Qualità dell’aria interna e sostenibilità ambientale

arch. Cristina Carletti, arch. Sciurpi FabioDipartimento di Tecnologie dell’Architettura e Design

“Pierluigi Spadolini” – Università di Firenze

Lo sviluppo sostenibile

Le tematiche ambientali stanno guadagnando un ruolo decisamente di rilievo in riferimento ai target di sviluppo dell’ambiente antropizzato.

Lo sviluppo non può più prescindere da alcune priorità: preservare e riqualificare gli ambienti ove l’uomo interviene, proteggere la salute, preservare e ottimizzare lo sviluppo delle risorse energetiche rinnovabili, in una parola adottare uno sviluppo sostenibile.

La committenza richiede al progettista una maggiore attenzione verso la salvaguardia dell’ambiente e l’implementazione delle condizioni di comforte fruibilità degli spazi.

Il progettista, inteso come fornitore di un prodotto, non può prescindere dalla consapevolezza che la progettazione e la costruzione di edifici risulta essere un processo complesso, all’interno del quale, si opera in un sistema che tende alla qualità del prodotto finale.

Per gestire tale scenario non è più possibile fare riferimento ad una sola professionalità, ma occorre operare attraverso diverse figure specialistiche in campi specifici, dalla sociologia, alla economia, alla ingegneria, ecc. PROGETTAZIONE INTEGRATA

I principi di sostenibilità ambientale

La gestione di questo complesso sistema di relazioni deve passare attraverso la definizione di principi di sostenibilità ambientale.

PROTEZIONE E RIQUALIFICAZIONE DEL SITO su cui sorge il complesso; questa sensibilità verso l’ecosistema si traduce in una doppia linea di intervento: la protezione e riqualificazione dell’ecosistema e il rispetto delle caratteristiche orografiche e morfologiche dell’area.

PROTEZIONE DELLA SALUTE, intesa sia come valorizzazione delle potenzialità del microclima locale che come miglioramento della qualità ambientale degli edifici.

GESTIONE DELLE RISORSE tramite l'adozione di una politica consapevole che preservi le risorse disponibili (aria, acqua, suolo, materiali, energia) e mediante l’adozione di una politica energetica consapevole che massimizzi in primo luogo lo sfruttamento passivo delle risorse ma anche in maniera attiva l’utilizzo di fonti energetiche rinnovabili.

Sostenibilità e IAQ …….

Lo sviluppo sostenibile rappresenta una “forma di sviluppo non solo economico ma anche sociale dove la crescita economica avviene entro i limiti delle possibilità ecologiche degli ecosistemi e della loro capacità di soddisfare i bisogni delle generazioni future; si propone quindi di conciliare lo sviluppo economico con l’ambiente”.

La progettazione sostenibile dell’ambiente costruito non può piùprescindere dal considerare il problema della qualità dell’aria interna come prioritario.

La particolare attenzione che il progettista deve porre alla qualitàdell’aria interna viene richiesta sia dalle normative esistenti sia dalla committenza, sempre più attenta al miglioramento delle condizioni di comfort e fruibilità degli spazi interni.

Il problema della qualità dell’aria interna va considerato fin dalle prime fasi del progetto preliminare, definitivo ed esecutivo, e deve necessariamente coinvolgere tutte le fasi di progettazione, realizzazione, utilizzo e dismissione dell’edificio.

Benessere ambientale dell’individuo

Rappresenta la soddisfazione dell'utente nei confronti dell’ambiente indoor in cui si trova; è determinato da condizioni fisiologiche e psicologiche che sono funzione dei valori assunti da un insieme di grandezze fisiche (luce, temp., ecc.) relative all’ambiente. Ècondizionato da fattori ambientali esterni (clima, sito), fattori ambientali interni (tipo di edificio e gestione), fattori individuali soggettivi.

La sensazione di benessere è diversa da individuo a individuo e dipende dall’età, dal sesso, dallo stato fisico e psichico, dal metabolismo, dal periodo della giornata, dagli usi e abitudini, dalla propria sensibilità, ecc.; nella progettazione ci si riferisce ad una fascia rappresentativa (individuo medio sano nel corpo e nella mente).

