Superisolamento e ventilazione

Superisolamento e ventilazione

Per mantenere confortevoli gli ambienti attraverso riscaldamento, raffreddamento, illuminazione, si consuma troppa energia. Consumi energetici e inquinamento atmosferico hanno continuato a crescere anche in recenti periodi di crisi economica e in presenza della legge 373/76 per la riduzione dei consumi.

L’obbiettivo fissato dalla Comunità Europea di abbattere sensibilmente entro il 2005 i consumi di energia e le emissioni di anidride carbonica è stato ripreso dai singoli Paesi con nuove leggi che prescrivono una forte riduzione dei consumi energetici in edilizia, mentre per le industrie si preannuncia la cosiddetta “carbon tax”.

Anche nel nostro Paese leggi recenti per gli edifici (vedi box nella pagina accanto) dispongono:

  1. la riduzione dei consumi energetici e l’uso razionale dell’energia;
  2. che il risparmio energetico si accompagni il miglioramento del benessere negli ambienti di vita e di lavoro.

L’evoluzione che i componenti edilizi e in particolare gli infissi dovranno compiere per adeguarsi ai nuovi obblighi di legge risulta ben delineata nel resoconto (“Finestra” 10/94) del Seminario “Legge 10/91 e gli infissi” organizzato da Tecnomedia. In presenza di edifici sempre più isolati, la finestra, elemento vetrato e apribile e quindi particolarmente vulnerabile dal punto di vista della “tenuta energetica”, avrà un compito essenziale nel controllo del flusso di energia (luce, calore, aria, rumore) per realizzare gli obiettivi di bilancio energetico e di comfort ambientale: bassa dispersione termica, elevata impermeabilità all’aria, illuminazione naturale diurna,  adeguate schermature solari in estate e apporti solari gratuiti in inverno. La prima parte della Legge 10/91 sul riscaldamento degli edifici è operativa dal 6/8/94, quando sono state recepite due norme Uni sugli infissi con i parametri prestazionali da utilizzare per il calcolo delle dispersioni di un edificio: la Uni 10344 (che richiama la 7979) sull’impermeabilità all’aria e la Uni 10345 sulla trasmittanza termica.

LEGGE 10/91 E VENTILAZIONE

La frequenza dei ricambi durante l’inverno, con l’espulsione di aria calda viziata e l’immissione di aria nuova a bassa temperatura, resta il punto cruciale. Infatti se è eccessiva, crea sprechi energetici e inquinamento ambientale;

se Insufficiente, produce ambienti malsani e rischi per la salute e la sicurezza di chi ci abita. Le prestazioni richieste a un edificio dalla 10/91 si possono riassumere in un’indovinata espressione inglese: “Build tight, ventilate right” (Costruisci in modo ermetico e ventila correttamente). Una pari attenzione deve essere rivolta al contenimento delle dispersioni energetiche e a un microclima sano per umidità relativa e purezza dell’aria interna, perciò:

  1. le dispersioni termiche attraverso le superfici opache e trasparenti, muri e finestre, dovranno diminuire dal 10 al 35% e le infiltrazioni d’aria incontrollate dovranno scomparire;
  2. dei sistemi di aerazione, a finestre chiuse e senza l’intervento umano, garantiranno, senza sprechi energetici e senza disagio per chi vive nello spazio abitativo, il giusto ricambio d’aria negli ambienti.

La 10/91, legge sul risparmio energetico, prevede, nei calcoli per i consumi energetici di un edificio, una ventilazione minima di 0.5 volumi/ora per assicurare la vivibilità degli ambienti; pertanto, il ricambio controllato dell’aria interna non va considerato uno spreco energetico, ma un’esigenza igienica e vitale che dev’essere soddisfatta.

La finestra non può e non dovrà più assicurare nello stesso tempo le due funzioni contrastanti: l’elevata impermeabilità all’aria richiesta dalla Uni 10344 e una ventilazione minima di 0.5 volumi/ora.

