La qualità dell’aria e i sistemi impiantistici per il comfort

L’aria interna è ritenuta un importante fattore ambientale da più di un centinaio di anni, ovvero dall'inizio della rivoluzione sull’igiene, avvenuta intorno al 1850, per poi essere approfondita negli studi ambientali, per divenire tematica dominante intorno agli anni ’60.

La qualità dell’aria (Indoor Air Quality – IAQ) svolge un ruolo fondamentale per quanto riguarda la salute pubblica. Studi sulle esposizioni in ambienti indoor e sugli effetti sulla salute sono stati condotti principalmente in Nord Europa e in Nord America. Oggi, dopo molti anni di ricerche e di studi il panorama normativo continua la sua evoluzione, partendo dall’esperienza del Nord Europa (in particolare la Danimarca) – con il Prof. Bjarne Olesen che è il responsabile della norma UNI EN 16798-1.

 

Qualità dell'aria e Ventilazione Meccanica Controllata VMCFonte: 123rf.com
 

Indoor Air Quality (IAQ) e impianti di ventilazione: la normativa tecnica di riferimento

Il contesto normativo sui sistemi impiantistici (ventilazione) e sulla qualità dell’aria è riassunto in tabella:

Qualità dell'aria e Ventilazione Meccanica Controllata VMC

La serie UNI 10339 è attualmente in revisione e la nuova versione sarà composta da quattro parti:

UNI 10339 – Progettazione di impianti aeraulici per la climatizzazione e per la ventilazione

  • Parte 1: Definizioni e classificazione. Prescrizioni relative a componenti e a sistemi aeraulici
  • Parte 2: Procedure per la progettazione, l’offerta e la fornitura di impianti aeraulici
  • Parte 3: Requisiti di qualità dell’aria e prestazioni degli impianti aeraulici a servizio di edifici e ambienti non residenziali.
  • Parte 4: Requisiti di qualità dell’aria e prestazioni degli impianti aeraulici a servizio di edifici e ambienti residenziali.

Non sono ad oggi quantificabili le tempistiche di pubblicazione in quanto le attività di revisione sono complesse perché ben strutturate.

 

Focus sulla qualità dell’aria nella UNI EN 16798

La qualità dell'aria interna deve essere controllata con le seguenti strategie:

  • controllo della sorgente;
  • ventilazione e possibile filtrazione e / o pulizia dell'aria.

Devono essere specificate le portate d'aria di ventilazione progettate per il dimensionamento del sistema di ventilazione.

Nel capitolo 3.2.1 sono descritti i tre metodi per la progettazione della qualità dell'aria interna:

  • Metodo 1: metodo basato sulla qualità dell'aria percepita
  • Metodo 2: metodo che utilizza valori limite per la concentrazione degli inquinanti
  • Metodo 3: metodo basato su portate d'aria di ventilazione predefinite.

All'interno di ogni metodo, il progettista può scegliere tra diverse categorie di IEQ e definire quale categoria di edificio (LPB- low polluted building) viene utilizzata.

Nel Metodo 2 “metodo che utilizza valori limite per la concentrazione degli inquinanti” le concentrazioni di CO2 come variazione rispetto a quella esterna sono state elevate rispetto alla versione precedente (UNI EN 15251, in vigore fino al 2019). Questi sono rappresentati di seguito:

Qualità dell'aria e Ventilazione Meccanica Controllata VMCMetodo 2. Confronto tra le concentrazioni di CO2 nell’attuale standard e in quello precedente.

 

Nel capitolo 6.3.1.6 della norma viene descritta la documentazione di progetto, che deve indicare:

  • quale metodo di progettazione e, se applicabile, quale categoria IEQ è stata utilizzata per la progettazione;
  • quali fonti di inquinanti sono state identificate e quali processi utilizzati per eliminare o diminuirle;
  • quale metodo è stato utilizzato per ricavare le portate d'aria di ventilazione di progetto specificate e quali programmi di occupazione sono stati applicati;
  • le portate di progetto. 

Lo standard UNI CEN/TR 16798-2, recentemente pubblicato è meno conosciuto, ma è un prezioso aiuto per il progettista per capire più nel dettaglio la norma UNI EN 16798-1. Il rapporto tecnico è stato pubblicato ad ottobre 2020; il documento spiega come utilizzare la norma UNI EN 16798-1 per specificare i parametri di input ambientali interni per la progettazione del sistema di edifici e i calcoli delle prestazioni energetiche.

La norma specifica i metodi per la valutazione a lungo termine dell'ambiente interno ottenuto a seguito di calcoli o misurazioni. Vengono descritti i criteri per le misurazioni che possono essere utilizzati se necessario per misurare la conformità mediante ispezione e identificati i parametri da utilizzare monitorando e visualizzando l'ambiente interno negli edifici esistenti.

Per proteggere il progettista / installatore da reclami per mancato soddisfacimento dei requisiti progettuali, è molto importante che gli input progettuali (condizioni limite, densità degli occupanti, ecc.) siano inseriti nei documenti di progetto.

Ciò eviterà discussioni quando queste condizioni al contorno vengono modificate durante il ciclo di vita dell'edificio e i criteri di prestazione non possono essere soddisfatti.

