REQUISITI DI VENTILAZIONE NEGLI EDIFICI

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1 REQUISITI DI VENTILAZIONE NEGLI EDIFICI Liio de Santoli, Francesco Mancini Uniersità La Sapienza di Roa

2 Introduzione 2 Per garantire la qualità dell aria all interno degli abienti indoor, accanto ad interenti per il conteniento delle eissioni o per la riozione degli inquinanti alla fonte, è necessario procedere con interenti di diluizione realizzati ediante entilazione degli abienti stessi con aria esterna. Tale odalità di interento presuppone che l aria esterna di rinnoo sia più poera di inquinanti dell aria interna. L introduzione dell aria esterna all interno dell edificio può essere realizzata: ediante aperture dell edificio stesso, che lascino entrare ed uscire l aria naturalente (entilazione naturale) ediante sistei ipiantistici che forzino l iissione o l estrazione di aria (entilazione eccanica o entilazione forzata) integrando opportunaente odalità di entilazione naturale e eccanica (entilazione ibrida).

3 Introduzione 3 Il calcolo della portata di aria esterna necessaria a garantire la giusta qualità dell aria può essere eseguito secondo due odalità alternatie: 1. Metodo prestazionale, che preede la deterinazione della portata d aria in funzione della concentrazione degli inquinanti all interno dell abiente; questa procedura indica quali sono i lielli accettabili di inquinanti e non fa riferiento ai trattaenti dell aria; 2. Metodo prescrittio, che suggerisce una portata oluica di aria esterna in funzione della destinazione d uso dei locali e di un indicatore di inquinaento specifico per la destinazione (persone, nella aggior parte dei casi, o superficie o olue); la Nora UNI fa riferiento a tale etodologia di calcolo L approccio prestazionale consente di siulare in odo più preciso le condizioni di un ipotetico abiente, a presenta difficoltà e indeterinazioni che ne coplicano l applicazione; non sepre le sostanze inquinanti sono facilente identificabili o engono prodotte in odo unifore e costante nell abiente e spesso non tutta l aria esterna iessa partecipa alla copleta diluizione di tali sostanze.

4 Metodo prestazionale 4 Cs inq C s inq C u Cu C u inq C s - la portata d aria esterna ( ) necessaria alla diluizione degli inquinanti cresce al crescere della produzione locale di inquinanti ( inq ); ciò confera la necessità di liitare la produzione di inquinanti alla fonte; - la portata d aria diinuisce al crescere della differenza tra la concentrazione degli inquinanti nell aria estratta (C u ) e nell aria iessa (C s ) o l aria iessa dee essere poera di inquinanti; la presa d aria esterna dee essere collocata in posizione idonea ed è necessario filtrare l aria; o l aria estratta dall abiente dee essere preleata doe la concentrazione è più alta, ossia in prossiità delle fonti interne di inquinanti.

5 Metodo prestazionale 5 Nell espressione ottenuta non copare la concentrazione di inquinanti dell abiente interno (C i ), che è il dato di progetto per la qualità dell aria interna, solitaente riferito alla sola zona occupata dalle persone nulla è detto circa le odalità di introduzione ed estrazione dell aria che influiscono in aniera deterinante sulle condizioni abientali interne Tali aspetti engono considerati attraerso l efficienza di entilazione (ε ). C C u i C C s s - C u è la concentrazione di inquinanti nell aria estratta dall abiente; - C s è la concentrazione di inquinanti nell aria iessa in abiente; - C i è la concentrazione di inquinanti nella zona occupata dalle persone Cs inq C u inq C s inq C C i s 1 Cu

6 Metodo prestazionale 6 inq C C i s 1 - all auentare dell efficienza di entilazione diinuisce la portata necessaria di aria esterna, a parità di containante prodotto in abiente - non ha senso entilare con aria esterna se la concentrazione degli inquinanti desiderata in abiente (C i ) è inore della concentrazione degli inquinanti raggiungibile per l aria iessa (C s ) - la portata d aria esterna auenta al diinuire della differenza tra la concentrazione degli inquinanti nell aria abiente (C i ) e la concentrazione degli inquinanti nell aria iessa (C s ); in altri terini, più si desidera un abiente con aria pulita, aggiore è il quantitatio di aria esterna necessaria; più è alta la concentrazione degli inquinanti nell aria esterna, aggiore è il quantitatio di aria esterna necessaria