Ad esempio, un ambiente di 16 m2, volume 43 m3, richiede una ventilazione minima di 0.5 volumi/ora pari a 22 m3/h; un infisso di 2 m2, in classe A3 secondo la Uni 7979, consentirà un ricambio “teorico” di 8 m3/h sotto 100 Pa; l’infisso non può più garantire la ventilazione minima richiesta dalla legge e l’igiene e la salute degli abitanti restano affidate all’apertura casuale delle finestre.

Nella realtà quotidiana assisteremo a due comportamenti opposti, ma sempre negativi: chi paga le spese di riscaldamento di tasca propria aprirà poco le finestre per non disperdere il “prezioso” calore e non avvertire il disagio causato dal maggior sbalzo termico; nel caso di edifici con impianti centralizzati e di uffici, sarà più facile vedere finestre spalancate con l’impianto di riscaldamento in funzione.

VENTILAZIONE E INQUINAMENTO INDOOR

L’eccessiva impermeabilità all’aria degli edifici ha fatto scomparire la ventilazione naturale e la qualità dell’aria interna è compromessa da un sempre maggiore numero e maggiori quantità di inquinanti.

Risparmio energetico = abolizione dei ricambi d’aria. Questa convinzione sbagliata ha stimolato in passato i clienti a cercare, ed i costruttori a promettere, serramenti che facessero risparmiare all’infinito sui consumi energetici.

Chi vive in ambianti “sigillati” si trova poi a fare i conti con nuovi disagi e pericoli. Ne sono conferma la frequente comparsa di muffa nelle abitazioni e lo strepitoso successo di apparecchi come deumidificatori, umidificatori, depuratori, ozonizzatori, ionizzatori che, con un sempre maggiore consumo di energia, promettono di trasformare l’aria interna viziata in una sana aria di “montagna” (senza però eliminare tutti gli agenti inquinanti); un metodo più casalingo per non rinnovare l’aria è di “cancellare” almeno i cattivi odori stagnanti negli ambienti con “i soffi di aria fresca” dei vari deodoranti.

La cattiva qualità dell’aria interna crea non pochi problemi anche in edifici totalmente condizionati e privi di ventilazione naturale: una climatizzazione squilibrata (aria troppo secca o troppo umida, ambienti surriscaldati o troppo raffreddati); inquinanti organici e chimici. Gli stessi impianti di ventilazione si trasformano, se mal progettati o mal gestiti, in pericolose fonti di inquinamento quando i sistemi di umidificazione, i filtri e le canalizzazioni ospitano sporcizia, polvere e colonie di batteri patogeni. Risultato? Più assenze dal lavoro a causa di una serie di disturbi fisici riconosciuti come malattia dall’Organizzazione Mondiale della Sanità; la Sick Building Syndrome, sindrome da edificio malato.

L’inquinamento indoor fino a pochi anni fa era solo oggetto di relazioni scientifiche e di convegni. Sono poi comparse le Direttive Cee in materia di ventilazione degli edifici contenute nel Rapporto n. 11 e le Direttive Europee sulla qualità dell’aria interna dell’Organizzazione Mondiale della Sanità. Oggi il Dpr 246/93 (Dir. Cee 89/106) sulla qualità delle costruzioni prescrive come terzo requisito essenziale “Igiene, Salute ed Ambiente”: “l’opera deve essere costruita in modo da non costituire una minaccia per la salute degli occupanti causata da:

  • Formazione di gas nocivi;
  • Presenza di particelle e gas pericolosi;
  • Emissione di radiazioni pericolose;
  • Formazione di umidità”.

Il recente Decreto del ministro dei LL.PP. del 5/8/94 prevede, per l’edilizia residenziale sovvenzionata e agevolata, “il miglioramento del comfort ambientale con riferimento agli aspetti acustici e igrotermici” tra le qualità aggiuntive che consentono una maggiorazione dei costi. Gli lacp delle regioni Lombardia ed Emilia Romagna prescrivono da molti anni la ventilazione controllata degli edifici.

INQUINANTI NELL’ARIA

Ed ecco una lista degli inquinanti indoor più pericolosi e nocivi.

