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L'aria è essenziale per l'esistenza degli esseri viventi. Gli esseri umani esigono, inoltre, delle condizioni che garantiscano loro l'igiene della stessa e un comfort aggiuntivo.

L'aria esterna è costituita principalmente da due elementi, Ossigeno e Azoto, e altri gas le cui proporzioni si trovano nella Tabella 1. Se questi gas non superano i valori indicati nella Tabella 2, si può parlare di aria "pulita"; in realtà i valori salgono di molto, soprattutto nelle grandi città, dove si può parlare di aria "contaminata", come appare nella seconda colonna della stessa tabella.

  Simbolo In volume % Contenuto nell'aria g/m3
Azoto N2 78,08 976,30
Ossigeno O2 20,94 299,00
Argon Ar 0,934 16,65
An. Carbonicao CO2 0,0315 0,62
Altri   0,145 0,23
    100,000 1292,80
Tabella 1. Componenti dell'aria asciutta (1,2928 Kg/m3, a 0 ºC 760 mm)

  Aria pulita µg/m3 Aria Contaminata µg/m3
Media annuale in una grande città
Ossido di Carbonio CO max. 1000 6.000 a 225.000
Anidride Carbonica CO2 max. 65·104 65 a 125 ·104
Anidride Solforosa SO2 max. 25 50 a 5.000
Comp. di Azoto NOx max. 12 15 a 600
Metano CH4 max. 650 650 a 13.000
Particelle max. 20 70 a 700
Tabella 2. Componenti dell'aria

Fig. 1. Aria esterna

Come è noto, ventilare significa sostituire una parte dell'aria interna considerata non desiderabile per la sua purezza, temperatura, umidità, odore, ecc., con dell'aria esterna in migliori condizioni. Tuttavia, se l'aria esterna è contaminata, sarà necessario ricorrere alla sua depurazione per trattenere gli elementi inquinanti, come viene indicato schematicamente nella Fig. 3.

Fig. 3. Ventilazione dell'aria esterna

Con la crisi del petrolio del 1973, tutti i paesi industrializzati hanno stabilito dalle norme per limitare il consumo energetico, soprattutto quello per il riscaldamento e raffreddamento. È stato aumentato il potere isolante dei muri e dei tetti e sono state migliorate le chiusure di porte e finestre per evitare perdite dovute a convezione. Sono comparsi edifici ermetici, dotati di sistemi meccanici di ventilazione.

Per contribuire al risparmio energetico è stato riciclato parte del flusso d'aria estratto in percentuali crescenti fino a giungere a limiti esagerati. Inoltre, se gli impianti non vengono puliti e disinfettati regolarmente, come spesso avviene, proliferano la diffusione di agenti inquinanti e microrganismi in tutto l'edificio.

L'allegro lettore della Fig. 2, soddisfatto per essere riuscito a isolarsi dall'esterno con una finestra ermetica, evitando l'entrata di agenti inquinanti, polvere e rumore, poco tempo dopo inizia a soffrire di allergie, irritazione, bruciore agli occhi e mal di testa.


Fig. 2. Aria interna

L'uomo moderno passa più dell'80% del suo tempo all'interno di locali chiusi e i fattori indicati hanno delle conseguenze immediate: Aumentano le malattie allergiche e polmonari e cresce enormemente la rapidità di diffusione delle infezioni tra gli utenti di uno stesso immobile, soprattutto se dotato di impianto di aria condizionata. Negli USA si contano 150 milioni di giorni all'anno di assenteismo dal lavoro mentre la OMS ha stimato che un 30% degli edifici nuovi o ristrutturati hanno questo difetto. Se gli occupanti colpiti raggiungono al 20%, l'immobile viene definito Edificio Malato.