7 Metodo prestazionale 7 Il alore dell efficienza di entilazione è funzione del sistea di distribuzione e della differenza tra la teperatura dell aria di andata e quella nella zona occupata dalle persone; tali ariabili definiscono il oto dell aria nell abiente e la sua capacità di riuoere le particelle di inquinanti presenti. I etodi di diffusione dell aria in abiente, raggruppabili in due categorie: - perfect ixing distribution (entilazione con perfetta iscelazione), con una copleta diluizione degli inquinanti in abiente e una conseguente unifore concentrazione; l iissione in abiente di una portata d aria prooca una oientazione dell aria tesa ad una escolanza che, in condizioni teoriche, dorebbe coinolgere tutto l abiente; - perfect displaceent distribution (entilazione a dislocaento), con un fronte d aria che aanza da un lato erso l altro dell abiente e la riozione costante dei containanti durante il suo oto; la concentrazione dei containanti aria da un inio nella zona di iissione ad un assio nella zona di estrazione (es. sale operatorie).

8 Metodo prestazionale 8 Modalità di entilazione Differenza di teperatura [ C] tra l aria di iissione e l aria nella zona occupata Efficienza di entilazione Ventilazione per iscelazione < Cs, Ts > Ventilazione per iscelazione < Cs, Ts C i, T i C i, T i Cu Cu > Ventilazione a dislocaento > Cu Cs, Ts C i, T i <

9 Metodo prestazionale 9 Difficoltà applicatie: - in presenza di inquinanti diersi, per caratteristiche fisiche e per distribuzione delle fonti interne, si hanno diersi alori dell efficienza di entilazione e, conseguenteente, diersi alori delle portate d aria; - la distribuzione e le caratteristiche delle sorgenti interne possono ariare a seguito di una odifica del lay-out interno degli abienti; - non si hanno dati certi e condiisi delle concentrazioni di inquinanti nell aria esterna per tutte le località; - non si hanno dati certi e condiisi delle eissioni di inquinanti dei ateriali da costruzioni o degli eleenti di arredo

10 Metodo prescrittio La etodologia di calcolo prescrittia (UNI 10339) preede il rispetto di incoli in ateria di portata d aria, di filtrazione e di oientazione dell aria. In funzione della destinazione d uso, la portata di aria esterna dee essere aggiore del alore inio stabilito, riferito al nuero di persone, alla superficie in pianta o al olue dell abiente. Per alcuni abienti, è preisto che ci sia estrazione dell aria, al fine di antenere tali abienti in depressione rispetto agli abienti liitrofi. La UNI non ha alore di cogenza. Il copito è deandato a leggi o regolaenti locali, che solo in alcuni casi ne hanno recepito le indicazioni. In ogni caso rappresenta un riferiento nazionale per la progettazione. G G G G, p G, G, S V n S V p G,p è la portata d aria per persona n p è il nuero di persone, calcolato sulla base dell indice di affollaento; G,S è la portata d aria per unità di superficie S è la superficie in pianta dell abiente; G,V è la portata d aria per unità di olue V è il olue dell abiente. Dalla portata in olue si ottiene la portata in assa, operando le necessarie conersioni delle unità di isura e considerando la assa oluica (ρ) G 10

11 Metodo prescrittio 11 Residenze priate Residenze a uso pubblico Uffici Ospedali Destinazione d uso Affoll. Portata di aria esterna di iissione o di estrazione pers/ 2 G,p G,S G,V ( 3 /h)/pers ( 3 /h)/ 2 ( 3 /h)/ 3 Soggiorni, caere 0,04 40 Abitazioni ciili Cucina, bagno 4* (estr.) Soggiorni 0,20 Sale riunioni 0,60 33 Collegi, casere Doritori 0,10 40 Caere 0,05 40 Cucina 60 Alberghi, pensioni Sale conferenze Caere 0,60 0, Soggiorni 0,20 40 Tutti Bagni, serizi 8* (estr.) Uffici singoli 0,06 40 Uffici open space 0,12 40 Locali riunione 0,60 36 CED 0,08 25 Bagni, serizi 8* (estr.) Degenze 0,08 40 Corsie 0,12 40 Caere sterili 0,08 40 Visita edica 0,05 40 Soggiorni, terapie 0,20 30 Sale infettii, sale operatorie o parto ** ** ** ** Bagni, serizi 8* (estr.) Sale in genere 1,5 20 Cinea, teatri, Biglietterie 0,20 40

