Comfort ambientale e ventilazione (VMC) Prof. Ilaria Oberti Prof. Stefano Capolongo Prof. Carlo Signorelli

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1 Comfort ambientale e ventilazione (VMC) Prof. Ilaria Oberti Prof. Stefano Capolongo Prof. Carlo Signorelli

2 Indice 1. Benessere ambientale 2. Microclima 3. Qualità dell aria 4. Ventilazione 5. Casi studio

3 Benessere ambientale Definizione Il benessere (da ben essere = stare bene o "esistere bene") è uno stato che coinvolge tutti gli aspetti dell'essere umano. L'accezione antica che faceva coincidere il benessere con la salute (per lo più fisica) riconducibile approssimativamente ad una condizione di assenza di patologie, ha assunto, nel tempo un'accezione più ampia, arrivando a coinvolgere tutti gli aspetti dell'essere (fisico, emotivo, mentale, sociale e spirituale). Il concetto di una necessaria implicazione nel benessere globale non solo di aspetti psico-fisici, bensì anche di aspetti mentali, sociali e spirituali, oltre che trovare una una radice nel pensiero filosofico sia orientale, sia occidentale, trova recenti conferme anche in campo medico - scientifico. Anche nel rapporto della Commissione Salute dell'osservatorio europeo su sistemi e politiche per la salute (a cui partecipa il distaccamento europeo dell OMS) è stata proposta definizione di benessere come: Stato emotivo, mentale, fisico, sociale e spirituale di ben-essere che consente alle persone di raggiungere e mantenere il loro potenziale personale nella società.

4 Benessere ambientale E stimato che l uomo trascorre circa il 90% del suo tempo in ambienti confinati

5 Benessere ambientale I fattori che influiscono sul benessere ambientale sono: - Microclima - Rumore - Illuminazione Ventilazione - Qualità dell aria

6 Microclima Fattori che influenzano il benessere termoigrometrico: - Temperatura dell aria - Umidità dell aria - Velocità dell aria - Temperatura media radiante - Vestiario - Attività esercitata Tali fattori sono strettamente correlati tra di loro: il benessere microclimatico dipende dalla loro combinazione

7 Microclima Temperatura TEMPERATURA L uomo può sopportare un ampia gamma di temperature, da C sotto zero ad altrettanti sopra. Generalmente il benessere è raggiunto tra i C a seconda di come siano le altre componenti Gli strumenti di misura: - termometri a mercurio o ad alcol - termometro Termist - termometro a fionda - termometro a massima e minima La L. 10/91 sul risparmio energetico prevede per i locali residenziali una T max invernale di 20 C (± 2 C)

8 Microclima Temperatura Temperatura ottimale in funzione dell emissione di calore in W da parte di un individuo durante lo svolgimento di varie attività

9 Microclima Umidità dell aria UMIDITA DELL ARIA L umidità dell aria è costituita dall acqua che si trova nell aria allo stato di vapore acqueo Lo stato igrometrico dell aria viene solitamente espresso in % come umidità relativa (Ua/Um) Gli strumenti di misura sono: igrometro a capello; psicrometro

10 Microclima Umidità dell aria Umidità e temperatura sono strettamente correlate: Ad alte temperature l umidità massima è più elevata A parità di vapore acqueo se la t diminuisce si può raggiungere il punto di rugiada - Condensa sulle pareti - Condensa sui vetri in inverno

11 Microclima Velocità dell aria VELOCITA DELL ARIA Il movimento dell aria è dovuto a: differenza di temperatura dell'aria di diverse zone differenza di pressione Negli ambienti confinati il movimento è generato da: Differenza di t o p tra ambienti attigui Aperture verso l esterno Presenza di mezzi meccanici

12 Microclima Velocità dell aria La ventilazione: Facilita la dispersione del calore corporeo In condizioni di Umidità elevata è utile contro la formazione di muffe o condensa sulle pareti Può risultare fastidiosa per valori > 1.5 m/s Strumenti di misurazione: anemometro a filo caldo, katatermometro

13 Microclima Temperatura media radiante TEMPERATURA MEDIA RADIANTE La temperatura media radiante dipende dalla temperatura di tutte le superfici dell involucro che contorna la persona e da quella di ogni altra superficie con la quale il corpo umano possa instaurare uno scambio termico radiativo. Strumenti di misurazione: sensore a infrarossi, globotermometro

14 Microclima Temperatura media radiante E di fondamentale importanza per il comfort ambientale:dovrebbe essere considerato quanto la t dell aria

15 Microclima Vestiario VESTIARIO Lo scambio termico può essere controllato anche attraverso l utilizzo di determinati tipi di abbigliamento aventi valori diversi di resistenza termica specifica. Questa si misura con il CLO, definibile come la resistenza termica che gli indumenti presentano al passaggio di calore.