  1. Mortali: gas e monossido di carbonio derivante dalla combustione di fornelli e caldaie. Il foro obbligatorio dei muri di locali con impianti a gas viene spesso pericolosamente ostruito per il disagio provocato dalla sua posizione (50 cm da terra); una soluzione  più confortevole, ma poco nota, prevista dalla norma Uni-Cig è un foro nella parte alta del locale (es. cassonetto o muro) con la prevista superficie di passaggio d’aria maggiorata del 50%.
  2. Cancerogeni o tossici: formaldeide, amianto, radon e vari composti volatili organici originati da fotocopiatrici, collanti ecc.
  3. Dannosi per la salute: fumo, funghi, batteri, microrganismi.
  4. L’eccesso di umidità, che con le sue conseguenze, condensa, muffa e odori, richiede molta attenzione:
  5. Per la frequenza, la gravità e l’evidenza del fenomeno che fa degradare la vivibilità degli ambianti e l’edificio stesso ed è perciò oggetto di contestazioni e di ricorsi alla magistratura;
  6. Per la sua funzione “spia” di ambianti non ventilati con rischi per la sicurezza degli abitanti;
  7. Per i danni alla salute: ambienti molto umidi sono il terreno ideale per insetti (acari) la cui presenza può creare ipersensibilità alle vie respiratorie, asma e manifestazioni allergiche.

I fenomeni di condensa e muffa sono per tradizione attribuiti esclusivamente a “ponti termici” causati da errori progettuali o costruttivi. Si dimentica però l’incidenza che possono avere i comportamenti sbagliati degli occupanti che sigillano gli ambienti. Nel box a lato si da un esempio illuminante sulla produzione di vapore acqueo nelle abitazioni e la rapidità di saturazione dell’aria in ambiento non ventilati.

COSA ACCADE IN UN AMBIENTE CHIUSO?

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(Ing. F. Palmizi)

Il corpo umano, un vero e proprio motore a combustione interna, esige condizioni ambientali che assicurino l’afflusso di carburante “ossigeno” e lo smaltimento del calore e delle sostanze aeriformi emesse, odori, anidride carbonica e vapore acqueo. Ogni atto respiratorio di un adulto in condizioni di riposo è pari a circa mezzo litro e circa 16 respirazioni al  minuto si perviene a 500l/h di aria, ciò comporta un consumo di 27 l di ossigeno, una produzione di 22 l di anidride carbonica e di circa 15 g di vapore acqueo, cui vanno aggiunti almeno 40 g per traspirazione:  in totale 55 g/h.

In una stanza di normali dimensioni, ad esempio 60 m3, con aria alla temperatura di 20°C e umidità del 50%, sono contenuti 520g di vapore acqueo; in assenza di qualsiasi ventilazione, due persone, che si trattengono nella stanza per 4 ore, producono 55x2x4= 400g di vapore.  In totale si avranno 440+520=960g di vapore, ossia 16g/m3, che corrispondono ad una umidità relativa di oltre il 90%.

In tali condizioni è chiaro che la faccia interna delle pareti esterne, anche se ben coibentate, può facilmente raggiungere la temperatura di rugiada, prossima a 19,5° C, con la conseguente formazione di condensazioni.

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L’UMIDITA’ IN NUMERI

Fattori che creano condensa                         Vapore acqueo (g/h)

Pentola in ebollizione, coperta                                                   350

Pentola in ebollizione, scoperta                                                 900

Doccia calda                                                                                      2000

Bagno caldo                                                                                        500

Biancheria da asciugare, 5 Kg                                                      250

Traspirazione persona in attività fisica leggera                       40

Traspirazione in attività fisica pesante                                     400

Respirazione persona a riposo                                                      15

INQUINAMENTO ACUSTICO DURANTE IL RICAMBIO DELL’ARIA

Anche il rumore viene considerato un fattore inquinante per i disturbi che può arrecare alla salute. La protezione contro il rumore è un altro requisito essenziale delle costruzioni. Il Dpr 246/93 prevede “che i livelli di rumore non minaccino la salute degli occupanti, impedendo loro di lavorare, riposare e dormire in condizioni soddisfacenti”.

