Il backdrafting può causare problemi di comfort e IAQ
Le persone trascorrono la maggior parte del loro tempo in residenze (Klepeis et al. 2001), rendendo la qualità dell'aria interna una preoccupazione crescente. È stato ampiamente riconosciuto che il carico sanitario dell'aria interna è significativo (Edwards et al. 2001; de Oliveira et al.2004; Weisel et al. 2005). Gli attuali standard di ventilazione sono fissati per proteggere la salute e fornire comfort ai residenti, ma la maggior parte si basa molto sul giudizio tecnico a causa dell'esistenza limitata di giustificazioni scientifiche. Questa sezione descrive i metodi attuali e potenziali per stimare le portate richieste per la ventilazione e fornisce una panoramica degli importanti standard esistenti.
EFFLUENTI UMANI E ANIDRIDE CARBONICA
Pettenkofer Zahl basi per standard di ventilazione
La sudorazione sembra essere la principale fonte di odore corporeo che determina la qualità dell'aria interna percepita (Gids and Wouters, 2008). Gli odori creano disagio, poiché la buona qualità dell'aria è spesso percepita come assenza di odore. In molti casi gli occupanti si abituano a odori che possono essere ben percepiti da qualcuno che entra nella stanza. Il giudizio di un gruppo di test in visita (Fanger et al. 1988) può essere utilizzato per valutare l'intensità dell'odore.
L'anidride carbonica (CO2) non è un importante fattore di salute per l'esposizione all'aria interna nelle residenze. La CO2 è un marcatore per i bioeffluenti delle persone e può essere correlata al fastidio dell'odore. La CO2 è stata la base per quasi tutti i requisiti di ventilazione negli edifici sin dai lavori di Pettenkofer (1858). Riconobbe che mentre la CO2 era innocua a livelli interni normali e non rilevabile dalle persone, era un inquinante misurabile attorno al quale potevano essere progettati gli standard di ventilazione. Da questo studio, ha proposto il cosiddetto "PettekoferZahl" di 1000 ppm come livello massimo di CO2 per prevenire gli odori dagli effluenti umani. Ha assunto una concentrazione esterna di circa 500 ppm. Ha consigliato di limitare la differenza di CO2 tra interno ed esterno a 500 ppm. Ciò equivale a una portata per un adulto di circa 10 dm3/s a persona. Questa quantità è ancora la base dei requisiti di ventilazione in molti paesi. Successivamente Yaglou (1937), Bouwman (1983), Cain (1983) e Fanger (1988) condussero ulteriori ricerche su un approccio di ventilazione basato sull'"odore fastidioso" basato sulla CO2 come marker.
Limiti di CO2 generalmente utilizzati negli spazi (Gids 2011)
Tabella: limiti di CO2 generalmente utilizzati negli spazi (Gids 2011)
Uno studio recente indica che la stessa CO2 potrebbe influenzare le prestazioni cognitive delle persone (Satish et al. 2012). Nel caso in cui le prestazioni delle persone siano il parametro più importante in ambienti come aule, aule e in alcuni casi anche uffici, i livelli di CO2 dovrebbero determinare il livello di ventilazione piuttosto che il fastidio e/o il comfort. Al fine di sviluppare standard basati sulla CO2 per le prestazioni cognitive, dovrebbe essere stabilito un livello accettabile di esposizione. Sulla base di questo studio, il mantenimento di un livello di circa 1000 ppm non sembra avere alcun impatto sulle prestazioni (Satish et al. 2012)
BASE PER I FUTURI STANDARD DI VENTILAZIONE
VENTILAZIONE PER LA SALUTE
Gli inquinanti vengono emessi o entrano nello spazio dove gli occupanti li inalano. La ventilazione fornisce un'opzione per rimuovere gli inquinanti per ridurre l'esposizione rimuovendo gli inquinanti alla fonte, come con le cappe da cucina, o diluendo l'aria in casa attraverso la ventilazione dell'intera casa. La ventilazione non è l'unica opzione di controllo per ridurre le esposizioni e potrebbe non essere lo strumento giusto in molte situazioni.
