IL DIMENSIONAMENTO DEGLI IMPIANTI DI VENTILAZIONE MECCANICA CONTROLLATA

I sistemi di ventilazione devono essere progettati e dimensionati in modo da garantire un'elevata qualità dell’aria respirata dagli occupanti. 

Nel n. 62 di Idraulica abbiamo visto quali sono i principali inquinanti e le loro fonti. La presenza di alcuni di essi è correlata anche alla tipologia e alla destinazione d'uso degli ambienti considerati, e pertanto influenza direttamente il criterio di progettazione che definisce il tasso di ventilazione necessario. 

In seguito, approfondiremo il dimensionamento degli impianti in cui la principale, ma non unica, fonte di inquinamento è l’accumulo di anidride carbonica causata dalla respirazione degli occupanti. 

Tuttavia, è bene citare che esistono, ad esempio, alcuni casi come gli ambienti produttivi, in cui gli inquinanti principali possono essere polveri, esalazioni o simili. Così come nel caso delle strutture sanitarie, occorre tenere in considerazione il rischio di diffusione di potenziali patogeni, virus e batteri impedendone la diffusione. In tutti questi casi (Fig. 17), sono necessari specifici impianti di ventilazione e trattamento, che esulano dai criteri di dimensionamento e progettazione che vedremo nel seguito. 

Focalizzando quindi l’analisi degli impianti di ventilazione agli ambienti civili come abitazioni, uffici e negozi, sono due i fattori che influenzano la qualità dell’aria interna, e quindi il dimensionamento dell'impianto VMC: 

• il numero di persone presenti nell’ambiente, che determina la produzione di anidride carbonica derivante dalla loro respirazione e in funzione dell'intensità delle attività svolte (si pensi ad esempio alle palestre o simili); 

• il volume degli ambienti, dal quale dipende la presenza di polvere, formaldeide e di altre sostanze come i composti derivati da prodotti per la pulizia. 

Questi parametri sono inoltre spesso collegati l'uno all'altro; ad esempio, nel caso di uffici o ambienti simili, dove stanze di volume e superficie maggiore possono contenere un numero maggiore di persone. 

Infine, è necessario considerare in modo specifico la ventilazione degli ambienti dove si possono creare condizioni particolari di inquinamento dell’aria, come in bagni, cucine e spogliatoi. 

La progettazione degli impianti VMC deve essere impostata inizialmente a partire dal calcolo della portata totale di rinnovo, considerando l’intero sistema di ventilazione. 

Tale portata, pari sia a quella di immissione sia a quella di estrazione, dovrà essere ripartita nei vari locali in modo da soddisfarne i singoli requisiti. Questa procedura deve essere effettuata suddividendo l'abitazione nelle seguenti categorie: 

1. Locali di immissione o nobili: sono i locali dove gli occupanti permangono maggiormente. Nelle abitazioni residenziali sono i soggiorni, gli studi e le camere da letto, mentre per le attività lavorative sono gli uffici e i locali quali negozi e quelli con presenza di pubblico. 

2. Locali di estrazione o umidi: come bagni, lavanderie, spogliatoi o locali chiusi come ripostigli e magazzini. 

3. Locali di transito: collegano i locali di immissione a quelli di estrazione e non presentano permanenza fissa di occupanti. Rientrano in questa categoria i corridoi, i vani scala, gli atri e i disimpegni. 

In riferimento al diagramma rappresentato nella Fig. 18, la portata totale di rinnovo di prima approssimazione (G'_TOT) si calcola a partire dal volume totale degli ambienti serviti, moltiplicandolo per un fattore di ricambio (n). 

Successivamente è necessario verificare la portata così calcolata con il valore di affollamento (a) previsto negli ambienti serviti dall'impianto. Questa verifica viene effettuata dividendo la portata totale (G'_TOT) per quella necessaria al benessere di una singola persona (G_PERSONA). Anche questo valore può essere valutato in base alla destinazione d'uso dell'edificio considerato. 

A seconda dell'esito della verifica, può essere necessario ricalcolare la portata di rinnovo effettiva (GTOT) seguendo il criterio dell'affollamento. 

Il calcolo delle portate di immissione si effettua suddividendo la portata totale di rinnovo proporzionalmente al volume (o alle superfici) dei locali nobili. 

Successivamente è necessario verificare che i valori delle portate di immissione precedentemente ottenuti siano maggiori dei seguenti valori minimi. 

Nel caso in cui le portate di immissione risultino inferiori ai valori minimi riportati in tabella, dovranno essere corrette, rivalutando di conseguenza anche la portata totale di rinnovo. 

In maniera simile alla determinazione delle portate di immissione, le portate di estrazione si calcolano ripartendo la portata totale di rinnovo in base al volume (o alle superfici) dei locali umidi. 

In questa valutazione risulta importante verificare i locali con particolari prescrizioni igieniche come i bagni ciechi. In questo caso è necessario garantire un ricambio minimo di 4 vol/h oppure riferirsi a quanto prescritto dai regolamenti locali. 

Nel caso non si raggiungano i requisiti di ricambio richiesti è possibile in prima battuta aumentare le portate dei bagni ciechi diminuendo quelle estratte dagli altri locali umidi. Se anche questa azione non fosse sufficiente è opportuno aumentare la portata di rinnovo, oppure integrare l’estrazione attraverso un ventilatore dedicato. 

Un altro caso particolare da considerare è quello delle cucine. In questi ambienti l’impianto di ventilazione meccanica ha il compito di garantire un ricambio generale e allontanare gli odori che possono persistere in questi ambienti. Tuttavia, l'impianto VMC non deve essere dimensionato per l’evacuazione dei fumi di cottura, alla quale devono invece far fronte le cappe di aspirazione. 

Per poter funzionare correttamente, queste devono di norma elaborare portate di estrazione dell'ordine di 600–800 m3/h, valori difficilmente raggiungibili dagli impianti di ventilazione e associati ad un livello di rumorosità e dispendio energetico non accettabile.