A me una VMC decentrale espresso. Doppio flusso? Si ma che sia push-pull... macchiato, grazie.

A ognuno la sua VMC sulla base delle esigenze, delle diverse situazioni e dei costi

La VMC – Ventilazione Meccanica Controllata – è ormai diventata un impianto imprescindibile, da installare possibilmente in ogni appartamento perché racchiude in sé la soluzione a tanti e diversi problemi che ci assillano sia individualmente - come la bassa efficienza energetica dei nostri edifici che paghiamo nelle bollette o il discomfort abitativo dovuto alla formazione di muffa e condensa o ancora la bassa qualità dell’aria indoor - sia socialmente con i cambiamenti climatici e la povertà energetica.

Ho voluto sottolineare “da installare possibilmente” perché, è vero, non sempre è facile da installare ma, va detto, è ormai tecnicamente sempre possibile e in questo articolo vedremo come.

L’importante è che ci sia.

Dieci anni fa pochissime persone sapevano cosa fosse una VMC. Poi con l’introduzione del concetto di nZEB (cioè di edifici ad energia quasi zero) i progettisti hanno cominciato a proporre questo impianto, ancora misterioso, ai loro clienti spiegando loro che era utile per abbassare il fabbisogno energetico e quindi la bolletta. Cinque anni fa l’avvento impetuoso e improvviso nelle nostre vite del Covid-19 ci ha obbligato a ripensare i concetti di salubrità ambientale, di benessere, di comfort abitativo e, soprattutto, di qualità dell’aria indoor. E ancora una volta la soluzione, o almeno parte della soluzione, si chiamava VMC. Ora leggiamo spesso “vuoi eliminare la muffa in casa? Installa una VMC”.

E allora chiediamoci: cos’è questa VMC che si propone come soluzione a problematiche che sembrano fra loro diverse e distanti quali l’efficienza energetica di un edificio, la salubrità, il comfort, la qualità dell’aria indoor e il risparmio economico.

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Parliamo di tenuta all'aria che è una specifica tecnica degli edifici ancora poco nota ma estremamente importante. Spesso si confonde la “respirazione” con la “traspirazione” e possono nascere problemi.

VMC: cos’è?

Per VMC intendiamo un impianto di ventilazione meccanica controllata, cioè un impianto meccanico che crea una ventilazione forzata all’interno dell’appartamento con una modalità che sia sotto il controllo dell’utente. Diciamo che è l’opposto degli spifferi che abbiamo in casa che non sono voluti e non sono controllabili.

Alla definizione data di VMC aggiungerei anche queste parole che rimangono sempre sottintese “con scambiatore di calore ad alta efficienza” perché qui risiede il cuore innovativo e, oserei dire, rivoluzionario del sistema. Cerco di spiegarmi.

Supponiamo una giornata invernale con la temperatura esterna a 0°C e la temperatura interna ai classici 20°C. Quando apro la finestra l’aria interna calda esce e entra un medesimo volume di aria fredda che deve essere riscaldata portando la sua temperatura da 0°C a 20°C attraverso l’impiego di energia, che pagherò in bolletta. E allora… idea!

Se invece di aprire la finestra aspiro l’aria esterna a 0°C attraverso un tubo con una ventola, e nel contempo estraggo, tramite un’altra ventola, l’aria calda interna a 20°C che voglio allontanare, e convoglio entrambi i flussi all’interno di uno scambiatore nel quale i flussi non si mischiano e continuano per la loro strada ma all’interno del quale si scambiano invece il calore che possiedono, avrò che l’aria calda interna esce ad un temperatura più bassa - diciamo a 2°C - perché nello scambiatore ha ceduto calore all’altro flusso - mentre l’aria esterna entra in casa ad una temperatura più alta – diciamo 18°C perché nello scambiatore ha incamerato calore. Il risultato ottenuto è che l’impianto deve riscaldare la massa d’aria entrata portandola non più da 0°C a 20° ma da 18°C a 20°C con un enorme risparmio energetico che noterò nella prossima bolletta!

La VMC è quindi l’impianto costituito da tubazioni predisposto a immettere l’aria esterna pulita e ad espellere l’aria interna esausta attraverso la regolazione delle due ventole associato allo scambiatore statico (cioè non dotato di un sistema impiantistico) che è il cuore del sistema perché permette un efficiente scambio di calore fra i due flussi d’aria.

Nel caso in esempio l’efficienza ipotizzata dello scambiatore è pari al 90%, valore comune a quasi tutti gli impianti presenti sul mercato.

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VMC: perché?

