Comfort respiratorio olfattivo e qualità dell aria interna

Transcript

1 Comfort respiratorio olfattivo e qualità dell aria interna arch. Cristina Carletti Dipartimento di Tecnologie dell Architettura e Design Pierluigi Spadolini Università di Firenze

2 Benessere respiratorio olfattivo e IAQ Il benessere respiratorio olfattivo coinvolge due aspetti fondamentali della qualità ambientale e quindi della progettazione: la qualità dell aria indoor (IAQ) le strategie di ventilazione degli ambienti Il problema della qualità dell aria interna va considerato fin dalle prime fasi del progetto preliminare e deve necessariamente coinvolgere tutte le fasi: progettazione realizzazione utilizzo e gestione dismissione dell edificio

3 Alcuni concetti di base inerenti la I.A.Q. La qualità dell aria che respiriamo è di fondamentale importanza ai fini del benessere e della salute delle persone negli ambienti confinati. A tal fine è importante che l aria non sia inquinata Inquinamento interno Inquinamento interno 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 (Ministero dell Ambiente, 1991)

4 Breve storia della IAQ studio aria esterna in seguito al manifestarsi di patologie correlate all ambiente costruito, l attenzione si è rivolta all ambiente interno Building Related Illness (BRI) vere malattie le cui cause sono correlate all edificio (febbre da umidificatore, legionellosi, tumore dovuto al radon, ecc.) Sick Building Sindrome (SBS) insieme di sintomi generali (mal di testa, difficoltà di concentrazione, irritazione degli occhi, senso di malessere generale) che colpiscono la maggioranza delle persone che soggiornano in determinati edifici; i sintomi spariscono abbandonando l edificio. Cause dovute ad un senso di insoddisfazione generalizzato dell edificio cui concorrono fattori diversi (inquinamento dell aria interna, condizioni microclimatiche, illuminazione, rumore, stress, ecc.) studi hanno rilevato livelli di inquinamento interno >> esterno

5 Principali cause di inquinamento degli ambienti interni politiche di risparmio energetico uso di nuovi materiali di derivazione chimica contenenti sostanze nocive scarsa attenzione progettuale alle soluzioni tecniche diverse abitudini di vita delle persone, che tendono a trascurare le normali operazioni di pulizia uso di prodotti che aumentano il carico inquinante (deodoranti, insetticidi, ecc.) le persone passano l 80% del loro tempo in ambienti confinati

6 Principali effetti sull uomo Funzione della concentrazione dell inquinante e del tempo di esposizione dell individuo Effetti irritativi su cute e mucose (laringiti, congiuntiviti,eritemi) Effetti sul sistema nervoso (emicranie) Effetti sensoriali (bruciore alla gola, lacrimazione, effetti neuropsichici) Effetti sul sistema riproduttivo cardiovascolare, gastrointestinale Effetti genotossici (alterazione delle cellule, cancro) Effetti respiratori (asma, allergie, bronchiti, infezioni)

7 Classificazione inquinanti dell aria indoor di natura chimica CO CO 2 NOx SOx O 3 TVOC ETS Pesticidi (mg/m 3 ; μg/ m 3 ; ppm) (μg/m 3 ; ppm) ( ) ( ) ( ) ( ) di natura fisica di natura microbiologica * [Ci: Curie; Bq: Bequerel] Radon (I.R.) N.I.R. MMMF Asbesto Polveri Virus e batteri Funghi e muffe Pollini Acari (Bq/ m 3 ; pci/l; Bq/kg)* (Tesla) (f/l; f/m 3 ) ( ) (μg/m 3 ; ppm) CFU/m 3 ; CFU/cm 2

