Il controllo della qualità dell’aria indoor negli interventi di riqualificazione energetica

Istituto Superiore della Sanità - G. Settimo Green Building Council Italia - V. Marino

In vista delle importanti decisioni di spesa pubblica che verranno prese dai Governi (centrale, regionale e dai comuni) per stimolare un green recovery e facilitare la renovation wave, che consentirà di proseguire nel suo complesso il miglioramento degli edifici nazionali, va sottolineato come il focus specifico degli interventi e dei piani di rinnovamento non possa essere orientato esclusivamente al tema dell’isolamento, del contenimento e dell’efficientamento energetico degli edifici (tenuto conto delle condizioni climatiche locali). La grande importanza delle problematiche connesse con l’efficienza energetica e la qualità dell’aria indoor negli edifici residenziali del nostro patrimonio edilizio nazionale ormai rappresentano sempre più una sfida attuale e futura per tutti i livelli di governo. Gli interventi di riqualificazione energetica infatti, se realizzati in modo isolato, possono avere come risultato quello di alterare o peggiorare la qualità dell’aria indoor, le condizioni microclimatiche e la naturale aerazione dell’edificio. Risulta quindi necessario seguire degli approcci funzionali di tipo integrato e regolari, in grado di contribuire al miglioramento complessivo del parco immobiliare, con l’obiettivo di promuovere, e in senso più ampio garantire in modo permanente la salute dei cittadini. Analogamente tale approccio deve essere adottato per tutte quelle sequenze di azioni/interventi

sempre più frequenti e massici e generalmente di lunga durata, svolte in diverse fasi, che riguardano le micro e macro-ristrutturazioni, riqualificazioni o l’adeguamento tecnico-impiantistico (idrico, elettrico, termico, antincendio, ecc.) o di bonifica (es. amianto).

Nell’ultimo decennio le attività sulla qualità dell’aria

indoor negli edifici hanno rappresentato un chiaro

obiettivo prioritario e comune dei diversi piani e programmi di prevenzione sia a livello nazionale (PNP 2010-2012, 2014-2018, Accordo tra Governo, Regioni) che a livello europeo (Direttiva 2010/31, 2018/844 solo per citarne alcune), e internazionale (COP21, Obiettivi dello Sviluppo Sostenibile UN, UNECE, UNEP) in accordo con le principali azioni sviluppate dalla Organizzazione Mondiale della Sanità (World Health Organization, WHO) che oggi costituiscono un prezioso punto di partenza per lo sviluppo e la diffusione di un piano d’azione generale con atti legislativi mirati.

Nel nostro Paese, in relazione alla qualità dell’aria indoor esiste un ritardo legislativo che deve essere obbligatoriamente e rapidamente colmato, con l’emanazione di uno specifico atto che contenga idonei riferimenti per inquinanti chimici e biologici in linea con quelli elaborati dalla WHO, con i protocolli e le

procedure specifiche più recenti e di facile utilizzo previste dalla norma ISO 16000 Indoor Air nelle sue diverse parti e dai rapporti del GdS Inquinamento Indoor dell’ISS. Anche l’attuale sistema di leggi in materia di prevenzione e protezione della salute ha comportato una confusione di linguaggio, una difficoltà e un’ambiguità di interpretazione, compreso l’ambito di applicazione, che non hanno aiutato, anzi spesso hanno causato come risultato quello di confondere e disorientare i tecnici e gli operatori del SSN e altri soggetti interessati (es. Dirigenti scolastici, RSPP, Uffici tecnici Comunali, Proprietari degli edifici scolastici, ecc.), impegnati a vario titolo nello sviluppo di programmi e processi di efficientamento energetico e qualità dell’aria

indoor, influenzando o rallentando l’individuazione della

corretta scelta di azioni di prevenzione, e di ottimizzazione del livello di benessere e di miglioramento della qualità dell’aria indoor del patrimonio edilizio nazionale. Pertanto è necessario un approccio integrato responsabile e globale di prevenzione quotidiana (non va dimenticata un’efficace azione specifica di formazione e sensibilizzazione sui temi della qualità dell’aria) che tenga conto in modo più ampio sia dei cambiamenti, delle funzioni e della versatilità del parco edilizio nazionale, sia delle nuove esigenze dell’abitare, sia della gestione sostenibile dell’edificio, che della qualità dell’aria indoor secondo le direttrici individuate dalla WHO già agli inizi degli anni 2000.

