La valutazione del comfort indoor: normative, monitoraggi e strumentazione

I parametri fisico-ambientali, come la temperatura, l’umidità relativa, l’acustica, la qualità dell’aria, dell’illuminazione e della ventilazione descrivono la qualità di un ambiente interno. Essi sono tutti interconnessi e la sensazione di comfort è la sommatoria delle risposte fornite dalla mente ai sensi di questi fattori. Questo stato d’animo è la complessa risposta di un insieme di fattori ambientali, dell’ambiente fisico, dei servizi, e delle condizioni fisiologiche individuali, come la salute, le relazioni sociali, la situazione finanziaria, ecc.

Quattro componenti di base, quali il comfort termico, la qualità dell’aria interna, la qualità acustica e il comfort visivo sono stati identificati per determinare il livello di qualità degli ambienti interni definita con l’acronimo IEQ ovvero Indoor Environmental Quality. Quale è la normativa di riferimento? Come si misurano questi parametri e con quali strumenti? Di seguito un approfondimento.

 peretti-comfort-indoor-normativa-monitoraggio-strumenti-01.JPGMisure di qualità degli ambienti interni in un edificio per uffici

 

Le norme UNI EN 16798-1 e UNI CEN/TR 16798-2

Pubblicate nel 2019 e 2020, sono il principale riferimento normativo sui seguenti ambiti:

  • Qualità dell’aria (IAQ)
  • Comfort termico
  • Acustica
  • Illuminazione

Entrambe le norme si applicano agli edifici residenziali e a quelli non residenziali come ad esempio le scuole, gli uffici, ecc. La norma descrive come i parametri (IAQ, comfort) devono essere utilizzati per i calcoli energetici. 

Nella revisione 2021 dei CAM Edilizia è citata la norma UNI EN 16798-1 come riferimento per il comfort termo-igrometrico e la qualità dell’aria.

La struttura della norma UNI EN 16798-1 è rappresentata di seguito:

Ambiente termico

Edifici riscaldati e/o raffrescati meccanicamente
Edifici senza raffrescamento meccanico
Aumento della velocità dell'aria

Progettazione per la qualità dell'aria interna (tassi di ventilazione)

Edifici non residenziali
Edifici residenziali
Accesso a finestre utilizzabili
Filtrazione e purificazione dell'aria

Umidità

Illuminazione

Edifici non residenziali
Edifici residenziali

Acustica

Similmente allo standard UNI EN ISO 7730, ovvero il principale standard internazionale sul comfort termico e igrometrico, anche la norma UNI EN 16798-1 classifica la qualità degli ambienti interni in categorie, dalla prima (la classe con i requisiti più elevati) alla quarta (la classe che può essere utilizzata solo per periodi limitati di tempo).

 

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La norma precisa che la selezione di una categoria superiore può aumentare il consumo di energia e che il fabbisogno energetico è comunque definito dalla legislazione nazionale e deve essere rispettato. La sfida per il progettista / gestore dell'edificio è quindi ottenere un alto livello di qualità ambientale interna rispettando i criteri energetici richiesti.

 

Strumenti di misura per i parametri indoor

Sul mercato sono disponibili vari tipi di strumenti di misura, adatti per il monitoraggio a breve, medio e lungo termine. Sono caratterizzate da variabili livelli di prestazione, prezzi, dimensioni, tipo di trasmissione dati, ecc. Un esempio sono le centraline microclimatiche, i datalogger e le strumentazioni che misurano singoli parametri (termometri, anemometri, igrometri ecc.). Di seguito sono riportati i parametri indoor da misurare e la relativa strumentazione. La normativa di riferimento per la strumentazione dei parametri indoor è la UNI EN ISO 7726:2002, che riporta quali caratteristiche devono avere gli strumenti di misura.

 

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Le variabili da cui dipende la sensazione termica dell’uomo, e quindi il comfort termoigrometrico, sono sei; come si vedrà, mentre il metabolismo energetico e la resistenza termica dell’abbigliamento vengono generalmente stimati a partire da tabelle, le altre quattro devono essere misurate nell’ambiente in esame secondo quanto previsto dalla norma UNI EN ISO 7726:2002.

