La ventilazione degli ambienti

Транскрипт

1 Università IUAV di Venezia- Corso di Laurea Scienze dell architettura- Corso di Progettazione Ambientale La ventilazione degli ambienti Fabio Peron Università IUAV - Venezia Ventilazione: funzioni principali All interno degli ambienti è necessario garantire la concentrazione di ossigeno utile per la respirazione. All interno degli edifici è necessario mantenere una adeguata qualità dell aria, ossia tenere sotto controllo vapore d acqua, odori e inquinanti. E necessario ventilare ossia immettere aria dall esterno e espellere una uguale portata di aria prelevata all interno degli ambienti. Un sistema di ventilazione deve garantire: la quantità di aria di rinnovo necessaria una buona qualità dell aria una corretta distribuzione dell aria (no cortocircuiti, no zone stagnanti)

2 Come avviene la ventilazione Ventilazione naturale: Infiltrazioni attraverso i serramenti Apertura delle finestre Sistemi a tiraggio naturale Ventilazione meccanica: Sistemi a semplice flusso Sistemi a doppio flusso Sistemi ibridi: Utilizzo combinato di sistemi meccanici e ventilazione naturale Ventilazione: alcuni considerazioni 1 E necessario evitare cortocircuitazioni dell aria di rinnovo 2 La posizione delle bocchette di immissione ed estrazione è estremamente importante 3 Il risultato finale in termini di Qualità dell Aria IAQ dipende fortemente dal campo di temperatura e velocità aria nell ambiente (presenza di superfici calde o fredde, distribuzione delle sorgenti termiche) 4 Alcuni componenti dei sistemi di ventilazione e climatizzazione se non opportunamente progettati, costruiti e mantenuti possono trasformarsi in sorgenti di inquinanti 5 Il ricorso alla ventilazione comporta una dispersione di energia e quindi un carico termico per l impianto di climatizzazione che deve essere considerato nel suo dimensionamento.

3 Ventilazione: alcuni considerazioni 1 Le persone trascorrono fino al 90% del tempo negli ambienti interni ( abitazioni, uffici,.) 2 Si utilizzano prodotti e materiali in grado di emettere sostanze inquinanti o nocive 3 Si sono sempre più diffusi serramenti a elevata tenuta all aria riducendo drasticamente le infiltrazioni 4 E necessario ricorrere alla ventilazione meccanica anche per destinazioni d uso in cui fino a poco tempo fa non era previsto (abitazioni). 5 Qualità aria esterna è peggiorata. E necessario ricorrere alla filtrazione. 6 Normativa su risparmio energetico: è necessario prevedere sistemi a basso consumo di energia. Ventilazione: alcuni considerazioni Negli ultimi anni con l aumento dell isolamento degli edifici le dispersioni per ventilazione hanno incrementato la loro incidenza percentuale nel bilancio complessivo di energia Milano t e =-5 C Ventilazione n=0,5 1/h Edificio monofamiliare 200 m 2 Edificio plurifamiliare 4000m 2, 30 unità abitative

4 Facolta di Architettura, Corso di Laurea Scienze dell architettura- Corso di Tecnica del controllo Ambientale Quanto ventilare Quanto ventilare? La normativa italiana prevede dei valori minimi della portata di ventilazione, necessari per assicurare il rifornimento di ossigeno delle persone. I valori sono funzione della destinazione d uso dell ambiente. Norma UNI Iaff Vp Vp H n [p/m 2 ] [l/(s p)] [m 3 /(h p)] [m] [h -1 ] Abitazioni Soggiorno-letto 0, ,6 2,7 0,5 Alberghi Ingresso-soggiorno 0, ,6 3,5 2,3 Conferenze 0,6 5,5 19,8 3,5 3,4 Pranzo 0, ,0 3 4,8 Letto 0, ,6 3 0,7 Uffici Singoli 0, ,6 3 0,8 Open Space 0, ,6 3 1,6 Riunione 0, ,0 3 7,2 CED 0, ,2 3 0,7

5 Quanto ventilare? La normativa italiana prevede dei valori minimi della portata di ventilazione, necessari per assicurare il rifornimento di ossigeno delle persone. I valori sono funzione della destinazione d uso dell ambiente. Attività Ricreative Sala cinema 1,5 5,5 19,8 7 4,2 Musei, mostre 0,3 6 21,6 5 1,3 Sala lettura 0,3 5,5 19,8 3,5 1,7 Chiese 0,8 6 21,6 12 1,4 Bar 0, ,6 3,5 9,1 Ristorante-Pranzo 0, ,0 3,5 6,2 Sala da ballo 1 16,5 59,4 4 14,9 Scuole Nido-materna 0, ,4 3,0 1,9 Elementari, medie 0, ,0 3,3 2,5 Superiori 0, ,2 3,5 3,2 Università 0, ,2 4,0 3,8 Quanto ventilare: la portata di ventilazione La portata di ventilazione oltre che in termini di massa, G ai [kg/s], può essere espressa anche in termini di volume, V ai [m 3 /s], oppure attraverso il parametro che viene indicato come tasso di rinnovo dell aria, n [h -1 ], definito dalla relazione: n = V& V ai loc dove V Loc [m 3 ], volume dell ambiente considerato

