Il calcolo delle portate di rinnovo dell’aria per impianti VMC residenziali: quale normativa utilizzare?
Per dimensionare un impianto di ventilazione meccanica è importante calcolare le portate di rinnovo dell’aria che devono essere fornite quando gli ambienti sono occupati. Qui la descrizione delle possibili normative che si possono applicare.
L’articolo mira a fornire al lettore alcune informazioni sul tema in maniera che egli possa avere chiarezza sullo stato dell’arte attuale e su alcune novità imminenti.
In questo articolo sono stati presentati inoltre alcuni esempi di calcolo delle portate di ventilazione secondo la UNI 10339 e la UNI EN 16798-1, entrambe vigenti, per tre appartamenti di diversa ampiezza.
Normative per il calcolo delle portate di ventilazione
Al momento esistono due normative che i progettisti possono utilizzare per calcolare le portate di rinnovo dell’aria se vogliono dimensionare un impianto di ventilazione meccanica destinato alle residenze.
Si tratta della UNI 10339 del 1995 e della UNI EN 16798-1 del 2019.
La coesistenza di documenti che in parte si sovrappongono sta creando oramai da anni incertezze; questo perché la UNI EN 16798-1 non è altro che la revisione della UNI EN 15251 del 2008. Essa ha cambiato numero perché il CEN ha deciso di raggruppare (e così riordinare) tutte le norme sulla ventilazione degli edifici in un pacchetto di circa 20 parti con lo stesso numero.
La UNI 10339 è molto conosciuta in Italia anche perché è stata ed è richiamata in moltissimi Regolamenti Edilizi e di Igiene. È una norma apprezzata per la sua sinteticità e facilità di utilizzo.
La UNI EN 16798-1 (abbiamo detto ex UNI EN 15251) è scritta in lingua inglese ed ha lo scopo di fornire i parametri di input per la progettazione (design) e le analisi energetiche degli edifici (assessment of energy performance of buildings) inerenti alla qualità dell’aria interna, all’ambiente termico, all’illuminazione e all’acustica. Si tratta di un documento molto importante per il fatto che è di supporto alle EPBD, cioè alle Energy Performance Building Directive, la cui ultima risale al 2018.
Una caratteristica delle normative sotto mandato EPBD è quella di contenere apposite appendici “gemelle”: una nazionale (Appendice A) ed una comunitaria (Appendice B). Quella comunitaria contiene valori di progetto di riferimento (cioè di “default”) concordati a livello internazionale; quella nazionale, se necessario, può introdurre tabelle opportunamente modificate con i valori di progetto adottati in specifiche leggi vigenti sul territorio. Se l’appendice A non è compilata da uno stato membro, si deve fare riferimento alla B.
Al momento della scrittura del presente articolo la UNI 10339 è in revisione. L’orientamento del tavolo tecnico è quello di eliminare la tabella contenente i valori delle portate di ventilazione e di indirizzare all’utilizzo della normativa europea.
Anche la UNI EN 16798-1 si sta avviando ad una revisione. Probabilmente sarà divisa in più parti (cioè UNI EN 16798-1-1, UNI EN 16798-1-2, ecc), ognuna delle quali dedicata ad uno specifico aspetto e scritta dal comitato tecnico europeo di competenza: ventilazione e qualità dell’aria, illuminazione, ambiente termico ed acustica.
Il pacchetto di norme della serie UNI EN 16798 è estremamente interessante e sarà oggetto di un prossimo articolo.
Di seguito sono forniti alcuni esempi di calcolo delle portate di ventilazione effettuati sia con la UNI 10339 che con la UNI EN 16798-1.
Esempi di calcolo delle portate di rinnovo dell’aria tramite UNI 10339
Per le residenze, la UNI 10339 propone un indice di affollamento pari a 0,04 ed indica una portata di ventilazione per persona pari a 11 l/s che corrisponde a 39,6 m3/h.
Come primo esempio si consideri un appartamento di 100 m2, con altezza di 3 m e quindi di 300 m3. Per individuare il numero degli occupanti occorre moltiplicare la superficie dell’alloggio per l’indice di affollamento: 100 m2 * 0,04 p/m2= 4 persone. Per individuare la portata totale da fornire all’appartamento si moltiplica la portata unitaria per il numero di persone: 39,6 m3/h * 4 = 158,4 m3/h. Dividendo la portata calcolata per il volume si ottengono i ricambi orari: 158,4 m3/h : 300 m3 = 0,52 h-1.
Come secondo esempio, invece, si consideri un appartamento di 109 m2 con altezza di 2,7 m e quindi di 294,3 m3. Questo alloggio ha tre stanze da letto, delle quali due doppie ed una singola per un totale di 5 posti letto. Applicando i criteri di calcolo della UNI 10339 il numero di persone si ottiene moltiplicando la superficie per l’indice di affollamento: 109 m2 * 0,04 p/m2= 4,36 persone. Si sarebbe portati ad arrotondare a 4 persone, mentre in questo, caso essendoci cinque posti letto, si devono considerare cinque persone. La portata totale calcolata seguendo le indicazioni dell’indice di affollamento è pari a: 39,6*4=158,4 m3/h. La portata totale calcolata secondo il numero dei posti letti è pari a: 39,6*5=198 m3/h. Nel primo caso i ricambi orari sono pari a: 158,4 m3/h : 294,3 m3 = 0,54 h-1. Nel secondo caso i ricambi orari sono pari a 198 m3/h : 294,3 m3 = 0,67 h-1.