 

Temperatura dell’aria

Si riferisce alla temperatura dell’aria nell’ambiente che circonda il corpo umano, all’esterno dello strato limite d’aria riscaldata aderente alla persona stessa. Si definisce anche temperatura a bulbo secco e può essere determinata mediante termometri di diverso tipo: a dilatazione, a resistenza, a termocoppia. La temperatura dell’aria, è il fattore più importante nella determinazione del benessere termico, ma generalmente è percepita come “contributo” all’ambiente termico, assieme alla temperatura delle superfici che delimitano lo spazio occupato.

Diventa tuttavia estremamente importante in termini di discomfort locale, perché basse temperature dell’aria immessa nei locali dai sistemi di condizionamento e ventilazione possono contribuire ad aumentare i disagi dovuti alle correnti d’aria e determinare un ambiente termico non uniforme, che provoca disagio negli occupanti.

 

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Strumenti di misura (temperatura dell’aria – a sinistra, unmidità realativa – al centro e velocità dell’aria – a destra)

 

Velocità dell’aria

È una grandezza definita dalla norma EN ISO 7726 (2002) sia per intensità che per direzione: per l’analisi termica degli ambienti si considera infatti il vettore di velocità del flusso considerato nel punto di misura. La misura della velocità dell’aria è normalmente realizzata mediante sonde ad elemento caldo (filo o bulbo). Il movimento dell’aria favorisce lo scambio energetico del calore dalla superficie dell’epidermide, per effetto di meccanismi diversi: la trasmissione del calore per convezione, fino a quando la temperatura dell’aria rimane inferiore a quella dell’epidermide; e l’aumento dell’evaporazione, con conseguente raffrescamento della pelle. 

 

Procedura per l’analisi della qualità globale degli ambienti interni

Di seguito in figura è riportato uno schema riassuntivo sull’analisi della qualità degli ambienti interni. Gli obiettivi delle indagini sono riportati nella parte superiore dello schema; questi possono essere la determinazione delle performance di un sistema impiantistico, la determinazione dei consumi dell’edificio o di parti di esso e l’analisi di discomfort. La scelta dell’iter di analisi può essere orientata attraverso i risultati delle indagini soggettive, ottenuti mediante la somministrazione di questionari oppure intervistando gli occupanti. Gli occupanti sono infatti in grado di fornire un quadro complessivo dell’ambiente, riportando anche esperienze pregresse, difficilmente analizzabili tramite strumentazione. Nello schema l’analisi soggettiva accompagna tutto l’iter di indagine ed è rappresentata in grigio sullo sfondo.

 

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IEQ e impianti (Sistemi HVAC - Heating, Ventilation and Air Conditioning)

Il livello di qualità della vita si sta avviando verso standard sempre più elevati; ciò implica una sempre maggiore attenzione alla definizione dei requisiti microclimatici atti a garantire adeguate condizioni di benessere negli spazi in cui l’uomo vive e lavora. In un’ottica di sostenibilità, il progetto edilizio ed impiantistico deve infatti contemplare non solo le soluzioni tecniche di carattere strutturale, ma anche quelle di carattere gestionale (dispositivi per la regolazione locale dei parametri ambientali, configurazioni atte a consentire l’illuminazione naturale o il raffrescamento notturno) che consentono all’utente di gestire correttamente il sistema “edificio-impianto”, ottenendo elevati livelli di comfort con il minimo consumo di risorse energetiche. I consumi di energia per riscaldamento, ventilazione, climatizzazione e illuminazione di un edificio sono direttamente influenzati dal livello di comfort ambientale. Generalmente al crescere del livello di comfort si hanno, a parità di caratteristiche costruttive del sistema “edificio-impianto” e di condizioni climatiche esterne, consumi energetici maggiori.

I consumi energetici possono poi subire significative variazioni in relazione a molteplici aspetti quali ad esempio:

  • aspettative di comfort dell’utente (valori di set point per temperatura, umidità relativa, qualitàdell’aria, illuminamento ecc.);
  • effettiva disponibilità di risorse naturali per il controllo del microclima (numero di ore di lucenaturale, numero di ore in estate in cui l’aria esterna è utilizzabile per raffrescare gli ambienti ecc.);
  • strategie che l’utente adotta per il controllo ambientale (programmazione temporale dei valori di set point, uso dell’illuminazione artificiale, apertura e chiusura delle finestre ecc.).