Vi sono vari motivi che danno origine a questa situazione, ma quello principale e indiscutibile è senz'altro una ventilazione insufficiente, inadeguata. Nel 1968, 144 persone dell'edificio della Sanità a Pontiac, Michigan, USA, contrassero una malattia con mal di testa, febbre e dolori muscolari, chiamata "febbre di Pontiac". Nel 1976, in un hotel di Filadelfia, durante una conferenza di ex legionari, questi furono colpiti da un batterio identificato come Legionella Pneumophila, coltivato e diffuso dall'aria condizionata, che portò alla morte di 29 dei presenti. Attualmente questo batterio, per le stesse cause, attacca annualmente da 25 a 45.000 persone, solo negli USA.

Oltre ai problemi che può arrecare alla salute un sistema di aria condizionata con una cattiva conservazione, pulizia precaria e scarsità di aria primaria, ci sono molteplici cause che contribuiscono a inquinare l'aria interna dell'edificio. In passato si considerava che solo l'essere umano, con l'espulsione di anidride carbonica in seguito alla respirazione e il rilascio di odore corporale era la causa del deterioramento della qualità dell'aria. Oggi sappiamo che i componenti organici volatili che vengono rilasciati dai mobili, vernici, adesivi, pitture, combustibili, materiali per l'igiene personale e la pulizia della casa, inquinano fortemente l'aria interna: insetticidi, veleni per topi, combustione diretta all'interno della stanza, aerosol, detergenti, indumenti lavati che si asciugano in casa, moquette, parquet e, soprattutto, il fumo da tabacco, e anche i profumi per l'ambiente con cui si cerca di mascherare l'ambiente pesante.

Un gruppo molto importante di agenti inquinanti sono i materiali per l'edilizia tra cui spiccano la formaldeide degli agglomerati di legno uniti da resine e alcuni isolanti. E in alcune zone il radon, particolarmente pericoloso. Si tratta di un gas di origine naturale che costituisce una minaccia per il tumore al polmone e che viene rilasciato dal radio contenuto in alcuni materiali come il granito, la pietra pomice e le pietre di fosfati, oltre alle acque profonde di pozzi.

Nelle case appare soprattutto nelle cantine e le Fig. 4 e 5 descrivono la sua presenza e il metodo per controllarlo con delle azioni adeguate e, soprattutto, con una ventilazione efficiente.


Fig. 4. Come entra il gas radon


Fig. 5. Come si controlla

Diverse normative hanno stabilito che la ventilazione necessaria per fornire un ambiente igienico a coloro che occupano uno spazio chiuso è dell'ordine di 7,5 l/s per persona, come minimo. A seconda della funzione del locale, considerato salone per fumatori, sale di ospedali, bar, ecc., questo valore aumenta sino a raggiungere più del doppio o del triplo. Tuttavia, dal momento che tali portate entrano in conflitto con il risparmio energetico, soprattutto il riscaldamento, si riducono e cadono all'estremo opposto. Nella Tabella 3 vengono indicati i risultati di una ricerca su 350 edifici e sulle cause delle lamentele sulla qualità dell'aria interna. Spicca la notevole importanza che ha una ventilazione sufficiente, ma anche il fatto che esistano altre cause che danno origine al malessere e ai problemi di salute.

Numero di edifici studiati % Cause di insoddisfazione per la qualità dell'aria interna
Cause Origine
350 50 Ventilazione scarsa -Poco ricambio dell'aria
-Cattiva distribuzione dell'aria (rendimento della ventil.)
-Temperatura e umidità inadeguate
Aria pura
28 Agenti inquinanti interni -Fumo di tabacco
-Formaldeidi
-Radon
-Particelle rilasciate
-Anidride carbonica
-Umidità
11 Agenti inquinanti aria esterna -Polvere
-Tubi di scappamento dei veicoli
-Polline
11 Sconosciuta  
Tabella 3. Cause di insoddisfazione per la qualità dell'aria interna

Sulla base dell'influenza degli agenti inquinanti interni dei locali si può indicare che sono molto vari e che l'ideale sarebbe identificarli prima e scoprire le loro fonti di emissione. Attualmente si parla di edifici costruiti con materiali a bassa emissione ed esistono laboratori che lavorano su questo argomento.