Al fine di progettare una strategia di ventilazione o di controllo degli inquinanti basata sulla salute, deve esserci una chiara comprensione degli inquinanti da controllare, delle fonti interne e dei punti di forza della fonte di tali inquinanti e dei livelli accettabili di esposizione in casa. Un'azione collaborativa europea ha sviluppato un metodo per determinare il fabbisogno di ventilazione per ottenere una buona qualità dell'aria interna in funzione di questi inquinanti (Bienfait et al. 1992).
Gli inquinanti più importanti negli ambienti chiusi
Gli inquinanti che sembrano guidare i rischi cronici per la salute associati all'esposizione all'aria interna sono:
• Particelle fini (PM2,5)
• Fumo di tabacco di seconda mano (SHS)
• Radon
• Ozono
• Formaldeide
• Acroleina
• Inquinanti legati a muffa/umidità
Attualmente non ci sono dati sufficienti sui punti di forza della fonte e sui contributi specifici della fonte all'esposizione nelle case per progettare uno standard di ventilazione basato sulla salute. C'è una significativa variabilità nelle caratteristiche della sorgente da casa a casa e il tasso di ventilazione appropriato per una casa potrebbe dover tenere in considerazione le fonti interne e il comportamento degli occupanti. Questa è un'area di ricerca in corso. I futuri standard di ventilazione possono fare affidamento sui risultati sanitari per stabilire tassi di ventilazione sufficienti.
VENTILAZIONE PER IL COMFORT
Come descritto sopra, gli odori possono svolgere un ruolo importante nel comfort e nel benessere. Un altro aspetto del comfort è il comfort termico. La ventilazione può inuenzare il comfort termico trasportando refrigerati,
aria riscaldata, umidificata o essiccata. La turbolenza e la velocità dell'aria provocate dalla ventilazione possono influenzare il comfort termico percepito. Elevati tassi di infiltrazione o ricambio d'aria possono creare disagio (Liddament 1996).
Il calcolo dei tassi di ventilazione necessari per il comfort e la salute richiede approcci diversi. La ventilazione per il comfort si basa principalmente sulla riduzione degli odori e sul controllo della temperatura/umidità, mentre per la salute la strategia si basa sulla riduzione delle esposizioni. Una proposta delle linee guida per l'azione concertata (CEC 1992) è di calcolare separatamente il tasso di ventilazione necessario per il comfort e la salute. Per la progettazione dovrebbe essere utilizzata la massima velocità di ventilazione.
STANDARD DI VENTILAZIONE ESISTENTI
NORME DI VENTILAZIONE DEGLI STATI UNITI: ASHRAE 62.2
Lo standard 62.2 dell'American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineer (ASHRAE) è lo standard di ventilazione residenziale più ampiamente accettato negli Stati Uniti. ASHRAE ha sviluppato lo Standard 62.2 "Ventilazione e qualità dell'aria interna accettabile negli edifici residenziali a pochi piani" per affrontare i problemi della qualità dell'aria interna (IAQ) (ASHRAE 2010). ASHRAE 62.2 è ora richiesto in alcuni codici edilizi, come il Titolo 24 della California, ed è considerato uno standard di pratica in molti programmi di efficienza energetica e da organizzazioni che formano e certificano appaltatori di prestazioni domestiche. Lo standard specifica un tasso complessivo di ventilazione dell'aria esterna a livello di residenza in funzione dell'area del pavimento (un surrogato delle emissioni di materiale) e del numero di camere da letto (un surrogato delle emissioni relative agli occupanti) e richiede ventilatori per il bagno e la cucina. Il focus dello standard generalmente è considerato il tasso di ventilazione complessivo. Questa enfasi è stata basata sull'idea che i rischi all'interno sono guidati da fonti continuamente emesse e distribuite come la formaldeide dagli arredi e dai bioeffluenti (compresi gli odori) dagli esseri umani. Il livello richiesto di ventilazione meccanica dell'intera residenza si basava sul miglior giudizio degli esperti del settore, ma non si basava su alcuna analisi delle concentrazioni di inquinanti chimici o altri problemi specifici per la salute.