La motivazione ultima per cui si consiglia l’implementazione di un impianto di VMC (con scambiatore di calore ad alta efficienza, ma questo per comodità non lo aggiungerò più) si ritrova in tre assiomi vagamente sconcertanti:

• la qualità dell’aria esterna è sempre migliore di quella indoor
• è necessario ricambiare con continuità l’aria indoor
• ricambiare l’aria di casa nostra come abbiamo fatto finora costa moltissimo in termini economici, sociali ed ambientali.

Vediamoli da vicino.

La qualità dell’aria esterna è sempre migliore di quella indoor.

Questo è vero, purtroppo, anche in zone ad alto tasso di inquinamento.

Ad esempio la concentrazione di CO₂ in esterno è circa attorno alle 420 ppm, in interno va da 2000 a 5000 ppm. Nell’aria esterna si possono ritrovare azoto, ossigeno, argon e vapore acqueo. All’interno si ritrovano in aggiunta alte concentrazioni di VOC (composti organici volatili) quali la formaldeide, le polveri fini, l’ozono, i pollini, le spore di muffe. Per cui ricambiare l’aria interna è sempre vantaggioso.

La VMC rappresenta la possibilità di un corretto ricambio d’aria perché espelle con continuità l’aria esausta interna e immette aria esterna che viene purificata dai filtri posti all’ingresso.

È necessario ricambiare con continuità l’aria indoor.

La presenza delle persone all’interno di un appartamento (o in un ufficio o in una scuola) e le attività da loro svolte comportano un aumento dell’umidità assoluta interna (pensiamo ad esempio alla respirazione alla sudorazione umana, ai lavaggi, alle docce, alla preparazione dei cibi, all’asciugatura dei panni…) e, come abbiamo visto, all’incremento della concentrazione di CO2. Un alto tasso di umidità combinato con uno scarso isolamento termico o con la presenza di ponti termici è causa della formazione di condensa superficiale e, se in presenza di spore, della formazione di muffa. Un’alta concentrazione di CO2 può provocare malesseri, una diminuzione delle prestazioni cognitive, del livello di attenzione e della concentrazione (nelle scuole) e di produttività (nelle aziende e nelle imprese).

Pertanto è necessario ricambiare l’aria interna con continuità nell’arco di tutta la giornata. Va detto che finora il ricambio dell’aria è stato in buona parte garantito (in maniera del tutto, diciamo, involontaria) dagli spifferi presenti nelle nostre case. Ora che ci si è resi conto che spiffero significa spreco energetico e discomfort abitativo, si realizzano edifici a tenuta all’aria cioè ermetici per cui è necessario effettuare in maniera corretta e volontaria l’apertura delle finestre.

E la VMC rappresenta la modalità più efficiente per un corretto ricambio d’aria.

Vorrei aggiungere qui un’ultima postilla, volutamente limitata data la vastità del tema, relativa al problema all’allontanamento dai nostri edifici del Radon Rn, gas nobile radioattivo - derivato dal decadimento del Radio - che fuoriesce dal suolo e dalle rocce e tende ad accumularsi negli ambienti confinati. In caso di un’alta concentrazione e con esposizione prolungata o inalazione risulta essere un agente cancerogeno. Per il suo allontanamento, ancora una volta, la VMC risulta essere un presidio molto efficace e pertanto suggerito anche dalle norme igienico-sanitarie di settore.

Ricambiare l’aria di casa nostra come abbiamo fatto finora costa moltissimo in termini economici, sociali ed ambientali.

La modalità classica con cui effettuiamo il ricambio dell’aria consiste nell’apertura delle finestre in maniera spesso incontrollata, o con un tempo troppo lungo, per cui si immette una quantità eccessiva di aria fredda che, tra l’altro, raffredda eccessivamente i muri, o con aperture troppo limitate e troppo brevi, per cui non si riesce ad abbassare il tasso di umidità relativa che così provoca la muffa. Un ricambio casuale provoca quindi un alto fabbisogno energetico per il riscaldamento, causa principale dei cambiamenti climatici e della povertà energetica, e danni alla salute. La VMC, grazie allo scambiatore di calore, riduce drasticamente il fabbisogno energetico dovuto alle perdite per ventilazione e permette un corretto ricambio in termini volumetrici.

VMC: come?

Come abbiamo avuto modo di capire la VMC è un impianto molto interessante e con varie potenzialità e funzioni. Direi imprescindibile. E può essere adattato alle esigenze tecniche ed economiche che si incontrano nelle diverse situazioni.

La VMC può essere declinata in diverse conformazioni di impianti. Cerchiamo di capire pro e contro di ognuna di esse.