Come terzo esempio, infine, si consideri un appartamento di 47,7 m2 con altezza di 2,7 m e quindi di 128,8 m3. Questo alloggio ha una sola stanza da letto. Si ricava il numero di persone come visto prima: 47,7 m2 * 0,04 p/m2= 1,90 persone (da arrotondare ovviamente a 2). La portata totale è pari a: 39,6*2=78 m3/h. I ricambi orari sono pari a 78 m3/h : 128,8 m3 = 0,6 h-1.
NOTA BENE
Da questi esempi si comprende che, per il calcolo delle portate di ricambio dell’aria ai fini del dimensionamento di un impianto di ventilazione nell’edilizia residenziale, è importante riferirsi al numero dei posti letto piuttosto che all’indice di affollamento.
Esempi di calcolo delle portate di rinnovo dell’aria tramite UNI EN 16798-1
L’approccio della norma europea UNI EN 16798-1 è diverso rispetto a quello della UNI 10339 in quanto, riferendosi a quattro classi di qualità dell’aria interna ottenibili e proponendo tre metodi di calcolo diversi (cioè contemplando le diverse opzioni usate nei paesi dell’Unione Europea), amplia il range dei risultati. Per analizzare gli esempi che seguono è importante osservare la figura 1 che riporta in lingua italiana la tabella della UNI EN 16798-1 che riassume i vari metodi di calcolo, alternativi l’uno all’altro.
Figura 1 – Metodi di calcolo delle portate tratti da UNI EN 16798-1.
Per prendere familiarità con i metodi di figura 1 si possono analizzare i seguenti esempi, riferiti ai medesimi alloggi visti nel paragrafo precedente.
Come primo esempio si consideri un appartamento di 100 m2, con altezza di 3 m e quindi di 300 m3. Si suppone di conoscere la disposizione dell’alloggio e di conteggiare 4 posti letto.
Per applicare il primo metodo occorre moltiplicare la portata unitaria per la superficie dell’alloggio. Ad esempio, il calcolo relativo alla classe I è: 0,49 l/s*100*3,6. Per individuare i ricambi orari corrispondenti (ACH: Air Change per Hour) basta dividere la portata totale per il volume dell’alloggio, in questo caso 300 m3.
Per applicare il secondo metodo si moltiplica la portata per persona per il numero di posti letto.
Per applicare il terzo metodo occorre sommare due valori, ossia quello della portata d’aria per ogni persona (Qp) e per ogni metro quadrato di superficie (QB). Il CEN/TR 16798-2, che è un rapporto tecnico di accompagnamento alla normativa, spiega che con il terzo metodo occorre computare solo la superficie di stanze da letto e soggiorni (escludendo transiti, bagni e cucine): in questo caso consideriamo 80 m2. Così, ad esempio, il calcolo relativo alla classe I è: (3,5*4*3,6)+(0,25*80*3,6).
I risultati ottenuti sono riportati nella tabella 1.
E’ da osservare che con il metodo 3, relativamente alla categoria III, si ottiene un una portata per persona insufficiente: la UNI EN 16798-1 specifica chiaramente che devono essere garantiti almeno 4 l/s per persona quando gli ambienti sono occupati; per cui il valore della cella campita di rosso andrà innalzato a 4.
Tabella 1 – Risultati dell’esempio di calcolo 1
Nel secondo esempio si consideri nuovamente l’appartamento di 109 m2 e di 294,3 m3 con 5 posti letto. La tabella 2 riporta i risultati di calcolo eseguiti secondo gli stessi principi poc’anzi descritti. Per quanto riguarda il terzo metodo si è considerata una superficie di calcolo pari a 90 m2 escludendo transiti, bagni e cucina. Anche in questo caso con il metodo 3, relativamente alla categoria III, si ottiene un una portata per persona insufficiente: il valore di 3,5 L/s per persona deve essere arrotondato a 4 L/s*p.
Tabella 2 – Risultati dell’esempio di calcolo 2.
Nel terzo esempio si consideri nuovamente l’appartamento di 47,7 m2 e di 128,8 m3 con 2 posti letto. La tabella 3 riporta i risultati di calcolo eseguiti come sopra. Per quanto riguarda il terzo metodo si è considerata una superficie di calcolo pari a 40 m2, escludendo corridoio, bagno e zona cucina. Ancora una volta con il metodo 3, relativamente alla categoria III, si ottiene un una portata per persona insufficiente.
Tabella 3 – Risultati dell’esempio di calcolo 3.
...CONTINUA.
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