16 Microclima Attività esercitata ATTIVITÀ ESERCITATA Ogni tipo di attività genera un aumento del calore interno che si può definire come energia trasformata grazie al metabolismo per unità di tempo e di superficie corporea al riposo. Questa viene calcolata attraverso il MET. MET = 58 W/mq = 50 kcal/hmq

17 Microclima VALORI INDICATIVI DI BENESSERE MICROCLIMATICO STAGIONE TEMPERATURA DELL ARIA UMIDITA RELATIVA VELOCITA DELL ARIA Inverno C % 0,05-0,1 m/s Estate C % 0,1-0,2 m/s Valori indicativi in estate in differenti luoghi di permanenza* TIPO DI LOCALE TEMPERATURA ( 0 C) UMIDITÀ RELATIVA (%) Abitazioni/hotel TIPO DI LOCALE TEMPERATURA ( 0 C) UMIDITÀ RELATIVA (%) Uffici Abitazioni/hotel Chiese/teatri/saloni Uffici per feste/ristoranti/cinema Chiese/teatri/saloni per Negozi/magazzini/bar feste/ristoranti/cinema Stazioni Negozi/magazzini/bar Aereoplani Stazioni Biblioteche/musei Aereoplani Industrie, a seconda Biblioteche/musei del tipo Locali in regioni molto calde T.int>T.ext *Fonte UNI 10339

18 Qualità dell aria Inquinamento indoor DEFINIZIONE DI INQUINAMENTO INDOOR: Qualsiasi alterazione delle caratteristiche chimico, fisiche e biologiche dell aria, determinata sia da variazioni di concentrazione dei suoi normali costituenti sia e, soprattutto, dalla presenza di sostanze estranee alla sua composizione normale in grado di determinare effetti di danno e/o molestia all uomo. La presenza nell aria di ambienti confinati di contaminanti fisici, chimici e biologici non presenti naturalmente nell aria esterna di sistemi ecologici di elevata qualità. (Ministero dell Ambiente e della Tutela del Territorio, 1991)

19 Qualità dell aria Inquinamento indoor Nell aria degli ambienti confinati sono presenti contaminanti dell aria esterna a concentrazione maggiore. inquinanti Formaldeide Toluene Ozono Particelle NO2 esterno concentrazione (μg/mc) esterno dose assorbita (μg/giorno) 4,5 7, ,5 Radon (Bq/mc) 2 3 Stima del volume totale di respirazione quotidiano: 15 mc/giorno 1,5 mc esterno 13,5 mc interno interno concentrazione (μg/mc) interno dose assorbita (μg/giorno) Fonte: J.A.J. Stolwijk, The determination of Health Effects of Indoor Air Pollution, vol.4, Indoor Air, 1997 totale dose assorbita (μg/giorno)

20 Qualità dell aria Inquinamento indoor: cause Da studi condotti negli USA, il 20-30% degli edifici risulta essere ammalato, non in grado di garantire benessere agli occupanti. Le cause: Rapporto sempre più mediato fra uomo e ambiente Complessità crescente del processo produttivo Ricerca di soluzioni più economiche Ricerca di soluzioni più facili e veloci Interesse per l immagine

21 Qualità dell aria Inquinamento indoor: fonti Le cause, tutte interrelate, provocano uno scadimento della qualità dell aria interna

22 Qualità dell aria Inquinamento indoor: agenti inquinanti CHIMICI VOC (formaldeide, benzene, pentaclorofenolo, ) Ossidi di carbonio, azoto, zolfo, Ozono Fumo di tabacco FISICI Fibre naturali e artificiali Campi elettromagnetici Radon BIOLOGICI Microrganismi Virus Batteri Funghi Particelle organiche Allergeni (pollini, acari)

