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  DISPENSE TECNICHE
 
  CASI DI APPLICAZIONE
 
  PRESSURIZZACIONE DI LOCALI
 
 
       
 
  1. Parametri basilari
  2. Locale ermetico
  3. Locale reale con exfiltrazioni d'aria
 
 

Capita spesso di dover realizzare la ventilazione di un locale o di un determinato spazio provocando all'interno dello stesso una sovrappressione, vale a dire la presenza di una pressione superiore a quella dell'ambiente esterno che circonda il locale.

Ci˛ avviene nelle cabine o nei tunnel di verniciatura in cui Ŕ richiesta la pi¨ assoluta assenza di polvere che, altrimenti, si potrebbe attaccare alle superfici appena dipinte; oppure nei grandi capannoni con strutture metalliche, negli allevamenti agropastorali, ad esempio in quelli in cui gli ingressi d'aria non controllati, quando si effettua ventilazione per estrazione, portano umiditÓ dall'esterno creando condensa nelle armature metalliche dell'edificio che, possono dare origine a ruggini nocive.

La ventilazione per sovrapressione, con mandata d'aria avente purezza controllabile, genera una pressione dentro il locale che determina l'uscita della stessa da aperture apposite e anche da fuori, fessure, interstizi della costruzione o porositÓ delle pareti, soffitti e pavimenti, per cui si evita l'entrata tramite queste aperture non controllate della polvere, umiditÓ o altri gas esterni non desiderati.

La determinazione dei ventilatori che si devono installare per ottenere una sovrappressione specifica presenta una certa complessitÓ che viene indicata in linee generali nella presente Scheda Tecnica.

 
 
 
  1. Parametri basilari
 
 
 

Sullo schema di un locale presentato nella Fig. 1 descriveremo i parametri che intervengono in una pressurizzazione.

  • 'V' ╚ il ventilatore che spinge l'aria nel locale.
  • 'Qv' ╚ il flusso d'aria (m│/h) immesso dal ventilatore V.
  • 'Qs' Flusso d'aria che esce dalle aperture funzionali (porte, finestre, griglie, ecc.)
  • 'Qp' Flusso d'aria che esce dai fori invisibili del locale (porositÓ di pareti e soffitti, fessure, ecc.)
  • 'P' ╚ la sovrapressione all'interno del recinto. Un micromanometro rappresentato da un tubo a U ci fornisce il suo valore.


Fig. 1. Schema di un locale

Fig. 1a. Cabina di verniciatura



Fig. 1b. Allevamento agropastorale

Analizzando questi parametri vediamo che ci˛ che presenterÓ maggiori difficoltÓ per essere determinato sarÓ il flusso attraverso i fori invisibili, ovvero la somma dei flussi Qp.

Per conoscere la sovrappressione all'interno del locale, vale a dire P, e stabilire al tempo stesso un possibile calcolo Ŕ opportuno considerare il problema a partire da un insieme di presupposti.

Uno di questi consiste nel pressurizzare un locale (vedi Fig. 1)e si pu˛ effettuare semplicemente spingendo aria tramite un ventilatore, che abbiamo indicato con V.

Del flusso Qv spinto da questo ventilatore, una parte Q uscirÓ dal locale dalle aperture funzionali (porte, finestre, griglie) collocate a tale scopo e un'altra parte uscirÓ da fori invisibili come porositÓ delle pareti, griglie su soffitti e pavimenti, ecc. Tutte le uscite saranno pi¨ o meno resistenti al passaggio dell'aria a seconda della loro tenuta stagna.

╚ facile supporre che sia Qv che Qp dipenderanno dalla sovrappressione P che si trova all'interno del locale, per cui quando varia una varieranno anche le altre. Entrambe sono collegate dalla funzione:

Qs + Qp = K Ö
 
P

La costante K pu˛ essere determinata a livello sperimentale oppure pu˛ essere calcolata come vedremo pi¨ avanti.

Se rappresentiamo questa funzione su delle coordinate avremo il grafico della caratteristica resistente del sistema, Fig. 2. Se poi disegniamo la caratteristica del ventilatore V, otterremo il punto di lavoro T a cui corrisponde la pressione PT di pressurizzazione del locale.



Fig. 2. Grafico della caratteristica resistente al sistema


Potrebbe accadere che, per un motivo o per l'altro, la pressione P ottenuta venisse considerata eccessiva e non si volesse aumentare l'uscita d'aria funzionale S stabilita, per ridurre la caratteristica resistente OT. In tal caso si pu˛ risolvere il problema installando un secondo ventilatore, che chiameremo estrattore, e che viene rappresentato da E nella Fig. 3, per cui si riduce la pressione che provoca il ventilatore V lavorando da solo.