La qualità ambientale in una edificio fa riferimento a classi differenti, seppure fortemente interrelate, di comfort ambientale, e cioè:

benessere termoigrometricobenessere respiratorio olfattivobenessere illuminotecnicobenessere acustico

……..

…….

Benessere termoigrometricoStato di neutralità termica, in cui il soggetto non sente né caldo né freddo.

Benessere respiratorio – olfattivo (Qualità dell'Aria Interna)Stato di soddisfazione degli occupanti l’ambiente confinato nei confronti dell'aria che respirano, in cui non sono presenti inquinanti in concentrazioni ritenute nocive per la salute dell’uomo (ASHRAE 62/1999).

Benessere illuminotecnicoPuò essere definito attraverso le condizioni che permettono all’occhio di svolgere nel modo migliore i diversi compiti (attività) che è chiamato ad assolvere (la visione generica, il rilievo dei contrasti di luminosità e di colore, la capacità di distinguere oggetti piccoli e lontani, la capacità di osservare oggetti in movimento e di consentire percezioni in tempi brevi).

Benessere acusticoCondizione psicofisica in corrispondenza della quale un individuo, in presenza di un campo di pressione sonora (rumore), dichiara di trovarsi un una situazione di benessere, tenuto conto anche della particolare attivitàche sta svolgendo.

I.A.Q. …… alcuni concetti di base

La qualità dell’aria che respiriamo è di fondamentale importanza ai fini del benessere e della salute delle persone negli ambienti confinati. A tal fine è importante che l’aria non sia inquinata

Inquinamento interno“Qualsiasi alterazione delle caratteristiche chimico fisiche e biologiche dell’aria, determinata sia da variazioni di concentrazione dei suoi normali costituenti sia e soprattutto, dalla presenza di sostanze estranee alla sua composizione normale in grado di determinare effetti di danno e/o molestia all’uomo”

(Ministero dell’Ambiente, 1991)

SORGENTI INTERNE

Breve storia ….…studio aria esternain seguito al manifestarsi di patologie correlate all’ambiente costruito, l’attenzione si è rivolta all’ambiente interno

Building Related Illness (BRI)vere malattie le cui cause sono correlate all’edificio (febbre da umidificatore, legionellosi, tumore dovuto al radon, ecc.)Sick Building Sindrome (SBS)insieme di sintomi generali (mal di testa, difficoltà di concentrazione, irritazione degli occhi, senso di malessere generale) che colpiscono la maggioranza delle persone che soggiornano in determinati edifici; i sintomi spariscono abbandonando l’edificio. Cause dovute ad un senso di insoddisfazione generalizzato dell’edificio cui concorrono fattori diversi (inquinamento dell’aria interna, condizioni microclimatiche, illuminazione, rumore, stress, ecc.)

studi hanno rilevato livelli di inquinamento interno >> esterno

Principali cause ….…

uso di nuovi materiali di derivazione chimica contenenti sostanze nocive

politiche di risparmio energetico

uso di prodotti che aumentano il carico inquinante (deodoranti, insetticidi, ecc.)

scarsa attenzione progettuale alle soluzioni tecnichediverse abitudini di vita delle persone, che tendono a trascurare le normali operazioni di pulizia

le persone passano l’80% del loro tempo in ambienti confinati

Principali effetti sull’uomo ….…

Funzione della concentrazione dell’inquinante e del tempo di esposizione dell’individuo

Effetti respiratori (asma, allergie, bronchiti,

infezioni)

Effetti sul sistema nervoso (emicranie)

Effetti irritativi su cute e mucose (laringiti,

congiuntiviti,eritemi)Effetti genotossici (alterazione delle cellule, cancro)

Effetti sensoriali (bruciore alla gola, lacrimazione, effetti neuropsichici)

Effetti sul sistema riproduttivo cardiovascolare,

gastrointestinale

Principali sorgenti degli inquinanti negli ambienti confinati

Componenti dell’edificio

Ambiente esterno

Attività degli occupanti

Inquinanti dell’aria indoor

… di natura chimica Biossido e monossido di carbonio (CO2 – CO)Biossido di azoto e di zolfo (NO2 – SO2)Ozono (O3)Composti Organici Volatili (VOC)Fumo di tabacco (ETS)Pesticidi…..