23 Qualità dell aria Inquinamento indoor: agenti inquinanti chimici COMPOSTI ORGANICI VOLATILI (VOC) Sostanze, naturali o sintetiche, nella cui composizione chimica di natura organica si rilevi la presenza di atomi di carbonio. Oltre al carbonio, le molecole di tali sostanze contengono pochi altri elementi quali idrogeno, ossigeno, azoto, zolfo, fosforo, alogeni e metalli. Composti VVOC (Composti organici molto volatili) VOC (Composti organici volatili) Idrocarburi alifatici, idrocarburi aromatici, idrocarburi alogenati, terpeni, aldeidi, esteri e chetoni, alcoli Temperatura di ebollizione (T) < 60 C C C C % di volatilità attribuita 18% 12% 15% 10% SVOC (Composti organici semivolatili) Antiparassitari, idrocarburi aromatici policiclici, plastificanti POM (Composti organici associati a materia particolata o materia organica particolata) C C C > 230 C 5% 3% 3% 1% Fonte: Clayton G.D. et al., 1996

24 Qualità dell aria Inquinamento indoor: agenti inquinanti chimici COMPOSTI ORGANICI VOLATILI (VOC) Emissioni tipiche di VOC dai prodotti edilizi Fonte Materiali primari - Getti di cemento - Cartongesso - Polistirolo espanso nuovo Pavimenti - Moquette posata (1h) - Pavimento vinilico posato (1h) - Linoleum posato - Parquet in legno di pino non trattato Finiture - Pittura acrilica - Vernice poliuretanica per legno (<10h) - Vernice per pavimenti (24h) - Tappezzeria in PVC Prodotti per la posa - Colla per tappezzeria (24h) - Adesivo per moquette (24h) - Sigillante siliconico (<10h) Emissione in μg/m 2 h < Fonte: Ministero della Salute, Piano prevenzione per la tutela e la promozione della salute negli ambienti confinati, Rapporto finale, Roma, 1999

25 Qualità dell aria Inquinamento indoor: agenti inquinanti chimici COMPOSTI ORGANICI VOLATILI (VOC) Emissioni indicative per classificare i materiali come basso-emissivi Materiali o prodotti - Pavimentazioni - Rivestimenti per pavimentazioni - Pareti - Rivestimenti per pareti - Pareti mobili - Mobili per ufficio Emissione massima 0,6 mg/hm 2 0,6 mg/hm 2 0,4 mg/hm 2 0,4 mg/hm 2 0,4 mg/hm 2 2,5 mg/h per posto-lavoro Fonte: Tucker W.G., 1990

26 Qualità dell aria Inquinamento indoor: agenti inquinanti chimici COMPOSTI ORGANICI VOLATILI (VOC) FORMALDEIDE (HCHO) Gas incolore con odore pungente E irritante e provoca emicranie, nausee e difficoltà respiratorie. Dallo IARC è classificato come agente cancerogeno Viene usata come legante e collante per il legno, la plastica, le tappezzerie, nelle schiume isolanti E presente anche nel fumo del tabacco Umidità relativa e temperatura elevate favoriscono il rilascio di questo gas Soglia limite (OMS, 1998): 100 μg/m 3 (30 min. di esposizione)

27 Qualità dell aria Inquinamento indoor: agenti inquinanti chimici COMPOSTI ORGANICI VOLATILI (VOC) BENZENE Le fonti principali sono: fumo di sigaretta, vernici, colle e aria esterna (benzina verde) E un cancerogeno certo E vietato ma non lo sono i suoi composti. Soglia limite (OMS, 1998): 6x10 6 (μg/m 3 ) -1 UR (Unità di rischio aggiuntivo)/per tutta la vita

28 Qualità dell aria Inquinamento indoor: agenti inquinanti chimici COMPOSTI ORGANICI VOLATILI (VOC) PENTACLOROFENOLO Utilizzato negli insetticidi, ha un vastissimo impiego per le sue caratteristiche di biocida universale, soprattutto come preservante del legno e come antimuffa per le vernici. Effetti molto dannosi sulla salute, perché la sua diffusione all interno del corpo umano avviene in tempi molto rapidi con una concentrazione massima nel sangue, nel fegato e nei reni; inoltre la continua esposizione può innescare un processo di accumulo nell organismo, con conseguente intossicazione. Soglia limite (OMS, 1998): 0,1 μg/m 3

29 Qualità dell aria Inquinamento indoor: agenti inquinanti chimici GAS INORGANICI La tossicità, per l'uomo e per gli animali, del monossido di carbonio risiede nella capacità di questo gas di legarsi all'emoglobina, causando uno stato di anossia che puo' condurre alla morte. Esposizioni acute al biossido di azoto possono essere dannose per la salute umana. Per esposizioni che vanno da alcuni minuti fino ad un'ora, un livello di ppm di NO 2 causa infiammazioni polmonari per un periodo di 6-8 settimane dopo le quali il soggetto normalmente si ristabilisce. Esposizioni a 500 ppm e oltre di NO 2 portano alla morte entro 2-10 giorni. Anche se non molto tossico per la maggior parte delle persone, bassi livelli di biossido di zolfo nell'aria producono alcuni effetti dannosi alla salute. L'effetto principale è sul tratto respiratorio, dove viene prodotta irritazione e resistenza al passaggio dell'aria, soprattutto per quelle persone che soffrono di insufficienza respiratoria da asma.

