle condizioni, da parte del costruttore, di accedere ai dati sui materiali utilizzati nel progetto costruttivo e alle planimetrie, comprese le dimensioni volumetriche delle varie aree. Cosicché possa programmare il CAD acustico che necessita di queste informazioni, oltre alle caratteristiche delle sorgenti di rumore, per fornire i livelli di rumore di fondo e i tempi di riverberazione e tutti gli altri parametri acustici. Nel caso, invece, di un progetto o di un collaudo di un impianto di sicurezza EVAC già esistente, il tecnico deve poter effettuare una campagna di misure preventiva, per il tempo di riverberazione e i livelli del rumore di fondo. Ciò consente di scegliere l’iter da seguire, a seconda delle caratteristiche acustiche proprie dell’ambiente. Un ambiente che presenta anche solo uno dei problemi spiegati nel grafico (Grafico 1), come la lunga riverberazione o un elevato livello di rumore di fondo, è un ambiente problematico per l’installazione di un impianto EVAC. Per questo motivo è necessaria una progettazione tramite un modello previsionale di tipo analitico con CAD acustico, dato che le variabili sono molteplici. La simulazione aiuta quindi il progettista per due funzioni distinte, ma connesse tra loro: scegliere l’impianto più idoneo (marca e modello, come pure dimensionamento e puntamento), e correggere l’acustica della sala con i materiali adeguati per aumentare lo STI.

La simulazione acustica dovrebbe essere effettuata da un esperto in acustica o, meglio, dal progettista acustico, possibilmente anche con competenze in elettroacustica, per essere in grado di scegliere e ottimizzare l’impianto audio o almeno i diffusori. Se quindi le simulazioni sono effettuate da progettisti senza conoscenze approfondite di acustica, è necessario che siano assistiti da progettisti acustici che, invece, possano almeno indicare i coefficienti di assorbimento dei materiali utili al trattamento acustico interno, da inserire nel CAD acustico (e che non sono mai banali da valutare). Nella realtà invece spesso gli impianti EVAC sono affidati a studi che si occupano di impianti speciali, ma che non hanno competenze in acustica, e il collaudo, nella maggior parte dei casi, non viene eseguito con le giuste modalità... o alle volte non eseguito affatto. Il più delle volte perché le autorità competenti a loro volta non hanno le competenze specifiche.

Grafico 1. Alcune delle più comuni situazioni acustiche “problematiche” e i relativi consigli su come affrontarle 

 

Casi Applicativi

La progettazione di un impianto EVAC, a differenza di quanto spesso si crede, deve tener di conto di tutti gli ambienti di un edificio e, in particolar modo, di quelli attraverso cui è possibile effettuare l’evacuazione.
Per esempio un edificio scolastico sembra ricadere nella situazione “impianto semplificato” (dato che in genere le aule non sono di grandi dimensioni). Tuttavia, l’edificio nel suo complesso può presentare problemi acustici, soprattutto negli ambienti comuni (mensa, palestre, aule magne) e nei locali di distribuzione (alti e voluminosi, importanti in caso di evacuazione, perché la maggior parte delle vie di fuga passano proprio da qui).

Per questo tipo di ambienti è quindi impossibile effettuare una progettazione “semplice”, ed è necessario studiare in dettaglio l’acustica di ogni locale e valutare
i livelli dei rumori di fondo con un CAD acustico.
Nella tabella qui sotto, sono riportati tempi di riverberazione e l’STI misurati nella mensa di una scuola di Lucca, prima e dopo trattamento acustico. Si può notare, dopo l’intervento, un sostanziale miglioramento dell’intelligibilità nella sala mensa, da un valore medio di 0,42 a 0,76, indice di un ottimo comfort acustico.
La percentuale di fonemi persi durante una conversazione, per esempio, passa da un valore medio di 17 a circa 3. Questa caratteristica permette di non dover aumentare il volume durante una conversazione, evitando così l’innalzamento del livello del rumore di fondo, che crea disturbo soprattutto durante i pasti.
Per ottenere risultati (come illustrato nei grafici 1 e 2) è stata effettuata una correzione al soffitto e alle pareti.
Il problema è di più facile soluzione per negozi di abbigliamento, dove i tempi di riverberazione sono generalmente più corti grazie anche agli abiti esposti che presentano proprietà fonoassorbenti. La progettazione di un impianto EVAC può essere così semplificata, ponendo i diffusori alle distanze minime.
Grandi magazzini e supermercati sono invece più problematici: solitamente hanno soffitti alti, pavimenti rigidi e riflettenti, inoltre i materiali esposti non hanno prerogative di fonoassorbenza. In questi casi è utile una simulazione preliminare, per valutare anche trattamenti specifici.
Palazzetti dello sport, piscine, auditorium ecc. risultano problematici dal punto di vista sonoro e dovrebbero essere analizzati con una simulazione in CAD acustico. Anche in ambito industriale, dove gli ambienti sono ampi e i macchinari tendono ad alzare il livello di rumore di fondo, il trattamento è complesso. 