… di natura fisica Radiazioni ionizzanti: radonRadiazioni non ionizzantiFibre minerali artificiali (lana di vetro e roccia)Fibre minerali naturali (amianto) Polveri…..

… di natura microbiologica

Virus e batteriFunghi e muffePolliniAcari…..

Sistema di aspirazione polveri centralizzato

Unità di misura dell’inquinamento indoor

ppm = parti per milioneµµµµg/m3 = microgrammi su m3 di aria

CFU/m3 = unità formanti colonie per m3

Bq/m3 = bequerel su m3

fibre/litro

“la qualità dell’aria interna è considerata accettabile quando in essa non sono presenti contaminanti conosciuti in concentrazioni

dannose, secondo quanto stabilito dalle autorità competenti, e rispetto alla quale una notevole quantità di persone, almeno l’80%,

non esprime insoddisfazione”

Standard ASHRAE 62/99 “Ventilation for acceptable indoor air quality”

…. come si può definire l’accettabilità dell’aria interna?

La normativa: effetti sul comfort (indicativa)Report prENV 1752 “Ventilation for Buildings: Design Criteria for the Indoor Environment”

olfcapacità inquinante di una sorgente. Un olf rappresenta il tasso di sostanze inquinanti emesso da una persona normale (adulto, attività sedentaria, condizioni di benessere termico, standard igienico); tutte le sorgenti possono essere espresse in persone equivalenti.

decipolInquinamento dell’aria percepito dalle persone. Viene definito come l’inquinamento causato da una persona normale (1 olf) in un ambiente con ricambio d’aria di 10 l/s.

1 decipol

15%

D.P.R. 246/’93 – Direttiva CEE 89/106 “Prodotti da costruzione”Requisito igiene – salute – ambiente:

“L’edificio deve essere concepito e costruito in modo da non costituire una minaccia per l’igiene o la salute degli occupanti o dei vicini, causata, in particolare, dalla formazione di gas nocivi, dalla presenza nell’aria di particelle o di gas pericolosi, dall’emissione di radiazioni pericolose, dall’inquinamento o dalla contaminazione dell’acqua o del suolo, da difetti nell’evacuazione delle acque, dei fumi e dei residui solidi o liquidi, e dalla formazione di umidità in parti o sulle superfici interne dell’opera”Tale requisito si applica a tutti i prodotti da costruzione fabbricati al fine di essere incorporati o assemblati in modo permanente nell’edificio.

La normativa italiana: effetti sulla salute

Circ. Min. Sanità n. 57/’83Concentrazione massima ammissibile di Formaldeide: 0,1 ppmTale limite si applica sia alla nuova edilizia che a quella esistente.L. n. 257/92Concentrazione massima ammissibile di fibre di Amianto: assenteTale limite si applica sia alla nuova edilizia che a quella esistente.

Raccomandazione Euratom n. 143/90Concentrazione massima ammissibile di Radon

DPCM 23.04.92, DM n. 381/1998 Inquinamento elettromagnetico: Valori limite di campo elettrico e magnetico

Principali parametri e strumenti normativi per il controllo della qualità ambientale

R equisiti d i qualità am bienta le

R iferim enti norm ativi

R icam bi d ’aria , portate d ’aria esterna

D PR 14-01-1997 U N I 10339/1995

V elocità dell’aria C irc . M in . LL.PP . n°13011 del 22-11-1974 U N I 10339/1995

Filtraggio aria D PR 14-01-1997 U N I 10339/1995

Ind ici affollam ento (persone/m 2)

U N I 10339/1995

Q ualità dell’aria indoor (in tesa com e presenza d i contam inanti indoor)