30 Qualità dell aria Inquinamento indoor: agenti inquinanti chimici OZONO Infiltrazione dall esterno, dove si forma soprattutto nei periodi estivi a seguito di reazioni fotochimiche che coinvolgono ossidi di azoto e composti organici volatili. Negli ambienti interni si può produrre nelle apparecchiature che generano forti campi elettrici o che utilizzano raggi UV (apparecchi di ufficio o sistemi di filtrazione dell aria). L esposizione produce irritazione delle mucose e delle vie respiratorie e dei polmoni, riduzione della capacità polmonare mal di testa, effetti negativi sulle persone affetti di asma già a basse esposizione.

31 Qualità dell aria Inquinamento indoor: agenti inquinanti chimici FUMO DI TABACCO Componenti fumo indiretto (sidestream smoke) Emissione componenti fumo indiretto mg/sigaretta TLV (limite legale di sicurezza) mg/m 3 Sigarette necessarie per avere il danno Metilcloride 0,88 0, Acetaldeaide 1,26 180, Ossidi d'azoto 2,80 50, Fenolo 0,25 19, Benzene 0,24 32, Dimetilamine 0,036 18, Benzo(a)pirene 0, , Polonio 0,4pCi 3pCi/l Toluene 0, , Esempio: Una sigaretta emette 0,24 mg di benzene. Il limite legale di milligrammi per metro cubo è stabilito in 32mg. Dunque per produrre un danno da benzene dovuto a inalazione di fumo passivo in un locale ermeticamente chiuso bisognerebbe prima avervi fumato sigarette. Per il toluene ne servirebbero 1 milione.

32 Qualità dell aria Inquinamento indoor: agenti inquinanti fisici FIBRE MINERALI E NATURALI Fonti di rilascio sono tutti i materiali fibrosi, siano essi di origine naturale, come l amianto, o di origine artificiale, quali la lana di vetro e di roccia, che hanno trovato un vasto impiego principalmente come isolanti o coibenti e, in secondo luogo, come materiali di rinforzo e supporto per altri manufatti sintetici. Minore è il diametro delle fibre, maggiore sono i danni arrecati all apparato respiratorio. Amianto, cancerogeno, bandito dal commercio. Responsabilità nel rilascio di fibre e polveri dai materiali sono da imputare a: composizione del prodotto; validità del legante; tipo di finitura superficiale; età del materiale e al suo stato di manutenzione; interventi di manipolazione e di lavorazione sul prodotto.

33 Qualità dell aria Inquinamento indoor: agenti inquinanti fisici CAMPI ELETTROMAGNETICI La produzione dell energia elettrica, la sua trasmissione e utilizzazione, danno luogo alla formazione di campi elettrici e di campi magnetici che permeano tutto il nostro ambiente. Dato che la corrente elettrica è per lo più utilizzata a bassa frequenza nella rete distributiva, i campi che ne derivano sono da considerare parte delle onde elettromagnetiche a frequenza estremamente bassa.

34 Qualità dell aria Inquinamento indoor: agenti inquinanti fisici LIMITI DI ESPOSIZIONE AI CAMPI ELETTROMAGNETICI ALLA FREQUENZA DI 50 HZ Decreto del Presidente del Consiglio dei Ministri dell' 8 luglio 2003

