La qualità dell’aria interna negli edifici scolastici

La qualità dell’aria è da sempre un tema fondamentale per tutti gli ambienti: interni ed esterni e per qualsiasi destinazione d’uso. Oggi il tema risulta ancora più importante, essendoci in atto una complessa situazione sanitaria. La domanda che genitori, insegnati e dirigenti spesso si pongono è: gli edifici scolastici sono dotati di strutture e sistemi impiantistici in grado di garantire un’elevata qualità dell’aria?

Un’ elevata qualità dell’aria per strutture scolastiche è di primaria importanza non solo per l’apprendimento ma anche per la salute di bambini, alunni, insegnanti e personale scolastico; ma quali sono le strategie impiantistiche, di monitoraggio, di protocollo di analisi e di verifica? Lo scorso anno sono state pubblicate le norme UNI EN 16798-1 e parte 2 che affrontano il tema della qualità dell’aria sotto il profilo progettuale e di verifica.

Classificazione degli inquinanti negli ambienti interni

L’aria è composta principalmente da gas, quali ossigeno (21%), azoto (78%), argon (1%) e diossido di carbonio (0.04%). La concentrazione delle impurità dell’aria esterna è variabile, ma è generalmente inferiore rispetto a quella dei contaminanti prodotti dall’uomo all’interno degli ambienti.

I contaminanti aerei possono presentarsi sotto forma di particelle (aerosol o particolato inquinante) o di gas. Tale distinzione è fondamentale per capire le strategie per la rimozione. I contaminanti gassosi si distinguono in non organici e organici; questi ultimi contengono atomi di carbonio e nella maggior parte sono vapori. Gli effetti dannosi, provocati da questi composti sono: tossicità, odori sgradevoli, irritazione e danni materiali (corrosione, decolorazione). La tossicità varia in funzione della concentrazione e del tempo di esposizione.

Gli inquinanti legati dall’edificio sono di seguito elencati:

• Inquinanti legati all’emissione dai materiali da costruzione
• Inquinanti provenienti dagli arredi
• Inquinanti originati dalle finiture interne (pitture, tappezzerie)
• VOC
• formaldeide
• amianto
• radon
• microrganismi.

Gli inquinanti generati dall’impianto e dalle macchine possono essere generati dall’impianto di condizionamento dell’aria prodotti negli apparecchi a combustione oppure generati nelle apparecchiature d’ufficio, elettrodomestici. Tra questi:

• prodotti di combustione (CO, CO₂, NO_x, O₃, …);
• VOC (composti organici volatili)
• microrganismi
• vapor d’acqua.

Gli inquinanti prodotti internamente sono:

• persone, per effetto del loro metabolismo (bioeffluenti)
• inquinanti legati alla presenza di animali domestici
• fumo di tabacco
• cibi e loro cottura (inquinanti emessi durante la preparazione e la loro cottura)
• sistemi di riscaldamento (come ad esempio stufe e caminetti).

I principali parametri e indicatori che definiscono la qualità dell’aria negli ambienti interni sono:

• VOC
• Anidride carbonica (CO₂) – è il principale indicatore della qualità dell’aria indoor
• Monossido di carbonio
• Formaldeide
• Radon
• Particolato PM₁₀
• Particolato PM_2.5 
• Benzene
• Tasso di ricambio dell'aria.

Leggi anche: Radon: cos'è e quanto è pericoloso?

I riferimenti normativi sulla qualità dell'aria indoor

I principali riferimenti normativi sul tema della qualità dell’aria negli ambienti indoor sono:

• UNI 10339:1995. Impianti aeraulici ai fini di benessere. Generalità, classificazione e requisiti. Regole per la richiesta d'offerta, l'offerta, l'ordine e la fornitura.
• UNI EN 16798-1:2019. Prestazione energetica degli edifici - Ventilazione per gli edifici - Parte 1: Parametri di ingresso dell'ambiente interno per la progettazione e la valutazione della prestazione energetica degli edifici in relazione alla qualità dell'aria interna, all'ambiente termico, all'illuminazione e all'acustica - Modulo M1-6
• CEN/TR 16798-2:2019. Energy performance of buildings - Ventilation for buildings - Part 2: Interpretation of the requirements in EN 16798-1 - Indoor environmental input parameters for design and assessment of energy performance of buildings addressing indoor air quality, thermal environment, lighting and acoustics (Module M1-6)
• UNI EN 16798-3:2018. Prestazione energetica degli edifici - Ventilazione per gli edifici - Parte 3: Per gli edifici non residenziali - Requisiti prestazionali per i sistemi di ventilazione e di condizionamento degli ambienti (Moduli M5-1, M5-4).