8 Inquinanti di natura chimica Inorganici CO 2 CO NOx, SOx O3 Organici TVOC ETS Pesticidi respirazione, prodotto combustione prodotto combustione, fumo tabacco prodotto combustione, aria esterna fotocopiatrici, stampanti, aria esterna materiali da costruzione e finitura - aldeidi (formaldeide) - idrocarburi alogenati (pentaclorofenolo) - idrocarburi aromatici (benzene) - alcoli (etanolo) miscela complessa (fumo da sigaretta)

9 Inquinanti di natura fisica Radon (I.R.) N.I.R. MMMF Asbesto Polveri suolo, acqua, materiali Campi e.m. (ELF 50 Hz, alta frequenza 300kHz 300GHz) isolanti termici fibrosi isolanti termici aria esterna, combustione, fumo da sigaretta

10 Inquinanti di natura fisica: inquinamento e.m. Campi e.m. a 50 Hz Extremely Low Frequencies: Linee ed impianti per trasporto e distribuzione energia elettrica -linee ad altissima tensione 380 kv - linee ad alta tensione kv - cabine di trasformazione (primarie e MT/BT) Apparecchi e dispositivi elettrici (TV, asciugacapelli, video ) Normativa vigente: DPCM 23/4/1992 DM 10/09/98 n 381 Strategie di controllo: cavi interrati, linee compatte, cavi schermati, disgiuntori rete, reti a stella

11 Inquinanti di natura biologica Virus, Batteri impianti HVAC, esterno, uomo, animali Funghi, muffe strutture e prodotti umidi (substrato) Pollini Acari Bacilli aria esterna materiali, arredi, animali impianti HVAC (torri raffreddamento, umidificatori) e impianto idrico

12 Concentrazioni massime ammissibili ppm = parti per milione μg/m 3 = microgrammi su m 3 di aria CFU/m 3 = unità formanti colonie per m 3 Bq/m 3 = bequerel su m 3 fibre/litro

13 Inquinanti negli ambienti confinati e loro fonti

14 Come si può definire l accettabilità dell aria interna? la qualità dell aria interna è considerata accettabile quando in essa non sono presenti contaminanti conosciuti in concentrazioni dannose, secondo quanto stabilito dalle autorità competenti, e rispetto alla quale una notevole quantità di persone, almeno l 80%, non esprime insoddisfazione Standard ASHRAE 62/99 Ventilation for acceptable indoor air quality

15 La normativa: effetti sul comfort (indicativa) Report prenv 1752 Ventilation for Buildings: Design Criteria for the Indoor Environment olf capacità inquinante di una sorgente. Un olf rappresenta il tasso di sostanze inquinanti emesso da una persona normale (adulto, attività sedentaria, condizioni di benessere termico, standard igienico); tutte le sorgenti possono essere espresse in persone equivalenti. 15% 1 decipol decipol Inquinamento dell aria percepito dalle persone. Viene definito come l inquinamento causato da una persona normale (1 olf) in un ambiente con ricambio d aria di 10 l/s.

16 La normativa italiana D.P.R. 246/ 93 Direttiva CEE 89/106 Prodotti da costruzione Requisito igiene salute ambiente: L edificio deve essere concepito e costruito in modo da non costituire una minaccia per l igiene o la salute degli occupanti o dei vicini, causata, in particolare, dalla formazione di gas nocivi, dalla presenza nell aria di particelle o di gas pericolosi, dall emissione di radiazioni pericolose, dall inquinamento o dalla contaminazione dell acqua o del suolo, da difetti nell evacuazione delle acque, dei fumi e dei residui solidi o liquidi, e dalla formazione di umidità in parti o sulle superfici interne dell opera Tale requisito si applica a tutti i prodotti da costruzione fabbricati al fine di essere incorporati o assemblati in modo permanente nell edificio. Circ.. Min. Sanità n. 57/ 83 Concentrazione massima ammissibile di Formaldeide: 0,1 ppm Tale limite si applica sia alla nuova edilizia che a quella esistente.