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Un’efficace protezione dal rumore è oggi possibile grazie a pareti e infissi ad alto potere isolante e quindi anche scarsamente permeabili all’aria. Con l’aumento della domanda di isolamento acustico, molti produttori di vetro e diversi costruttori di serramenti hanno migliorato e certificato le prestazioni isofoniche dei laro prodotti.

Tutti gli sforzi di isolamento acustico risultano ovviamente verificati quando gli occupanti devono aprire le finestre per il necessario rinnovo dell’aria. Per conciliare l’esigenza di isolamento acustico con quella di aerazione degli ambienti esistono degli aeratori isofonici dal comportamento acustico allineato a quello degli altri componenti della facciata, muri, infissi e vetri.

Nel caso di una facciata di un edificio, sistema composto da più elementi, parenti, finestre e aeratori, il risultato finale di isolamento sarà condizionato dalla continuità della barriera  (figura 10) acustica e dall’omogeneità isofonica dei suoi componenti; il componente meno isolante, difatti, influenza l’isolamento globale della facciata. Con un aeratore poco isolante, l’isolamento globale di una parete tende verso i valori dell’aeratore; se l’isolamento della parete senza l’aeratore e quello dell’aeratore sono uguali, l’isolamento globale della parete con aeratore è uguale ai precedenti meno 3 dB; se, infine, l’isolamento dell’aeratore è superiore alla parete, l’isolamento globale della parete diventa uguale a quello della parete senza aeratore.

Gli effetti dell’inquinamento acustico sulla salute, come accade spesso per l’inquinamento indoor, non sono immediatamente evidenti e riconducibili alla causa diretta; l’Organizzazione Mondiale della Sanità ha individuato in 65 decibel la soglia di sicurezza, oltre la quale sono possibili ripercussioni negative sul sistema psichico, neurovegetativo e uditivo.

L’inquinamento acustico urbano, che dipende per oltre 80% dal traffico stradale e ferroviario, ha superato ampiamente il citato livello di sicurezza: nel corso delle indagini compiute in 70 città, il treno verde della Legambiente ha riscontrato in aree residenziali e miste di alcune città (valori massimi di legge 65 dBA) valori medi diurni e notturni di rumore oltre gli 800 decibel; nelle aree “particolarmente protette” di 49 città (valori massimi di legge 50 dBA) è stato addirittura superato il limite di 70 dBA.

(scritta in neretto 11 riferita alla figura 10 e alla tabella 12)  Sezione di serramento con schema di aeratore autoregolabile applicato su vetro.

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(TABELLA 12)

TIPI DI AERATORI E CRITERI DI SCELTA
Tipologia Superficie aeraz. cm2 max m3/h Aerazione Applicazione
Grigliette fisse Griglie fisse con zanzariera Griglie regolabili Bocchette fisse Bocchette regolabili Bocchette autoregolanti Aeratore h mm 45 Aeratore h mm 67-100-130-150 Aeratore h mm 100 taglio termico Aeratore h mm 106 Scatole isofoniche Scatola isofonica Aeratori isofonici Aeratori ventilazione forzata 75 430 x m 430 x m 105 105 – 65 430 x m 190 x m – – – – – – – – – – 15,22,30 65 – – 140 15, 30 (dB 40) 30 (dB 43) da 150 a 250 300 P P R P R A P-R-A P-R P-R A A A R R 1-2 1-3-4-5 1-3-4-5 1-2 1-2 1-2-5 4 3-4 3-4 4 1-2 5-6 3-4 3-4
Legenda Tipo di aerazione P = non chiudibili con aerazione             permanente R = regolabili A = autoregolanti   Applicazione 1 su cassonetto 2 profilo infisso 3 traverso 4 vetro 5 muro 6 nel cassonetto

LA VENTILAZIONE NATURALE CONTROLLATA

Questo sistema di aerazione, diffuso e obbligatorio in molti Paesi europei, prevede nel periodo invernale un ricambio d’aria per effetto del vento (tiraggio naturale) e/o delle differenze di temperatura tra esterno ed interno (tiraggio termico).