 

CAM edilizia: la revisione 2021

Sono attualmente oggetto di revisione i CAM edilizia. Nel presente articolo si riporta di seguito la versione attuale (capitolo 2.3.5.2) e quella ancora in fase di revisione (capitolo 4.2.13) sul tema della aerazione e ventilazione meccanica controllata.

 

Qualità dell'aria e Ventilazione Meccanica Controllata VMC - CAM edilizia

Estratto CAM Edilizia attualmente in vigore (2017)

 

La revisione dei CAM coinvolge Associazioni, Consorzi, Enti, Regioni e Provincie. Questa pluralità di figure coinvolte fornisce un grande contributo tecnico alla revisione, suddiviso per competenze. Tra le associazioni coinvolte per la parte impiantistica e di qualità dell’aria vi sono AiCARR, ANIT e il Gruppo Consuntivo CAM (all’interno del CTI che raggruppa diverse associazioni e consorzio tra i quali vi è anche Q-RAD).

Parte attiva nella revisione è anche la Provincia Autonoma di Bolzano, con il Laboratorio di Analisi Aria e Radioprotezione, che ha messo a disposizione la propria esperienza sia sulle tematiche di qualità dell’aria indoor (incluso il radon).

Nei due estratti di seguito sono rappresentati e commentati due estratti del capitolo 4.2.13.

 

Qualità dell'aria e Ventilazione Meccanica Controllata VMC - CAM edilizia

Estratto 4.2.13 Aerazione e ventilazione meccanica controllata (versione marzo 2021 attualmente ancora oggetto di revisione)

 

Qualità dell'aria e Ventilazione Meccanica Controllata VMC - CAM edilizia

Estratto 4.2.13 Aerazione e ventilazione meccanica controllata (versione marzo 2021 attualmente ancora oggetto di revisione)

 

I sistemi impiantistici per il comfort e la qualità dell’aria: la ventilazione meccanica controllata

Per tutti gli impianti tecnologici, termici, di ventilazione, di climatizzazione, di refrigerazione è necessario verificare il corretto funzionamento o il regolare andamento di un processo, controllare i consumi energetici, verificare le prestazioni fornite dall’impianto o da una sua parte, rilevare condizioni anomale o pericolose, evitare disservizi o guasti gravi, recuperare dati storici sulle condizioni di funzionamento di un impianto o di singole macchine, con l’intento di verificarne l’efficienza, migliorarne le prestazioni, facilitarne la conduzione.

La ventilazione meccanica controllata è stata così definita per connotare tecnologie impiantistiche che permettono di dosare minuziosamente le portate di rinnovo dell’aria esattamente secondo le esigenze determinate in fase di progetto. La filosofia di funzionamento degli impianti di ventilazione meccanica consiste nell’immissione di aria di rinnovo in ambienti in cui l’uomo svolge prevalentemente attività come soggiornare o dormire e gli inquinanti prodotti sono sostanzialmente anidride carbonica (CO2) e vapore acqueo, e nell’estrazione dai locali in cui le attività svolte comportano una più abbondante produzione di vapore acqueo, anidride carbonica, odori o altri inquinanti, cioè cucine e bagni.

Gli impianti di ventilazione meccanica controllata si distinguono essenzialmente in due categorie che presentano un diverso sviluppo delle reti aerauliche:

  1. impianti a flusso semplice per estrazione o immissione;
  2. impianti a doppio flusso o anche detti a flusso bilanciato, perché normalmente le portate immesse sono all’incirca pari a quelle estratte.

Nel primo caso l’immissione dell’aria negli ambienti avviene attraverso dispositivi specifici e certificati installati sugli infissi o sui muri: la quantità d’aria controllata da un meccanismo all’interno della bocchetta senza ausili elettrici è richiamata in ambiente a causa della depressione esercitata dal ventilatore d’estrazione. Un sistema a flusso semplice per estrazione non richiede una rete di canali di mandata. Se il sistema a flusso semplice è di immissione, la rete aeraulica esistente è quella di mandata ed è collegata ad un ventilatore che spinge l’aria esterna nelle stanze da letto e nei soggiorni; nei bagni e nelle cucine sono installati dispositivi di uscita dell’aria per sovrapressione. Questi sistemi sono particolarmente utilizzati in Inghilterra, ma recentemente anche in Italia è stato introdotto un sistema per singolo ambiente, integrato al serramento, che permette l’immissione dell’aria filtrata.

Nel secondo caso, quello dei sistemi bilanciati, si installano invece due reti aerauliche, una di mandata, nelle stanze da letto e soggiorni, ed una di ripresa dell’aria viziata da bagni e cucine. Mediante tecnologie semplici ed economiche, è possibile regolare le portate d’aria, che possono essere costanti o variabili mediante differenti tipi di sensori (umidità relativa, CO2, temporizzatori, telecomandi, ecc.).

In generale si può affermare che le varie tecniche di ventilazione meccanica si possono diversificare e quindi classificare per:

  • modalità di installazione;
  • efficienza del recuperatore di calore, se presente;
  • consumi elettrici dei ventilatori;
  • possibilità di variazione della portata.

Sistemi di ventilazione meccanica bilanciata
Sistemi di ventilazione meccanica bilanciata 

 

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L'articolo prosegue con un focus dedicato ai sistemi di ventilazione meccanica bilanciata.