Fig. 3. Locale con exfiltrazioni

 
 
 
 
  2. Locale ermetico
 
 
 

Vale a dire, che le pareti, le porte e la costruzione in generale sono assolutamente a tenuta stagna. VerrÓ soddisfatta la condizione:

Qs = Qp = 0

Tutto il flusso che viene spinto nel locale Ŕ dovuto al Ventilatore V e tutto quello che esce dallo stesso Ŕ dovuto all'estrattore E.

Il ventilatore V provoca una sovrappressione mentre l'estrattore tende a creare una depressione.

Il ventilatore V lavora nella zona che la Fig. 4 indica come a pressioni positive, con un flusso Qv e con una sovrappressione del locale pari a +Pv.


Fig. 4. Grafica del Ventilatore


Tuttavia l'estrattore E non lavorerÓ nel modo a cui Ŕ abituato convogliando aria da un luogo a bassa pressione a un altro ad alta pressione, ma toglierÓ piuttosto l'aria dall'interno del locale verso l'esterno, che si trova a pressione zero.

La caratteristica dall'estrattore E della Fig. 4 indica che la zona di lavoro sarÓ quella indicata con una linea di tratti, al di lÓ dello scarico libero.

Bisogna tener presente che se l'estrattore Ŕ del tipo centrifugo a pale in avanti, aumenta notevolmente la potenza consumata quando lavora in questa zona e il motore elettrico si pu˛ bruciare se non viene dimensionato adeguatamente.

 
 
 
 
  3. Locale reale con exfiltrazioni d'aria
 
 
 

Se trasferiamo il sistema ventilatore-estrattore installato in un locale reale, con aperture funzionali e fori invisibili, Fig. 3, dobbiamo considerare che il flusso d'aria spinto non sarÓ uguale a quello estratto dal ventialtore E, ma che parte dello stesso uscirÓ da tali aperture. Una volta equilibrate le entrate e le uscite in base a una sovrappressione dominante, dovremo studiare la situazione.

Il sistema raggiungerÓ l'equilibrio quando la pressione Pv a cui lavora il ventilatore V Ŕ pari alla PE dell'estrattore E, per cui la differenza dei rispettivi flussi Qv - QEsarÓ uguale a Qp - Qs.

Per determinare questo punto di equilibrio si pu˛ costruire il grafico (P, Qv - QE) a partire dalle caratteristiche dei due dispositivi V ed E, procedendo nel seguente modo:

Sul grafico del ventilatore V della Fig. 5 viene indicata la pressione P1 e si trova il flusso Qv1 Qv1 e lo stesso accade per quanto riguarda la caratteristica dell'estrattore E, alla pressione -P1 vedremo che gli corrisponde il flusso QE1.



Fig. 5. Grafica del Ventilatore


Su degli assi collocheremo un punto 1, (P1, Qv1 - QE1). Procedendo nello stesso modo per altre pressioni P2, P3, ecc. collocheremo i punti 2, 3, ecc. che ci porteranno a disegnare tutto il grafico della caratteristica congiunta dei due ventilatori, Fig. 6.



Fig. 6. Grafico della caratteristica congiunta di due ventilatori


Se poi rappresentiamo sulla stessa la curva resistente Qs + QE = K Ö P citata all'inizio, troveremo il punto di lavoro T' a cui corrisponderÓ una pressione PT' pi¨ bassa di quella che si otteneva, la PT della Fig. 2 con un solo ventilatore al lavoro, il V.

Determinazione della costante K

Il flusso attraverso un'apertura in una parete, o in un qualsiasi foro, di sezione S, che separa due locali con una differenza di pressione P tra gli stessi, si pu˛ calcolare con la seguente espressione:

Q = 0,827 S  Ö
 
P

Dove Q Ú in m│/s e P in Pa

Se le aperture sono funzionali, come porte, finestre, griglie, ecc. si stabilirÓ il valore di S misurando la sezione delle stesse e sommando quella della superficie libera di tutte quante.

Nel caso delle porositÓ si possono adottare i valori approssimativi della Tabella 1.

Tipo di costruzione PorositÓ ridotta
m²/m² di superficie
Pareti - Mattone poroso tinta unita 4 x 10 -5
- Mattone poroso con tre strati di pittura 3 x 10 -5
- Mattone massiccio con uno strato di pittura 2 x 10-5
- Mattone poroso, buona finitura, con tavella e gesso 0'2 x 10-5
Finestre - Finestre con una chiusura eccellente 2 x 10-4
- Finestre con una cattiva chiusura 6 x 10-4
Per le porte chiuse in genere si considera una porositÓ doppia per le finestre
Tabla 1. PorositÓ

La costante K varrÓ:

K = 0,827 (Ss + Sp)

dove:

  • Ss = Superficie libera di uscita dell'aria.
  • Sp = Somma dei valori delle diverse porositÓ, fessure, ecc.
 
 
 
 
 
 
 
 
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