35 Qualità dell aria Inquinamento indoor: agenti inquinanti fisici RADON (RADIAZIONI IONIZZANTI) Gas inodore e incolore, 8 volte più pesante dell aria. Prodotto di decadimento delle tre famiglie radioattive naturali, presenti nella crosta terrestre, che fanno capo all uranio-235, all uranio-238 e al torio Il suo nucleo instabile si disintegra emettendo particelle alfa. Gas nobile, chimicamente inerte e discretamente solubile in acqua: queste caratteristiche fanno sì che esso possa raggiungere facilmente la superficie terrestre contribuendo in modo notevole alla radioattività naturale. 90/143 EURATOM 200 Bq/m 3 per edifici di nuova costruzione Isotopo Uranio 238 Torio 234 Protoattinio 234 Uranio 234 Torio 230 Radio 226 Radon 222 Polonio 218 Piombo 214 Bismuto 214 Polonio 214 Piombo 210 Bismuto 210 Polonio 210 Piombo 206 Radiazione alfa Beta Beta alfa alfa alfa alfa alfa beta alfa e beta alfa beta beta alfa Stabile Emivita 4.5x10 9 anni 24.1 giorni 1.2 minuti 2.5x10 5 anni 7.5x10 4 anni 1600 anni 3.8 giorni 3 minuti 27 minuti 20 minuti 1.5x10-4 secondi 25 anni 5 giorni 136 giorni 400 Bq/m 3 per edifici esistenti

36 Qualità dell aria Inquinamento indoor: agenti inquinanti fisici SORGENTI DI RADON Esalazioni dal suolo Materiali da costruzione Emanazione dalle acque Radiazione cosmica (raggi gamma) FATTORI AMBIENTALI Ventilazione naturale/artificiale Polveri aerosol Fattori microclimatici Tipologia edilizia

37 Qualità dell aria Inquinamento indoor: agenti inquinanti fisici SORGENTI DI RADON Esalazioni dal suolo Valle d Aosta Piemonte Lombardia Alto Adige Trentino Veneto Friuli- Venezia Giulia Bq/m Bq/m Bq/m 3 Liguria Emilia-Romagna Bq/m Bq/m 3 Toscana Marche Umbria Lazio Abruzzo Molise Sardegna Campania Puglia Basilicata Calabria Sicilia Fonte: Bochicchio et al., 1999

38 Qualità dell aria Inquinamento indoor: agenti inquinanti fisici SORGENTI DI RADON Materiali da costruzione Valori in pci/g delle radioattività di alcuni materiali edilizi Materiale radon torio potassio Calcestruzzo Cemento Cemento PTL Fosfogesso Gesso naturale Granito Mattoni argilla Pietra pomice Sabbie monazitiche Tufo 3,7 1,5 0,7 21,3 3,2 2,6 1,4 3,0-2,6 0,7 1,5 0,4 0,57 0,6 2,2 1,2 3, ,0 15,4 6,3 6,5 1,8 non determinato Fonte: Bochicchio et al., 1999

39 Qualità dell aria Inquinamento indoor: agenti inquinanti fisici

40 Qualità dell aria Inquinamento indoor: agenti inquinanti fisici STRATEGIE DI INTERVENTO SULL ESISTENTE Sigillatura delle principali vie di accesso del radon Depressurizzazione del sottosuolo Pressurizzazione dei locali interni o del vespaio Ventilazione del vespaio

41 Qualità dell aria Inquinamento indoor: agenti inquinanti fisici CRITERI PER LA PROGETTAZIONE DEL NUOVO Scelta di suoli con bassa concentrazione di Radon e ridotta permeabilità ai gas Depressurizzazione degli spazi sottostanti il primo solaio e la suzione mediante un estrattore che scarichi il Radon in atmosfera Miglioramento della tenuta all aria nella zona di attacco a terra Impiego di materiali da costruzione a basso contenuto di radionuclidi naturali e bassa emanazione di radon Aumento del tasso di ventilazione dell edificio (VMC con recupero di calore)

42 Qualità dell aria Inquinamento indoor: agenti inquinanti fisici CRITERI PER LA PROGETTAZIONE DEL NUOVO Scelta di suoli con bassa concentrazione di Radon e ridotta permeabilità ai gas 1. Rocce ricche di Uranio e Thorio nei suoli dell'area 2. Elevata permeabilita' dei suoli 3. Presenza di corsi d acqua 4. Presenza di profonde fratture di trazione nei mesi estivi 5. Collocazione di pendio o versante 6. Sottili coltri di copertura sulle rocce superficiali 7. Basamento roccioso fratturato 8. Basamento roccioso ricco di cavita' e caverne anche carsiche 9. Elevati livelli di Radon che sono noti in abitazioni vicine

43 Qualità dell aria Inquinamento indoor: agenti inquinanti fisici CRITERI PER LA PROGETTAZIONE DEL NUOVO Depressurizzazione degli spazi sottostanti il primo solaio e la suzione mediante un estrattore che scarichi il radon in atmosfera