All’interno dei riferimenti normativi sopra citati vengono approfonditi sotto diversi aspetti i temi degli inquinanti, dei relativi valori limite, delle strategie di ventilazione, delle portate e della filtrazione in funzione della destinazione d’uso. 

Inquinanti, limiti e prescrizioni

La norma UNI EN 16798-1:2019 descrive e approfondisce il tema della qualità dell’aria per gli edifici con e senza ventilazione meccanica controllata. Per quest’ultimi vengono elencate le metodologie di calcolo per determinare le portate di ventilazione.

I parametri di progettazione per la qualità dell'aria interna devono essere derivati utilizzando uno o più dei seguenti metodi:

• 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.

All'interno di ciascun metodo, il progettista può scegliere tra diverse categorie di ambienti interni.

La norma definisce per due tipologie di ambienti (a bassa emissione e a bassissima emissione) i limiti per alcuni parametri, quali i composti organici volativi totali (TVCO) e la formaldeide.

La CO₂ (anidride carbonica) è il principale indicatore della qualità dell’aria. È prodotto dall’uomo e facilmente misurabile con la strumentazione.
I valori limite per gli ambienti interni sono stati aggiornati rispetto alla versione precedente della norma (UNI EN 15251). Questi sono descritti di seguito.

Migliorare Indoor Air Quality (IAQ) negli edifici scolastici: i progetti in corso

Oltre il 50% dei 42 mila edifici scolastici in cui milioni di studenti e di operatori scolastici trascorrono molte ore goni giorno non sarebbe a norma e 10 mila di essi dovrebbero addirittura essere abbattuti.

Il progressivo aggravarsi delle condizioni del parco italiano di edilizia scolastica – in termini di comfort, qualità ambientale, efficienza energetica e dotazioni funzionali – è documentato da numerose indagini, che ne segnalano gravi livelli di inadeguatezza. Oltre a sostituire la quota di edifici più inadeguati, l’aumento del tasso di rinnovo del parco può consentire di sperimentare efficacemente gli approcci progettuali e le soluzioni più aggiornati, orientati non solo ad assicurare adeguati standard funzionali, a valorizzare il ruolo educativo che i metodi pedagogici moderni attribuiscono agli spazi dell’apprendimento. 

Osservando l'attuale patrimonio scolastico è facile comprendere che la sfida più grande riguarda la riqualificazione dell'esistente. Spesso però è particolarmente complesso e costoso intervenire negli edifici scolastici esistenti, soprattutto quelli di proprietà degli enti pubblici, per via delle caratteristiche che accomunano i loro impianti: sovradimensionamento dei sistemi di generazione, scarso isolamento delle strutture disperdenti, terminali di emissione poco efficienti, sistemi di distribuzione inefficienti, scarsa manutenzione dei circuiti di riscaldamento.

Esistono casi però in cui è possibile e conveniente intervenire in modo mirato sui sistemi impiantistici e sulle strutture, coniugando in modo efficace un sensibile miglioramento energetico con investimenti in grado di portare a tempi di ritorno convenienti.

Il progetto Interreg QAES - Qualità dell’Aria negli Edifici Scolastici

Il tema della qualità dell’aria è oggetto di un progetto Interreg denominato QAES - Qualità dell’Aria negli Edifici Scolastici che vede la collaborazione tra Italia e la Svizzera.

Il progetto punta a sviluppare la cultura tecnica per il miglioramento della qualità dell’aria (IAQ) nelle scuole. Prevede lo sviluppo di soluzioni tecnologiche a basso impatto architettonico e di un approccio metodologico per classificare, progettare, realizzare, misurare e gestire le condizioni IAQ. 

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Qualità dell'aria indoor ed efficienza energetica: è possibile?