Risulta pertanto necessario quindi intervenire sugli aspetti di riqualificazione introducendo elementi di sostenibilità anche al di là delle valutazioni puramente energetiche. A questo proposito GBC Italia (Green

Building Council) promuove un insieme di protocolli di

valutazione della sostenibilità a proprio marchio, i GBC

tools, allineati al contesto edilizio e normativo nazionale,

allo scopo di fornire strumenti per garantire un ambiente costruito sostenibile per tutti. Lo strumento più recente è il protocollo dedicato alle “Residenze Condominiali - Riqualificazione, esercizio e manutenzione degli edifici residenziali esistenti”, il protocollo “Condomini”, che costituisce un riferimento metodologico alla riqualificazione degli edifici esistenti adibiti a residenza multipla attraverso il quale sia possibile poi sviluppare analisi di fattibilità tecnica ed economica con particolare attenzione alla vulnerabilità intrinseca dell’edificio, (come il suo degrado, la stabilità strutturale), e la vulnerabilità rispetto alle problematiche del territorio.

Il protocollo GBC Home promuove la salubrità, la durabilità, l’economicità e le migliori pratiche ambientali nella progettazione e nella costruzione degli edifici

residenziali unifamiliari, o multifamiliari di piccola dimensione.

Rispetto al tema della qualità dell’aria indoor, tutti i protocolli di GBC Italia si focalizzano sulle fasi di costruzione e gestione dell’edificio attraverso azioni obbligatorie e facoltative (premianti) per salvaguardare il benessere degli addetti ai lavori di costruzione e degli occupanti dell’edificio. Fra le azioni obbligatorie previste dai protocolli vi sono:

• il controllo delle contaminazioni generate dalle attività umane;

• la protezione dal radon.

Fra le azioni facoltative premianti vi sono:

• L’installazione di sistemi di ventilazione e controllo dell’umidità per ridurre l’esposizione degli occupanti dell’abitazione agli inquinanti presenti nell’ambiente interno mediante un sistema di ricambio dell’aria adeguato;

• Il controllo della qualità dell’aria indoor in fase di costruzione al fine di promuovere il benessere degli occupanti dell’edificio, mediante la minimizzazione dei problemi della qualità dell’aria associati con i processi costruttivi.

L’utilizzo di materiali a bassa emissione per minimizzare l’esposizione a sostanze nocive sulla salute degli occupanti mediante l’utilizzo di materiali a basse emissioni di Composti Organici Volatili.

Proponiamo due casi studio (Box successivi) in cui sono stati applicati i protocolli di GBC Italia: la riqualificazione di un condominio a Brescia con il raggiungimento della classe A2 e di una casa unifamiliare con il raggiungimento delle prestazioni NZEB. Per entrambi i casi studio proponiamo solamente un focus sugli interventi per migliorare la qualità dell’aria indoor realizzati in modo complementare a quelli di riqualificazione energetica in un’ottica di sistemico a scala di edificio.

I benefici ottenuti sul comfort delle persone che abitano entrambi gli edifici grazie agli interventi di riqualificazione sono altrettanto importanti e rilevanti quanto la riduzione del costo della bolletta energetica, anche se non ancora facilmente quantificabili. È necessario promuovere una visione più ampia sugli impatti della riqualificazione energetica ponendo maggiore attenzione ai benefici apportati alle persone e alla qualità della vita negli edifici, dal momento che vi trascorriamo buona parte della nostra quotidianità.

BOX - Caso Studio - Riqualificazione di un condominio a Brescia Rete di imprese RELOAD - E. Cattarina

Le parti di un condominio interessate dalla riqualificazione energetica sono l’involucro e la distribuzione impiantistica comune centrale. Non agendo all’interno delle singole unità abitative sono limitate le strategie tese a migliorare anche la qualità dell’aria interna, che può anche subire peggioramenti rispetto allo stato ante riqualificazione qualora le soluzioni di efficientamento energetico non siano studiate adeguatamente.