 Grafico 2. Tempi di riverberazione misurati in una mensa scolastica, Lucca. Istogrammi superiori: misurazioni ante operam; istogrammi inferiori: post operam.

 

Grafico 3. Miglioramento dei valori di intelligibilità prima e dopo gli interventi acustici.

 

Un caso limite

L’analisi dell’intelligibilità del parlato in galleria stradale è stato l’argomento di tesi di laurea di Laura Meucci, tirocinante Studio Sound Service e co-autrice di questo testo. Infatti la galleria rappresenta uno dei casi più ostici per gli impianti EVAC: per la natura stessa dell’ambiente, costruito con materiali riflettenti (asfalto e cemento), che provocano un’elevata riverberazione, e per via dell’elevato rumore di fondo generato dai ventilatori e dalle auto. Dallo studio preliminare è emerso che il rumore dei ventilatori è sempre dominante rispetto a quello dei motori, mentre dall’analisi dei coefficienti di assorbimento dei materiali (come l’asfalto), risulta una cospicua differenza capace di determinare, a seconda della porosità, variazioni reali dello STI di oltre 10 punti percentuali. Nell’ambito della diffusione, invece, (è stata utilizzata una tromba B&C Speakers) un cambio di diffusore, un suo diverso puntamento o posizionamento con passo più lungo (50-75 m), possono influire di ±2% al massimo. In definitiva: trasduttore e diffusore devono avere particolari caratteristiche di direttività e potenza, ma la differenza sul risultato è legato alle proprietà acustiche dell’ambiente.

 

EVAC obbligatorio; dove e come?

La normativa italiana definisce gli ambienti nei quali è necessario prevedere un impianto EVAC: ecco la lista con i relativi Decreti Ministeriali:

  • centri commerciali con superficie maggiore di 1.500 mq o altezza maggiore di 30 m (DM 10/03/98);
  • edifici scolastici (classe 3-4-5) con una capienza superiore alle 500 persone (DM 26/08/92);
  • attività commerciali di superficie superiore a 400 mq (DM 27/07/2010);
  • uffici con più di 100 persone (DM 22/02/2006);
  • locali di pubblico spettacolo come teatri, cinema, sale convegni ecc. (DM 19/8/96);
  • strutture alberghiere con più di 25 posti letto (DM 9/4/94);
  • strutture sanitarie e ospedaliere (DM 18/9/02);
  • impianti sportivi con numero di spettatori superiore a 100 (DM 18/3/96);
  • edifici di interesse storico e artistico quali musei, gallerie, biblioteche ecc. (DM 20/5/92 n.569 per i musei e DPR 30/6/95 n.418 per le biblioteche);
  • stazioni della metropolitana (DM 11/1/88).

 

Bibliografia

  • Laura Meucci: Sistemi di sicurezza EVAC di Segnalazione vocale per l’evacuazione di grandi ambienti: progettazione, messa in funzione e collaudo (con il metodo STI), in ambito acustico, relativi ad alcuni studi e progetti in corso d’opera; Tesi di laurea in Ingegneria Ambientale;
  • Normativa europea EN 60849, dell'aprile del 1998, Sound systems for emergency purposes, riconosciuta in Italia nel 1999 come norma CEI EN 60849 Sistemi elettroacustici applicati ai servizi di emergenza;
  • Normativa UNI ISO 7240-19 Fire detection and alarm systems - Part 19: Design, installation, commissioning and service of sound systems for emergency purposes, Sistemi fissi di rivelazione e di segnalazione allarme d'incendio - Parte 19: Progettazione, installazione, messa in servizio, manutenzione ed esercizio dei sistemi di allarme vocale per scopi d'emergenza;
  • Normativa europea EN 54 Fire detection and fire alarm systems, in particolare le parti 2, 4, 16, 24, a cui la 7240-19 fa esplicitamente riferimento riguardo agli apparati costituenti il sistema sonoro.