12 Portata d aria per il controllo dell uidità in abiente Una corretta progettazione include il controllo dei alori di uidità in abiente, per eitare la forazione di condensazione superficiale sulle superfici interne delle pareti perietrali e per eitare che sulle stesse si abbia proliferazione di colonie fungine o danneggiaento di eentuali riestienti. Questo controllo si attua con iissione di aria esterna. Abiente (di olue V) con teperatura interna T i > T e controllata da un ipianto di riscaldaento e con un nuero di ricabi orari pari ad n [1/h]. All interno sono presenti sorgenti di apore (persone, cottura cibi, asciugatura panni, ecc) per una coplessia produzione di apore [kg/h]. 12 n V e n V, i n V, e saltando qualche passaggio. n V i n V p R, i T p i, e

13 Portata d aria per il controllo dell uidità in abiente 13 n V p R, i T p i, e Il nuero di ricabi orari per eitare condensa è direttaente proporzionale al rapporto /V (produzione interna di apore per unità di olue) ed alla teperatura interna, è inersaente proporzionale alla differenza (p,i - p,e ). I fenoeni di deterioraento delle superfici consistono, sostanzialente, nella proliferazione di colonie fungine e nel danneggiaento dei riestienti. La gerinazione e lo siluppo delle spore fungine su supporti porosi risulta tanto più rapida quanto più eleata è l uidità relatia. E necessario non superare un alore edio ensile di uidità relatia dell aria dell 80% ricabi orari portata in olue.portata in assa n V p R, i T p i, e G nv G

14 Portata d aria per infiltrazione 14 Nessun edificio è totalente ipereabile all aria esterna. Per effetto delle differenze di pressione tra l interno e l esterno si hanno sepre delle infiltrazioni di aria esterna attraerso le aperture, anche piccole, che si hanno nell inolucro edilizio: o giunzioni dell inolucro edilizio; o fori o fenditure su pareti per passaggio di ipianti; o aperture erso caedi; o infissi a scarsa tenuta. La portata in assa di aria esterna può essere alutata in pria approssiazione ipotizzando un nuero di ricabi orari per infiltrazione pari a 0,3 h -1 per edifici con infissi nuoi o pari a 0,5 h -1 per edifici con infissi ecchi ricabi orari portata in olue.portata in assa n 0,3 0,5 G nv G

15 Portata d aria di progetto 15 L iissione di aria esterna sere a diluire gli inquinanti e ad eitare la forazione di condensa superficiale all interno degli abienti. In ogni edificio, in ragione della pereabilità all aria, si ha una portata di infiltrazione che entra naturalente. Per abienti poco inquinati e poco uidi, in alcuni casi, la portata di infiltrazione è da sola sufficiente a diluire gli inquinanti e ad eitare la forazione di condensa; in altri casi può dientare sufficiente, ageolata ed increentata a seguito dell apertura di porte e finestre. Per abienti olto inquinati o olto uidi è necessario ettere in atto ere e proprie strategie di entilazione e progettare sistei di entilazione idonei, che potranno essere di tipo naturale, di tipo eccanico o di tipo ibrido; in ogni caso, è necessario che assicurino il giusto alore della portata di aria esterna.

16 Portata d aria di progetto 1. si calcola la portata necessaria a diluire gli inquinanti; 2. si calcola la portata necessaria ad eitare fenoeni di condensazione superficiale 3. confrontando i due alori si deterina la portata di aria esterna di progetto, uguale alla aggiore tra le due portate sopra calcolate; 4. si confronta il alore ottenuto con la portata d aria per infiltrazione,inf ; 5. se, inf significa che la portata di aria esterna di progetto è garantita dalle infiltrazioni; 6. se >,inf significa che la portata di aria esterna di progetto non è garantita dalle infiltrazioni; è quindi necessario un sistea di entilazione per garantire la qualità dell aria ed il controllo dell uidità. Per abitudini consolidate, la portata d aria di progetto è espressa in dierse odalità: - per indicare l entità del ricabio d aria di un abiente o di un edificio coniene utilizzare i ricabi orari (n), espriendoli in [1/h]; - per indicare la portata d aria da elaborare in una unità di trattaento e da distribuire attraerso le canalizzazioni, coniene utilizzare la portata d aria in olue (G ), espressa in [ 3 /h]; - per i calcoli di diensionaento delle arie apparecchiature di scabio energetico, coniene utilizzare la portata in assa ( ), espressa in [kg/s]. 16