44 Qualità dell aria Inquinamento indoor: agenti inquinanti fisici CRITERI PER LA PROGETTAZIONE DEL NUOVO Miglioramento della tenuta all aria nella zona di attacco a terra

45 Qualità dell aria Inquinamento indoor: agenti inquinanti fisici CRITERI PER LA PROGETTAZIONE DEL NUOVO Impiego di materiali da costruzione a basso contenuto di radionuclidi naturali e bassa emanazione di radon

46 Qualità dell aria Inquinamento indoor: agenti inquinanti fisici CRITERI PER LA PROGETTAZIONE DEL NUOVO Aumento del tasso di ventilazione dell edificio (VMC con recupero di calore) 1- Ingressi aria; 2- Bocchetta d'estrazione cucina; 3- Bocchetta d'estrazione W.C.; 4- Bocchetta d'estrazione bagno; 5- Rete di canali flessibili; 6- Gruppo di estrazione; 7- Uscita tetto

47 Qualità dell aria Inquinamento indoor: agenti inquinanti biologici Tra i contaminanti biologici più comuni si trovano: I batteri, trasmessi dalle persone e dagli animali, ma presenti anche in luoghi con condizioni di temperatura e umidità che ne favoriscono la crescita. I virus, provenienti dalle persone e dagli animali infettati. I pollini delle piante, provenienti soprattutto dall ambiente esterno. Funghi e muffe che si formano all interno dei luoghi confinati per problemi d umidità. Gli acari, principali cause di allergia e asma poiché, tramite le loro feci, producono dei potenti allergeni facilmente inalabili dal sistema respiratorio. Gli allergeni degli animali domestici costituiti principalmente dalla saliva, forfora e urina che, una volta essiccati e frammentati, rimangono sospesi nell aria. La principale fonte è costituita dagli animali con pelliccia (cani, gatti,roditori, etc.), ma anche da uccelli, scarafaggi e insetti.

48 Qualità dell aria Inquinamento indoor: fonti Inquinante Biossido di azoto Ossido di carbonio Descrizione Gas incolore e insapore che si forma durante la combustione a temperatura elevata Gas incolore e insapore che si forma per incompleta combustione Sorgente domestica Stufe a cherosene e apparecchi a gas non ventilati Scarichi di automobile (garage unito all abitazione), fumatori, stufe non ventilate Effetti sulla salute Irritazione delle vie respiratorie, danni ai polmoni dopo lunga esposizione Riduzione capacità di ossigenazione del sangue, indebolimento vista, nausea, debolezza, confusione mentale, morte per alte concentrazioni Particelle di fumo Formaldeide Radon Composti organici volatili Microorganismi Complessa mistura di particelle formantesi per incompleta combustione Gas pungente, incolore, emesso da adesivi e prodotti a base di ureaformaldeide Gas incolore e inodore, radioattivo, emanato da materiali della crosta terrestre Vasto gruppo di molecole contenenti carbonio e idrogeno. Da prodotti sintetici e combustione incompleta Batteri, funghi, virus, pollini, muffe e altri Fumo di tabacco, stufe a legna, caminetti, stufe a cherosene non ventilate Compensati, paniforti, truciolati, isolamenti realizzati con schiume a base di ureaformaldeide Terre e rocce utilizzati come Si stima che possa essere materiali costruttivi (cementi, responsabile di una percentuale graniti, tufi, laterizi, pozzolane) variabile tra il 5 e il 20% dei casi di cancro Solventi negli adesivi, nei detergenti, nelle vernici, pavimenti e rivestimenti sintetici, imbottiture, isolanti, fumo, cottura Umidità nei muri, emanazioni umane, mobili, tappeti, animali Irritazione delle vie respiratorie, enfisema, disturbi cardiaci, cancro Irritazione agli occhi, naso, gola; esantemi e reazioni allergiche Vasta gamma di conseguenze, dall irritazione al cancro Malattie respiratorie, allergie, raffreddori, influenze, polmoniti Fonte: Baglioni A., Piardi S., Costruzioni e salute. Criteri, norme e tecniche contro l inquinamento interno, F. Angeli, Milano 1991