17 La normativa italiana L. n. 257/92 Concentrazione massima ammissibile di fibre di Amianto: assente Tale limite si applica sia alla nuova edilizia che a quella esistente. Raccomandazione Euratom n. 143/90 Concentrazione massima ammissibile di Radon DPCM , DM n. 381/1998 DPCM , DM n. 381/1998 Inquinamento elettromagnetico: Valori limite di campo elettrico e magnetico

18 Valutazione e certificazione dei materiali ecocompatibili In ambito europeo si tende ad adottare una visione quanto più ampia possibile, legata all intero ciclo di vita seguendo la cosiddetta analisi del ciclo di vita (Life Cycle Analysis, LCA) flussi di materia energia ed emissioni

19 Materiali e prodotti per l edilizia rilasciano direttamente sostanze pericolose (VOC, radon, fibre, polveri, ecc.); adsorbono e poi rilasciano sostanze presenti nell aria e derivanti da altre sostanze; favoriscono l accumulo di sporco e la crescita di microrganismi; L emissione dipende da: età superficie emittente stoccaggio fattori ambientali posizione del materiale e modalità di posa in opera

20 Qualità dell aria interna - Alcune strategie e tecniche di controllo -

21 Strategie di controllo della qualità dell aria indoor Le strategie di bonifica si possono suddividere in due grandi categorie: - strategie che intervengono sulla fonte inquinante; - strategie che intervengono sull aria ambiente. Fra le prime si ricordano: la rimozione della fonte, il suo confinamento, l esalazione localizzata, il trattamento della fonte (incapsulamento) Fra le seconde si ricorda il controllo della ventilazione degli ambienti ed il condizionamento ambientale nonché l adozione di appropriate tecniche di filtrazione dell aria.

22 Esempio di incapsulamento di una manufatto contente amianto - copertura in cemento -amianto Aspirazione polveri (rifiuti speciali) Applicazione impregnante (primer) per mantenere corse le fibre Gli addetti indossano presidi di protezione personale Le polveri sono confinate nel contenitore e smaltite in discarica speciale

23 Ventilazione come requisito fondamentale nel progetto di tutti gli edifici - per il controllo della qualità dell aria interna; - per il benessere interno, specialmente nelle stagioni intermedie e durante l estate; - contrasto con le esigenze di risparmio energetico; - vincoli dettati dalla necessità di integrazione dei sistemi di ventilazione nel progetto architettonico;

24 Campi elettromagnetici dovuti all impianto elettrico Biosensor: è un biointerruttore automatico. Stacca la tensione di 220 Volt che rimane nei fili elettrici anche quando ogni apparecchio è spento, causando campi elettrici Biointerruttore cavo Isolamento: a norme cei-20-11, senza PVC, a norme antincendio, fili di fase e neutro attorcigliato per ridurre il campo elettromagnetico Schermo: in alluminio con funzioni di schermatura elettrostatica filo di continuità longitudinale, dissensione adeguata

25 Tecniche dio mitigazione del Gas Radon IL GAS RADON Il radon è un gas radioattivo che deriva dalla catena di decadimento dell Uranio: INCOLORE INODORE INSAPORE PRESENTE NATURALMENTE NEL SUOLO (natura geologica) CHIMICAMENTE NON REAGENTE MOLTO PIU PESANTE DELL ARIA, MA ESTREMAMENTE VOLATILE Tipi di radiazione

26 Principali sorgenti di radon in un edificio SUOLO MATERIALI DA COSTRUZIONE ACQUA Fattori che influiscono sul radon indoor: - CARATTERISTICHE DEL SUOLO - PERMEABILITA DEI SUOLI DI FONDAZIONE - TIPOLOGIA DI COSTRUZIONE - STILE DI VITA DEGLI OCCUPANTI - CONDIZIONI METEREOLOGICHE - MICROCLIMA INTERNO

27 Dinamiche di ingresso del radon La costruzione si comporta come un aspirapolvere creando una depressione che induce l ingresso del radon all interno Le aperture attraverso i piani favoriscono la distribuzione del gas ad opera di correnti d aria calda che, più leggera, tende a risalire verso l alto

