La qualità dell’aria, la temperatura e l’umidità sono elementi fondamentali per il comfort, soprattutto nel periodo invernale ed estivo quando l’apertura delle finestre per il ricambio dell’aria comporta una notevole dispersione termica e un disagio per gli occupanti. Le recenti normative sul risparmio energetico, unite a isolanti termici sempre più performanti e a serramenti sempre più ermetici, hanno reso gli edifici più confortevoli termicamente e acusticamente, ma li hanno anche sigillati al punto che l’eliminazione spontanea degli inquinanti di produzione interna come la formaldeide o la semplice anidride carbonica, è diventata impossibile. Pertanto per realizzare l’indispensabile ricambio d’aria dell’edificio e garantire una buona qualità dell’aria negli ambienti, è di fondamentale importanza installare un impianto di ventilazione meccanica controllata. Il rinnovo d’aria negli ambienti è infatti necessario per una corretta igiene abitativa.
Gli impianti di ventilazione meccanica, definiti anche con la sigla VMC, sono impianti che consentono di gestire il ricambio dell'aria di un ambiente con l'esterno senza l'apertura di finestre o porte, tramite condotte di ventilazione forzata, collegate con gli ambienti interni in modo da poter rimuovere l'aria viziata o inquinata ed immettere aria nuova. La norma di riferimento per tali sistemi è la norma tecnica UNI 10339 - “Impianti aeraulici ai fini di benessere. Generalità, classificazione e requisiti. Regole per la richiesta d’offerta, l’offerta, l’ordine e la fornitura”.
La ventilazione meccanica può essere di due tipi:
A semplice flusso: il sistema è costituito da un piccolo elettroventilatore di estrazione dell’aria collegato mediante condotti a griglie di estrazione collocate nei locali di servizio (cucina e bagni) mentre l’afflusso di aria esterna avviene mediante bocchette, disposte sulle pareti esterne o sui serramenti delle stanze “principali” (soggiorno e camere), munite di dispositivi di
Figura 7 – Schema semplificato di un impianto di ventilazione meccanica a semplice flusso.
59 autoregolazione della portata o di dispositivi sensibili all’umidità relativa dell’ambiente.
A doppio flusso: questo tipo di ventilazione si basa su un impianto doppio, avente canali di distribuzione separati. Da una parte, un condotto monitora e regola l’immissione dell’aria, dall’altra un altro condotto gestisce l’aria di estrazione. I due condotti sono gestiti da due diversi ventilatori elettrici. Rispetto al semplice flusso, garantiscono il ricambio d’aria con la possibilità di trattare-filtrare l’aria esterna, riscaldandola o raffreddandola in base alle necessità.
Con sistemi a doppio flusso è possibile anche il recupero energetico dell’aria di espulsione tramite l’inserimento di un recuperatore di calore, tali sistemi vengono chiamati a doppio flusso con recuperatore di calore.
Il recuperatore di calore è una macchina di ventilazione a doppio flusso, posizionata all’incrocio delle due condotte d’aria. La macchina è costituita da:
Figura 8 – Schema semplificato di un impianto di ventilazione meccanica a doppio flusso.
Figura 9 – Schema semplificato di un impianto di ventilazione meccanica a doppio flusso con recuperatore di calore.
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un involucro esterno, il cui scopo è quello di isolarla termicamente e acusticamente; due ventilatori, uno di immissione ed uno di espulsione, che consentono il movimento dell’aria; uno scambiatore di calore (fig. 10), che rappresenta il cuore della macchina, dove avviene lo scambio termico tra i flussi di immissione e di estrazione; filtri, che hanno lo scopo di filtrare sia
l’aria immessa che quella espulsa.
In questi sistemi assume un ruolo fondamentale il rendimento energetico dello scambiatore di calore, dal quale dipende la temperatura di immissione dell’aria pulita, definito dalla seguente relazione:
η = 𝛥𝑇
𝛥𝑇 =
(𝑇 − 𝑇 )
(𝑇 − 𝑇 )
Conoscendo quindi η sarà possibile conoscere anche la temperatura dell’aria immessa. Il rendimento del recuperatore dipende, oltre alla differenza di temperatura tra aria esterna ed interna, anche da altri fattori tra cui l’umidità relativa dell’aria di estrazione e la portata.
I sistemi di ventilazione meccanica controllati vengono dimensionati in base al tasso di ricambio d’aria, che per impianti di ventilazione a semplice flusso è pari a:
𝑞 = 𝑞 , × 𝑘
Dove qve,des è la portata d’aria di progetto [m3/s], k è il coefficiente di contemporaneità di utilizzo delle bocchette aspiranti.
Per gli impianti di ventilazione e doppio flusso invece è pari a: 𝑞 = 𝑞 , × (1 − 𝜂 )
Dove qve,des è la portata d’aria di progetto [m3/s], 𝜂 è il fattore di efficienza dell’eventuale recuperatore di calore dell’aria, pari a 0 se assente.
61 Il calcolo della portata d’aria di progetto deve essere fatto, nel caso di edifici di classe E1 o E853, secondo il metodo dei ricambi d’aria mentre, in caso di categoria differente, secondo la norma uni 10339. Il metodo che utilizzeremo sarà il primo, per cui la norma definisce il tasso di ricambio d’aria in base ai diversi locali, in particolare prescrive che: nei locali normali il tasso sia di 0,5 h-1; per le cucine sia pari a 1,5 h-1; per i bagni sia 2 h-1. Per calcolare quindi la portata d’aria di progetto basterà applicare la seguente formula:
𝑞 , =
𝑛 × 𝑉 3600
Dove n è il tasso di ricambio d’aria [h-1], V è il volume netto della zona termica considerata e 3600 è il fattore correttivo per riportare il valore di qve,des da m3/h a m3/s.
53 In base al D.P.R. 412/93, gli edifici sono stati suddivisi nelle seguenti categorie: E.1 Edifici adibiti a residenza e
assimilabili; E.2 Edifici adibiti a uffici e assimilabili; E.3 Edifici adibiti a ospedali, cliniche o case di cura e assimilabili; E.4 Edifici adibiti ad attività ricreative o di culto e assimilabili; E.5 Edifici adibiti ad attività commerciali e assimilabili; E.6 Edifici adibiti ad attività sportive e assimilabili; E.7 Edifici adibiti ad attività scolastiche a tutti i livelli e assimilabili; E.8 Edifici adibiti ad attività industriali ed artigianali e assimilabili.
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