Siamo giunti a stabilire delle unità per misurare la qualità dell'aria interna. Il professor P. Ole Fanger, dell'Università Tecnica della Danimarca, definisce l'OLF come l'inquinamento che produce una persona, occupata in un lavoro sedentario e con un'igiene normale, una doccia ogni giorno e mezzo. Un mobile, un tavolo da ufficio con le sue carte e vari utensili equivale a 2 Olf e uno scaffale medio, con libri, piante e oggetti decorativi, inquina come 3 Olf.

Fig. 6. Olf

I materiali, in generale, di un ufficio rilasciano fino a 0,5 Olf per metro quadrato. Una persona in attività raggiunge i 6 Olf, un fumatore continuo può arrivare a 25 Olf e un atleta a 30 Olf.

Il DECIPOL è la percezione combinata attraverso il naso e gli occhi del senso chimico dell'ambiente, con il suo carico di odori diversi ed elementi irritanti contenuti nell'aria. L'unità viene definita come la percezione di un Olf diluita da una portata di aria pura di 10 l/s.

Fig. 7. Decipol

L'insoddisfazione causata da un Olf in base al coefficiente di ventilazione, espressa da un gruppo di persone che qualificano come inaccettabile l'ambiente di un luogo nel momento in cui entrano nello stesso, viene indicata nella Fig. 8. Il rapporto tra i decipol che si trovano in un locale e il numero di persone insoddisfatte che subiscono lo stesso, viene rappresentato nella Fig. 9. Un decipol non soddisfa il 15 % delle persone oggetto della ricerca e per raggiungere un 50 % di non contenti, l'inquinamento deve arrivare a 6 decipol.


Fig. 8. Insoddisfazione causata da un Olf



Fig. 9. Relazione tra i decipol e il numero di persone insoddisfatte


In base a tutto ciò è stato stabilito anche che un ambiente si può qualificare anche secondo i decipol. Gli edifici a partire dai 10 decipol vengono classificati come soggetti alla Sindrome dell'Edificio Malato.

Fig. 10. Decipol

E, utilizzando gli Olf e i Decipol come unità di inquinamento dell'aria, si può stabilire la ventilazione necessaria dell'ambiente:

Dove Q è il flusso d'aria esterna, G l'inquinamento interno e Ci, Co le percezioni interna ed esterna del locale considerato.

Questa formula è indicativa di come vengono utilizzate le unità definite per poter determinare un flusso di ventilazione necessaria, tuttavia si avvisa che risulta molto problematico l'uso della stessa poiché è difficile valutare i termini C.

Il Dott. Fanger fornisce valori in base all'emissione dei materiali, ma i risultati sono stati messi in dubbio dal momento che sono molto elevati e con dei costi energetici considerevoli. Le normative attuali stabiliscono dei valori per grandi spazi che vanno da 0,4 a 1,5 l/s·m² occupati per non fumatori e da 1,7 a 5 l/s·m² per fumatori, valori di molto al di sotto rispetto a quelli ottenuti dalla formula indicata.

 
 
 
  Riassunto
 
 
 

La sindrome degli Edifici Malati è un fenomeno complesso in cui spicca, come fattore di rischio notevole, una scarsa ventilazione.

La progettazione di sistemi di ventilazione e di aria condizionata dovrebbe considerare la facilità della pulizia e disinfezione regolare dei dispositivi e delle tubature.

Non è solo l'uomo a inquinare l'aria interna. I materiali per l'edilizia, i mobili, i tappeti, le moquette e i rivestimenti delle pareti, come anche gli oggetti e i prodotti della casa, producono degli effluvi inquinanti. Spiccano per la loro importanza il fumo del tabacco, il radon, i VOC, l'anidride carbonica e le particelle solide in sospensione. Bisogna scegliere dei materiali a bassa emissione nei progetti.

La qualità dell'aria esterna influisce notevolmente su quella interna. Nel caso in cui sia necessario deve essere depurata nelle prese d'aria.

Si stanno presentando due nuove unità per misurare la qualità dell'aria: L'OLF e il DECIPOL.

 
 
 
 
 
 
 
 
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