28 Strategie di controllo del radon RIDUZIONE DELLA QUANTITA IN INGRESSO DI RADON ATTRAVERSO METODI DI RACCOLTA O SCARICO PRIMA DELL INGRESSO NELLE ABITAZIONI MODIFICANDO LA PRESSIONE DIFFERENZIALE INTERNA/ESTERNA RIDUZIONE DELLA CONCENTRAZIONE DOPO L INGRESSO ATTRAVERSO LA DILUIZIONE PER MEZZO DELLA VENTILAZIONE ATTRAVERSO LA FILTRAZIONE DELL ARIA

29 La ventilazione naturale (tecnica passiva) e meccanica (tecnica attiva)

30

31 INTERVENTI SULL ATTACCO A TERRA Suzione del radon dal suolo mediante uso di tubazioni di drenaggio 1. CONDOTTO DRENANTE; 2.REGOLATORE DEL LIVELLO DELL ACQUA; 3.SIFONE; 4.VENTILATORE PER EVACUAZIONE FORZATA DEL RADON

32 ASPIRAZIONE DAL SUOLO TRAMITE IMPIANTO DI DRENAGGIO SOTTO LA BASE DELL EDIFICIO

33 SUZIONE DEL VESPAIO E DEL TERRENO SOTTOSTANTE LA PRIMA SOLETTA

34 Pozzo di Radon

35 Uso di materiali ecocompatibili - Requisiti Idoneità all applicazione Durevolezza, stabilità prestazionale nel tempo Resistenza al fuoco Riutilizzabilità riciclabilità o smaltimento senza causare alti impatti ambientali

36 Marchi di qualità ambientale - (produzione, uso e smaltimento) Blauel-engel Tedesco (1977) approvato dal Ministero dell Ambiente NF Environment Francese (1992) coinvolge anche l organismo di certificazione nazionale AFNOR Umweilzichen Baume (1991) Ministero dell Ambiente (Agenzia Federale dell Ambiente + associazione consumatori) Marchio ANAB (Italia)- IBO (Austria)-IBN (Germania) gruppo europeo ECONcert Marchio Ecolabel, strumento volontario di politica ambientale, che si pone l obiettivo di promuovere prodotti e servizi con minore impatto ambientale a parità di funzioni dichiarate in coerenza con quanto stabilito dalla Direttiva UE 106/89

37 La certificazione di processo Oggi è indispensabile combinare le procedure di ecolabeling riferite al prodotto con quelle riferite al processo edilizio quali ad esempio la famiglia delle ISO per certificare, come sta per avvenire in un prossimo futuro con la certificazione energetica, l intero l organismo edilizio lungo tutto il suo ciclo di vita certificazione del processo progettuale

38 Prodotti ecocompatibili e prestazioni non sempre naturale vuole dire sano infatti esistono materiali naturali pericolosi esiste una chimica più pulita non tutti i materiali di sintesi devono essere rifiutati Integrazione fra i materiali sulla base delle prestazioni PRESTAZIONI TERMICHE + PRESTAZIONI ACUSTICHE + ECOLOGIA

39 Materiali termoisolanti in fibre ed espansi Cocco (pannelli feltri) λ = 0,045 Juta (riempimento feltro) λ = 0,055 Lana naturale (riempimento feltro) λ = 0,030-0,04 Fibra di cellulosa λ = 0,058 Vermiculite espansa λ = 0,080 0,1 Perlite espansa λ = 0,066 Argilla espansa λ = 0,90 Pomice naturale λ = 0,20 Vetro cellulare espanso λ = 0,060 Polistirene espanso (estruso) λ = 0,035-0,058 Fibre e materassini di vetro λ = 0,040-0,053 λ = W/mK Fonte: Norme UNI e Verdeaureo dell Architettura (S. Omodeo Salè)