LA VMC CENTRALIZZATA

Nelle nuove costruzioni, qualunque sia la loro destinazione d’uso (residenziale, direzionale, scolastico…) è ormai prassi comune installarlo, principalmente perché è funzionale sia al concetto energetico di nZEB che alla progettazione termo-igrometrica orientata alla salubrità e a comfort abitativo.

Le modalità con cui viene installato sono diverse a seconda della destinazione d’uso e dell’ampiezza dell’intervento ma possono tutte essere ricondotte allo schema base detto della VMC centralizzata.
Per comodità espositive farò riferimento solo al residenziale ma gli stessi concetti che saranno esposti potranno essere estesi agli altri ambiti.

In ambito residenziale il concetto di VMC centralizzata può avere due declinazioni principali: può indicare un unico impianto condominiale o può indicare un unico impianto all’interno di ogni singola unità immobiliare. Anche se operativamente differenti queste due declinazioni contemplano un impianto della stessa concezione composto da un’unità centrale – nel quale sono contenute le due ventole e lo scambiatore di calore – e la rete delle tubazioni.

All’esterno dell’edificio sono realizzati due fori con diametro di solito compreso da 120 a 200 mm.

Da uno dei due fori la ventola 1 aspira l’aria esterna che, attraverso l’apposita conduttura, viene fatta convogliare nello scambiatore di calore, grazie al quale aumenta la sua temperatura (sfruttando il calore dell’aria interna in uscita) per essere poi immessa nei locali “nobili” dell’appartamento cioè nelle stanze nelle quali si soggiorna: soggiorno, camere da letto, studio.

Si tratta di aria esterna pulita e filtrata e quindi priva di polveri, inquinanti e spore. La ventola 2, invece, aspira, contemporaneamente alla prima, l’aria esausta (perché carica di CO₂, umidità, cattivi odori) dai locali “meno nobili” quali bagni, cucine, ripostigli, lavanderia, e la convoglia, anch’essa, nello scambiatore. All’interno di esso i due flussi d’aria (quello entrante pulito e quello uscente esausto) non si incrociamo mai fisicamente ma si scambiano unicamente calore.

Una volta ceduto calore l’acqua esausta viene espulsa attraverso il secondo foro realizzato nel muro esterno. In tal modo, parafrasando un celebre adagio “non si butta via il bambino (cioè il calore) con l’acqua sporca (cioè l’aria esausta)”.

Nel caso di impianto centralizzato condominiale lo scambiatore viene posizionato in un apposito locale e le tubazioni vengono inserite in appositi cavedi. Nel caso di VMC centralizzata in un appartamento lo scambiatore, il collettore dei tubi e i due canali di aspirazione e emissione verso l’esterno vengono di solito posizionati all’interno del controsoffitto laddove, sfruttando la possibilità offerta dalla normativa igienico-sanitaria, può essere installato ad una quota inferiore (2,40m nei bagni e corridoi) rispetto alle altre stanze. Le tubazioni che si diramano dal collettore verso le stanze (che hanno diametro esterno di circa 100 mm) vengono posizionate all’interno del controsoffitto o, dove preferibile, annegati nel massetto alleggerito posto al di sotto del pavimento. Le tubazioni terminano nelle bocchette posizionate o nel controsoffitto o nelle pareti verticali.

L’impianto di VMC deve essere ben progettato in tutte le sue parti e componenti e devono essere ben indicati, sui disegni esecutivi, la posizione e le dimensioni di ogni elemento e, soprattutto, il tracciato delle tubazioni per evitare interferenze con le strutture o con altri impianti.

In termini operativi e di cantiere nei nuovi edifici l’installazione dell’impianto VMC non risulta essere particolarmente problematico proprio perché già previsto e studiato in sede progettuale.

La VMC centralizzata risulta essere la soluzione preferibile perché migliore sotto quasi tutti gli aspetti: silenziosa (perché il cavedio e i canali vengono isolati e silenziati) e a basso impatto estetico perché nascosto. L’unico neo potrebbe rivelarsi il costo se le tubazioni non vengono progettate con accortezza per limitarne la lunghezza.

Ultimo aspetto, ma molto importante: negli edifici con bassissimo fabbisogno energetico e quindi con carico termico molto basso (case passive, CasaClima Gold…) l’impianto VMC, già previsto per le esigenze sopra elencate, può assumere anche la funzione di impianto termico all’interno del cosiddetto “aggregato compatto” il quale, sfruttando la distribuzione dell’aria attraverso le bocchette, la usa per climatizzare l’appartamento perché, grazie ad una resistenza elettrica o ad una piccola pompa di calore, pre-riscalda l’aria (o la pre-raffredda in estate). E questo è un aspetto da non trascurare.

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