49 Qualità dell aria Inquinamento indoor: fonti

50 Qualità dell aria Inquinamento indoor: fonti MATERIALI A RISCHIO a. Fondazioni Insetticidi e altri trattamenti impermeabilizzanti del terreno, derivati dal petrolio b. Struttura Prodotti di preservazione del legno Sigillanti e Collanti c. Isolamento Isolante termico Isolante acustico Isolante al fuoco d. Interni e finiture Adesivi per pavimentazioni e moquette Rivestimenti resilienti per pavimentazioni Moquette Rivestimenti per pareti Adesivi Vernici e coloranti Partizioni Rivestimenti con pannelli Arredo Controsoffitti e. Sistemi HVAC Isolante nei condotti Sigillanti per i condotti Trattamento chimico dell'acqua

51 Qualità dell aria Inquinamento indoor: fonti Materiali da costruzione: principali rischi di inquinamento FATTORI PRINCIPALI RISCHI DI INQUINAMENTO Costituzione chimico-fisica del materiale - Presenza di - VOC - Presenza di fibre - Presenza di minerali con rischio radon - Facilmente aggredibile da microrganismi Modalità di rilascio delle sostanze inquinanti - Emissione lenta Modalità di stoccaggio del materiale Tecniche di posa in opera Condizioni di esercizio Condizioni di sollecitazioni Estensione dell impiego Comportamento del materiale in esercizio Comportamento del materiale in caso di incendio Comportamento del materiale in presenza di agenti aggressivi Modalità di finitura /protezione - Scarsa ventilazione prima della posa -A umido - Contatto diretto con gli abitanti - Sforzi eccessivi - Alto rapporto m 2 /m 3 (fleece-factor) - Alto rapporto m/m 2 (shelf-factor) -Usura - Frattura - Sollecitazioni - Emanazione di gas tossici - Agenti atmosferici - Agenti chimici - Scarsa manutenzione - Scarsa pulizia

52 Qualità dell aria Inquinamento indoor: effetti sulla salute Superati i limiti della concentrazione degli inquinanti sono inevitabili effetti dannosi alla salute

53 Qualità dell aria Inquinamento indoor: effetti sulla salute

54 Qualità dell aria Inquinamento indoor: strategie di controllo I principi fondamentali sono: 1. fare in modo che l'aria esterna immessa sia la migliore possibile; 2. minimizzare il carico inquinante dovuto a materiali e prodotti; 3. minimizzare il carico inquinante dovuto ad attività; 4. diluire gli inquinanti presenti (progetto della ventilazione); 5. allontanare gli inquinanti alla fonte

55 Ventilazione VENTILAZIONE NEGLI EDIFICI RESIDENZIALI 1- NATURALE: Infiltrazioni attraverso i serramenti Apertura delle finestre Sistemi a tiraggio naturale 2- MECCANICA: Sistemi a semplice flusso Sistemi a doppio flusso con recupero di calore 3 IBRIDA UNI EN 832 e UNI tasso di ricambio: 0,5 vol/h

56 Ventilazione Ventilazione naturale VENTILAZIONE NEGLI EDIFICI RESIDENZIALI 1- NATURALE: Infiltrazioni attraverso i serramenti Apertura delle finestre Sistemi a tiraggio naturale

57 Ventilazione Ventilazione meccanica controllata VENTILAZIONE NEGLI EDIFICI RESIDENZIALI 2- MECCANICA: Sistemi a semplice flusso Sistemi a doppio flusso con recupero di calore

58 Ventilazione Ventilazione meccanica controllata Sistemi a semplice flusso Asportano continuamente l aria esausta e la espellono sopra il tetto. Non forniscono aria fresca, la quale affluisce dall esterno tramite bocchette inserite nella facciata o nelle finestre (valvole, aeratori). Efficace solo se l aria fresca può transitare, senza incontrare ostacoli, dai punti d immissione a quelli d aspirazione. A questo scopo conviene suddividere l area da ventilare in tre zone: (1) una d entrata, (2) una intermedia e (3) una d uscita. Per garantire un costante flusso d aria bisogna inserire nelle porte (o nelle pareti divisorie) delle griglie che consentono la libera transizione dell aria da ventilare. La dimensione di queste aperture deve garantire che il flusso volumico d aria non superi 1 m/s in nessun punto dell area servita. Gli impianti a sola espulsione procurano uno stabile tasso di ricambio dell'aria e mantengono le perdite di calore entro limiti sostenibili rispetto ad una ventilazione manuale e incontrollata. Il sistema è semplice, efficace ed economico, ma non consente il recupero del calore dall'aria in uscita.