6 Le dispersioni termiche legate alla ventilazione E necessario ventilare gli ambienti in modo da rifornire gli occupanti di ossigeno e eliminare le sostanze inquinanti prodotte dal metabolismo umano e dalle attività. Globalmente in regime stazionario si ha una portata G in ingresso e una uguale portata in uscita. La potenza termica dispersa Q v può essere così calcolata: regime stazionario G& i Q& G& v u i = i dm dτ = 0 u u ( h ) = Gc ( t t ) = G& h G& h = G& h & i u G & = G& i pa u i u in termini di portata di massa: Q & v = Gc & pa ( t t ) e a G i, t i,h i t a G u, t u,h u in termini di portata di volume: Q& v = V& ρ c v a p ( t te) a in termini di ricambi l ora: Q& v n = Vρ ac 3600 p ( t a t e ) Facolta di Architettura, Corso di Laurea Scienze dell architettura- Corso di Tecnica del controllo Ambientale ventilazione naturale e meccanica

7 Ventilazione naturale: azione del vento Infiltrazioni: l azione del vento genera aree di alta e bassa pressione e quindi flussi di aria Ventilazione naturale: azione termica Infiltrazioni: il cosiddetto effetto camino genera moti d aria e può richiamare aria dall esterno. L aria calda sale e richiama aria fredda dal basso. In generale si assume che si abbia un ricambio di 0,5 1/h con infissi a tenuta normale

8 La ventilazione meccanica Nella ventilazione meccanica l aria viene estratta e immessa negli ambienti regolandone opportunamente la portata. La movimentazione dell aria è ottenuta attraverso ventilatori. Ventilazione meccanica Sistemi a singolo flusso: l aria viene solamente estratta, l immissione avviene naturalmente attraverso gli infissi.

9 Ventilazione meccanica Sistemi a doppio flusso. L estrazione avviene di solito da bagni e cucine, mentre l immissione da camere da letto e soggiorni. Ventilazione meccanica Sistemi a doppio flusso

10 Facolta di Architettura, Corso di Laurea Scienze dell architettura- Corso di Tecnica del controllo Ambientale Distribuire l aria Ventilazione: una corretta strategia La ventilazione deve raggiungere tutti gli utenti in modo da rifornirli di ossigeno e garantire una buona qualità dell aria.

11 Strategie di ventilazione La strategia di ventilazione più consolidata è quella di lavare tutto l ambiente. Si hanno due situazioni ideali a cui le realizzazioni sul campo cercano di arrivare: flusso a pistone perfetta miscelazione Flusso a pistone perfetta miscelazione Ventilazione a miscelazione Caratteristiche Utilizzata per immettere aria fredda e calda alta velocità di immissione ( anche 2-3 m/s) alta induzione e rimescolamento mescolamento completo dell aria in ambiente Condizioni uniformi in ambiente Diluizione degli inquinanti in ambiente Limitato controllo individuale

12 Ventilazione localizzata Ventilazione personalizzata Una ulteriore strategia di ventilazione si ispira alla possibilità di immettere o estrarre aria dove è presente la sorgente di inquinamento o dove è presente la persona da rifornire di aria di rinnovo. Si parla di ventilazione localizzata. Sorgente di inquinanti Estrazione localizzata Ventilazione localizzata Teatri e auditorium

13 Ventilazione localizzata Caratteristiche L aria è immessa direttamente nella zona dove viene respirata. Maggior possibilità di controllo personale Si hanno diversi tipi di vestiario 0,4-1,2 clo, diverso metabolismo, 1-2 met, diversa preferenza per la temperatura dell aria fino a 10 C, diverse preferenze per la velocità dell aria fino a 4 volte. Maggiore soddisfazione per l ambiente Maggiore produttività Risparmio energetico uffici L effetto del dispositivo di immissione La penetrazione del getto di immissione nell ambiente dipende dalla velocità di immissione e dalla superficie di immissione. Più la superficie di immissione è limitata e la velocità alta più il getto è penetrante.

14 Ventilazione meccanica Canali orizzontali e verticali Ventilazione meccanica Canali piatti Demolizioni: deficit progettuale Canali distribuzione e cavedi

15 Ventilazione meccanica Canali piatti Ventilazione meccanica Canali piatti

16 Attenzione alla manutenzione Effetti collaterali L immissione di aria negli ambienti può portare a generare alcuni effetti collaterali indesiderati: Correnti d aria rumore categoria Velocità massima [m/s] Estate Velocità massima [m/s] Inverno Pressione sonora db(a) A 0,18 0,15 30 B 0,22 0,18 35 C 0,25 0,21 40 Criteri di progettazione per draft e rumore negli uffici