Ad esempio una mancata risoluzione dei ponti termici associata all’incremento della sigillatura del volume, correlato alla migliore classe di permeabilità di nuovi serramenti e cassonetti, può comportare la formazione di muffe nei punti freddi che prima della riqualificazione erano contrastate dalla ventilazione delle infiltrazioni d’aria.

Per questo è fondamentale approcciare la riqualificazione energetica di un edificio condominiale in modo integrato con le altre discipline. Il protocollo GBC Condomini di Green Building Council Italia è uno strumento per guidare questa integrazione nelle fasi di progettazione e costruzione e per gestirne i rischi correlati.

La riqualificazione energetica del condominio qui presentato ha permesso un salto di classe energetica dalla “E” alla “A2”. In tale contesto si è anche applicato, come caso studio, il protocollo GBC Condomini, all’interno del quale è presente una dedicata sezione relativa agli obiettivi della qualità ambientale interna. In particolare il tema della qualità dell’aria interna è trattato sia per la fase di esecuzione delle opere che per il miglioramento post operam degli ambienti.

In fase di cantiere sono state eseguite opere

provvisionali di

protezione delle

finestre, sigillatura dei

fori di aereazione,

installazione di teli di protezione speciali sui

ponteggi. Inoltre

particolare attenzione è

stata posta nella

pianificazione dei

processi costruttivi in funzione delle fasce orarie di occupazione

dell’edificio e nello

studio del sistema di protezione delle zone limitrofe da polveri ed

inquinanti aerei. Questi elementi sono parte del

“Piano di esecuzione delle opere di

cantierizzazione” che è stato condiviso con i

condomini azzerando così anche le

contestazioni per disagi non previsti.

Per il miglioramento della qualità interna si è proceduto con la manutenzione straordinaria dei cassonetti e ordinaria dei serramenti sostituiti da pochi anni. Si è così migliorata la sigillatura degli ambienti rispetto l’ambiente esterno che è caratterizzato dalla presenza di una strada ad alta densità di traffico cittadino durante le ore diurne.

Per evitare gli effetti negativi della riduzione delle infiltrazioni naturali si è predisposto per ogni appartamento un vano, integrato a livello architettonico, dove il singolo utente può alloggiare una propria unità di ventilazione meccanica controllata così da rinnovare adeguatamente l’aria interna mediante aria esterna filtrata di parte degli inquinanti esterni. Tali predisposizioni consentono ai singoli

condomini di installare gli impianti senza danneggiare la coibentazione e la facciata esterna riqualificata.

Per evitare che una gestione non sempre corretta dell’areazione e ventilazione interna dei locali favorisca la formazione di muffe nei punti freddi si è curato lo studio dei ponti termici e la loro correzione anche con materiali isolanti innovativi ad alte prestazioni come nel caso del rivestimento con aerogel dei davanzali delle finestre. Questi accorgimenti non sono solo funzionali a ridurre il consumo energetico ma soprattutto sono indispensabili per garantire un’adeguata salubrità degli ambienti interni post intervento di riqualificazione energetica. Le attenzioni alla qualità dell’aria interna, la scelta di materiali altamente performanti da un punto di vista termico ed acustico e la scelta di sistemi di oscuramento regolabili, come i frangisole, hanno portato ad un considerevole incremento complessivo della qualità indoor degli spazi abitati.

Isolamento della spalletta e del davanzale Particolare stato di fatto - Spalletta non isolata

Progetto - Spalletta isolata

Fonte: GBC Italia

BOX - Caso studio - Riqualificazione energetica di un’abitazione unifamiliare a Brescia Green Building Council Italia – M. Caffi

L’edificio residenziale è stato costruito a fine anni ’60 ed è stato oggetto di una riqualificazione applicando il protocollo

GBC Home con l’obiettivo di

raggiungere un livello di certificazione

GBC Home oro e prestazioni

energetiche simili a quelle di un NZEB.