59 Ventilazione Ventilazione meccanica controllata Sistemi a semplice flusso autoregolabile

60 Ventilazione Ventilazione meccanica controllata Sistemi a semplice flusso autoregolabile: i componenti

61 Ventilazione Ventilazione meccanica controllata Sistemi a semplice flusso igroregolabile Sono presenti dei sensori meccanici per l umidità:la portata d aria in entrata e in uscita si adatta automaticamente al tasso di umidità interna

62 Ventilazione Ventilazione meccanica controllata Sistemi a semplice flusso igroregolabile: principio di funzionamento

63 Ventilazione Ventilazione meccanica controllata Sistemi a doppio flusso con recupero di calore Questi impianti sono suddivisi in due comparti: il comparto di fornitura consiste in una presa d aria posta all esterno, in ventilatori che generano il flusso d aria e in un sistema di canali di distribuzione (le prese d aria devono essere inoltre munite di filtri che ritengono la polvere). Il sistema dei canali d asportazione è uguale a quello a flusso unico. I flussi d aria nei due comparti sono coordinati da un sistema di regolazione. Le bocchette d aspirazione vanno disposte in prossimità del soffitto; quelle d immissione in prossimità del pavimento e del parapetto delle finestre. Canali rossi: aria insufflata in entrata Canali blu: aria esausta aspirata in uscita Canali verdi: scambiatore interrato Canali gialli: espulsione dell'aria esausta Blocco bianco: gruppo centrale Solo questi impianti consentono il recupero di calore dall'aria esausta. I due sistemi di canali (aria in uscita, aria in entrata) si incrociano in uno scambiatore di calore in cui l'aria esausta (calda) cede una parte del calore all'aria in entrata. Lo scambiatore dovrebbe recuperare almeno il 60 % del calore.

64 Ventilazione Ventilazione meccanica controllata Tipologie di scambiatore di calore Gli edifici ad alta efficienza energetica sono dotati di impianti di ventilazione con scambiatori in cui il calore dell'aria in uscita (20 C) viene conferito all'aria fresca in entrata. Per ottenere buoni risultati, gli scambiatori devono avere un rendimento di almeno il %. Sono in uso due tipi di scambiatori: 1) scambiatori a vie incrociate e 2) a flusso inverso. I primi hanno un rendimento del 60 %, i secondi fino al 95 %. E possibile l installazione in serie di due scambiatori a vie incrociate, con recupero fino all 80%.

65 Ventilazione Ventilazione meccanica controllata Tipologie di scambiatore di calore A una profondità di circa cm, la temperatura del terreno rimane quasi costante per tutto l anno. Con l uso di scambiatori di calore interrati (SCI) questo fenomeno può essere sfruttato, sia in inverno per il riscaldamento, sia in estate per il raffrescamento gli ambienti. Uno scambiatore interrato consiste in una serie di tubi paralleli, posati in trincea sotto o all esterno dell edificio. Prima di entrare nel sistema di ventilazione, l'aria esterna viene convogliata attraverso i tubi e scambia energia termica con il terreno: in inverno l'aria fredda si riscalda, in estate l'aria calda si raffredda. Passando per lo scambiatore, l aria, con una temperatura di 0 C, può riscaldarsi fino a C, mentre in estate, l'aria con una temperatura oltre 30 C si raffredda fino a C. La temperatura esatta dipende dal diametro e dalla lunghezza dei tubi e dalla profondità di posa (temperatura della terra). Prima di entrare nello scambiatore, l aria deve essere filtrata. Occorre inoltre posare i tubi con una leggera pendenza affinché la condensa, che può formarsi, non ristagni (per evitare la proliferazione di microrganismi) e possa affluire al punto più basso per essere poi smaltita tramite un sifone.

66 Ventilazione Ventilazione meccanica controllata Sistemi a doppio flusso con recupero di calore

67 Ventilazione Ventilazione meccanica controllata Sistemi a doppio flusso con recupero di calore

68 Ventilazione Ventilazione meccanica controllata Sistemi a doppio flusso con recupero di calore

69 Ventilazione Ventilazione meccanica controllata Sistemi a doppio flusso con recupero di calore

70 Ventilazione Ventilazione naturale e meccanica controllata CONFRONTO FRA SISTEMI DI VENTILAZIONE

71 Ventilazione Risparmio energetico Tratto da documentazione tecnica Aldes Italia

72 Ventilazione Risparmio energetico

73 Ventilazione Risparmio energetico

74 Ventilazione Risparmio energetico

75 Ventilazione Risparmio energetico

76 Ventilazione Risparmio energetico

77 Ventilazione Risparmio energetico