NORME EUROPEE DI VENTILAZIONE
Esistono diversi standard di ventilazione in vari paesi europei. Dimitroulopoulou (2012) fornisce una panoramica degli standard esistenti in formato tabellare per 14 paesi (Belgio, Repubblica Ceca, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Grecia, Italia, Paesi Bassi, Norvegia, Portogallo, Svezia, Svizzera, Regno Unito) insieme a un descrizione degli studi di modellizzazione e misurazione effettuati in ciascun paese. Tutti i paesi hanno specificato i tassi di flusso per l'intera casa o per stanze specifiche della casa. Il flusso d'aria era specificato in almeno uno standard per le seguenti stanze: soggiorno, camera da letto, cucina, bagno, toilette La maggior parte degli standard specificava il flusso d'aria solo per un sottoinsieme di stanze.
La base per i requisiti di ventilazione varia da paese a paese con requisiti basati su numero di persone, superficie del pavimento, numero di stanze, tipo di stanza, tipo di unità o una combinazione di questi ingressi. Brelih e Olli (2011) hanno aggregato gli standard di ventilazione per 16 paesi in Europa (Bulgaria, Repubblica Ceca, Germania, Finlandia, Francia, Grecia, Ungheria, Italia, Lituania, Paesi Bassi, Norvegia, Polonia, Portogallo, Romania, Slovenia, Regno Unito). Hanno usato una serie di case standard per confrontare i tassi di cambio dell'aria (AER) risultanti calcolati da questi standard. Hanno confrontato le portate d'aria richieste per l'intera casa e la ventilazione delle attività. I tassi di ventilazione richiesti per l'intera casa variavano da 0,23-1,21 ACH con valori più alti nei Paesi Bassi e più bassi in Bulgaria.
I tassi minimi di scarico della cappa variavano da 5,6 a 41,7 dm3/s.
I tassi minimi di scarico dai servizi igienici variavano da 4,2-15 dm3/s.
I tassi minimi di scarico dai bagni variavano da 4,2 a 21,7 dm3/s.
Sembra esserci un consenso standard tra la maggior parte degli standard sul fatto che sia richiesto un tasso di ventilazione dell'intera casa con livelli aggiuntivi di ventilazione più elevati per le stanze in cui possono verificarsi attività che emettono sostanze inquinanti, come cucine e bagni, o dove le persone trascorrono la maggior parte del loro tempo, come come soggiorni e camere da letto.
STANDARD IN PRATICA
La nuova costruzione della casa è apparentemente costruita per soddisfare i requisiti specificati nel paese in cui è costruita la casa. Vengono selezionati dispositivi di ventilazione che soddisfano le portate richieste. Le portate possono essere influenzate da più del solo dispositivo selezionato. La contropressione dallo sfiato collegato a una determinata ventola, l'installazione errata e i filtri intasati possono causare un calo delle prestazioni della ventola. Attualmente non vi è alcun obbligo di messa in servizio né negli standard statunitensi né in quelli europei. La messa in servizio è obbligatoria in Svezia dal 1991. La messa in servizio è il processo di misurazione delle prestazioni effettive dell'edificio per determinare se soddisfano i requisiti (Stratton e Wray 2013). La messa in servizio richiede risorse aggiuntive e può essere considerata proibitiva in termini di costi. A causa della mancata messa in servizio, i ussi effettivi potrebbero non soddisfare i valori prescritti o progettati. Stratton et al (2012) hanno misurato i tassi di flusso in 15 case della California, negli Stati Uniti, e hanno scoperto che solo 1 soddisfaceva completamente lo standard ASHRAE 62.2. Le misurazioni in tutta Europa hanno anche indicato che molte case non soddisfano gli standard prescritti (Dimitroulopoulou 2012). La messa in servizio dovrebbe potenzialmente essere aggiunta agli standard esistenti per garantire la conformità nelle case.
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