L’afflusso fisso o regolabile di aria esterna avviene di solito senza uso di energia attraverso prese d’aria (bocchette, grigliette o aeratori) di dimensioni e superfici di aerazione proporzionate a ogni ambiente e alla sua destinazione d’uso; nel calcolo del ricambio d’aria vanno anche considerate il numero di occupanti, la loro attività fisica e le loro abitudini (fumatori o no).

L’aria di rinnovo entra nelle stanze principali e l’aria viziata viene espulsa attraverso cappe, condotti di ventilazione/combustione presenti in cucina e in bagno. La ventilazione potrà essere naturale, meccanica o mista.

Fonti qualificate suggeriscono una portata di aria esterna variabile da un minimo mai inferiore a 8 m3/h a un massimo di 25 m3/h per persona in condizioni di riposo o di leggera attività.

I vantaggi nel ricambio dell’aria a finestre chiuse sono:

  • Ambienti salubri senza sprechi energetici;
  • Certezza di non respirare sostanze inquinanti tossiche o nocive;
  • Giusta umidità nell’aria;
  • Comfort termico senza correnti d’aria a altezza d’uomo;
  • Protezione dai rumori esterni;
  • Protezione da intrusioni in presenza o in assenza dei residenti;
  • Protezione da pioggia e insetti.

SCELTA ED INSTALLAZIONE DELLE PRESE D’ARIA

Le prese d’aria si distinguono, secondo le dimensioni, in bocchette o grigliette di ventilazione e aeratori; secondo le prestazioni, in fisse (con aerazione permanente), regolabili, autoregolanti e isofoniche (con abbattimento dei rumori esterni). Per le prese fisse e regolabili si terrà conto della superficie di aerazione, per quelle autoregolanti e isofoniche del passaggio d’aria calcolato in m3/h.

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L’installazione avverrà nella zona alta del serramento per evitare correnti d’aria a altezza d’uomo e la movimentazione avverrà con manopola, cordicelle o aste o con motori azionati da interruttore o sonde.

  • Le bocchette e le grigliette, in alluminio o in pvc, con dimensioni e passaggi d’aria ridotti (di solito max. 100 cm2), si applicano in appoggio sul profilo dell’infisso (una all’interno e una all’esterno), sul cassonetto dell’avvolgibile, nel muro oppure all’interno del cassonetto.
  • Gli aeratori con dimensioni e passaggi d’aria maggiori sono composti da due griglie in alluminio, una esterno con funzione di barriera per la pioggia (deflettore) e una interna dotata di rete zanzariera e di parti mobili per la regolazione del flusso d’aria; esistono versioni con taglio termico e con ventilazione forzata. Si applicano nella parte superiore o inferiore dei vetri (senza forare il doppiovetro per non vanificare l’isolamento termico e acustico) oppure su traverso.

La scelta della presa d’aria dipenderà dalle esigenze di ventilazione dell’ambiente; il suo punto di installazione dalla permeabilità all’aria dell’eventuale  schermatura, vale a dire:

Tapparella avvolgibile: su cassonetto, su vetro o su profilo dell’anta;

Persiana: su vetro o su profilo dell’anta;

Scuretto: su vetro, su profilo dell’anta, su muro;

Controfinestra: su vetro, su traverso o su profilo dell’anta di entrambi gli infissi;

Finestra senza schermature: su vetro o su traverso;

Porte e sportelli per caldaie: in appoggio o a incastro sul pannello;

Porte interne: in appoggio o a incasso.

CONCLUSIONI

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Attraverso le recenti norme si vanno precisando le nuove esigenze qualitative dell’abitazione: minimo consumo di energia con la massima garanzia di igiene e comfort ambientale.

La ventilazione controllata è uno strumento utile, indispensabile e oggi obbligatorio per il controllo del consumo energetico e per garantire salute, sicurezza e comfort negli ambianti di vita e in quelli di lavoro.

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