Interventi di riqualificazione

energetica così spinti costituiscono sia un’opportunità per implementare altre strategie sinergiche che possono

incrementare ulteriormente la

sostenibilità dell’edificio, sia potenziali criticità in termini di sigillatura degli

ambienti e conseguente

peggioramento della qualità

ambientale interna.

Il protocollo GBC Home è lo strumento che permette di governare questi aspetti grazie all’integrazione di tutte le discipline che vengono così tenute in considerazione sia nella fase di progettazione che di costruzione. In particolare il protocollo prevede una specifica area di valutazione per la qualità dell’aria interna, stimolando e

guidando così il progettista

nell’integrazione di adeguate soluzioni.

L’elevata efficienza energetica

dell’edificio è stata perseguita

mediante una coibentazione delle pareti opache con elevato spessore di materiale isolante (20 – 22 cm) e la sostituzione dei cassonetti e dei serramenti con nuove finestre con triplo vetro e tripla guarnizione. Tutti i ponti termici sono stati corretti per evitare che si potessero generare punti

freddi interni con potenziale

formazione di muffe.

Tali interventi uniti all’installazione di una pompa di calore e pannelli solari termici e fotovoltaici consente ora all’edificio di avere un bilancio energetico annuale pari quasi a zero. Le azioni obbligatorie per perseguire gli obiettivi di qualità dell’aria si sono concretizzate con un adeguato sistema di evacuazione dei fumi prodotti dalla cottura dall’area cucina, non previsto alla data di costruzione dell’abitazione, e alla verifica della non presenza di radon.

Vista l’elevata classe di permeabilità dei

nuovi serramenti, per garantire

un’adeguata salubrità degli spazi interni, è stato installato un sistema di ventilazione meccanica controllata, con recupero di calore in modo da contribuire anche in termini di efficienza energetica. La ventilazione meccanica degli ambienti fa capo a due

sistemi distinti: uno per il piano terra e uno per il piano primo in modo da attivarne il funzionamento in funzione della reale occupazione degli spazi. In fase di esecuzione dei lavori i canali e i punti di ripresa ed immissione dell’aria sono stati protetti dalle polveri delle lavorazioni edili. Per la pitturazione di tutti i locali è stata utilizzata una tempera ad acqua senza emissioni di VOC (Volatile Organic Compounds - Composti organici volatili).

L’insieme di queste scelte, che se

attivate nel contesto della

riqualificazione energetica non

costituiscono un aggravio significativo dei costi degli interventi, garantisce all’edificio un’elevata qualità dell’aria interna.

Attualmente presso l’abitazione è installato un sistema di monitoraggio della qualità dell’aria costituito da una stazione di misura esterna, una interna e un sensore da canale. Tale sistema è stato reso disponibile dalla campagna “Plant A Sensor” del progetto Better Place For People del World Green Building Council.

I parametri misurati dal sistema sono:

PM2.5, PM10, PM100, CO2, VOC,

Temperatura ed Umidità. I dati registrati mostrano il mantenimento di

valori migliorativi rispetto alla

condizione ottimale e hanno consentito di ottimizzare la programmazione dei cicli di funzionamento del sistema di ventilazione meccanica sia in termini di portata d’aria che di orari di accensione.

I valori di PM2.5 e PM10 interni sono sempre inferiori, a meno di brevissimi saltuari momenti, a quelli esterni. I VOC sono mediamente di poco superiori a

0,2 mg/m3 _{e la concentrazione di CO2,}

nei periodi di occupazione dei locali, si mantiene quasi sempre attorno ai 600 ppm e solo in alcuni momenti raggiunge il valore di 800 ppm. Come mostrano i

grafici significativa è anche la

stabilizzazione dell’umidità relativa. Questi risultati sono stati possibili grazie all’integrazione delle strategie per l’efficienza energetica con quelle di miglioramento della qualità ambientale interna. Se i benefici economici della prima sono quantificabili in termini di risparmio sulle bollette energetiche i benefici dovuti al miglioramento del confort e della salubrità sono oggi ancora difficilmente quantificabili ma come nel caso in oggetto sono quelli più apprezzati dagli occupanti.

Grafici qualità dell’aria

PM2,5 PM10 VOC CO2 Umidità Relativa Fonte: GBC Italia