D .P .R . 21 A prile 1993 n . 246 D .P .C .M . 23 /04 /92 D M 10/09 /98 n° 381 C irc . M in . San . 25 .11 .91 n . 23 A SH R A E Std 62-1999 C irc . M in . San ità n . 57 /83 R acc. E uratom 143 del 21-2-1990 D . Lgs. n°241 del 26-5-2000

Standard per il controllo della qualità dell’aria indoor

Materiali e prodotti per l’edilizia

Riutilizzabili, riciclabili o smaltibili senza causare alti impatti ambientali

Durevoli ed idonei all’applicazioneNon pericolosi in caso di incendio

Applicabili con tecniche sicure per i lavoratori

Prodotti con poco dispendio di energiaPrivi di sostanze tossiche ed inquinanti; salubri e sicuri per gli occupanti

Ottenuti da materie prime rigenerabili

La loro produzione e lavorazione non deve comportare rischi per l’ambiente e per i lavoratori

Materiali ecocompatibili - Requisiti

Rilasciando direttamente sostanze pericolose (VOC, Radon, ecc.);Adsorbendo e poi rilasciando sostanze presenti nell’aria e derivanti da altre sostanze;Favorendo l’accumulo di sporco e la crescita di microrganismi;Emissione dipende dal materiale stesso (età, superficie emittente, stoccaggio, materiale naturale o artificiale, ecc.), da fattori ambientali, dalla posizione del materiale e dalle modalità di posa in opera.

Materiali ecocompatibiliNon esistono materiali che rispondano contemporaneamente a tutte queste caratteristiche, quindi la scelta va fatta in base alle priorità che si vogliono avere!!Difficile scelta in quanto dati poco sicuri!!

CERTIFICAZIONE

“Ecolabel” – marchio di qualità ecologica europeo (Reg. 880/92)“Blauer Engel” – Germania (1978); “NF Environnement” – Francia (1992); “Baume” – Austria (1994); “Ecomark” – Giappone (1988)“Ecocerto” - Italia (1994) - solo per prodotti da costruzione e impianti degli edifici

Ciclo di vita dei materiali

Impatto sull’ambiente e sulla salute delle persone in ogni faseLa durata di ogni fase dipende dal tipo di materiale

Materiali più usati in bioedilizia ….

Laterizio Argilla abbondante in tutte le regioniTrasporti “brevi”Elevate qualità fisico – tecnicheRiciclabile per sottofondi di strade, come inerteSmaltibile in discariche per inerti

Terra cruda Argilla e sabbia impastate ed essiccateUso di paglia come inertePer piccoli o grandi elementiUso dell’argilla del postoElevate qualità fisico – tecnicheBasso consumo di energiaNo problemi per lo smaltimento

Legno Materiale naturale, riciclabileFacile lavorazioneLa produzione non comporta notevole dispendio di energia

né emissioni nociveNecessita di trattamenti antiparassitari Sali di boro

….

….Sughero Granulato o a pannelli

Materiale rigenerabileResina stessa che si produce

riscaldando il sughero a 380°C e poi pressandolo usata come legante

Attenzione a umidità permanenteRiciclabile senza problemi di

smaltimento

Trucioli + legante (gesso)Rigidi e facilmente lavorabiliElevate qualità fisico–tecnicheNon riutilizzabili ma smaltibili

in discaricaEmissioni non note

ImportatoRiciclabile e smaltibile

Trucioli di legno demineralizzati

Fibra di cocco (lana)

BiodegradabilePuò essere incenerito Infiammabile protetto (intonacato, ecc.)

Canna

Isolamento in intercapedinicon pannelli in sughero

1. Pilastro

2. Cordolo

3. Muro esterno

4. Parete interna

5. Sughero

6. Rete in fibra di vetro

7. Sughero 1cm

8. Intonaco esterno

9. Tubazioni (già fasciate)

10. Sottofondo pavim.

11. Cls. alleggerito con granuli di prodotto a base di sughero

1. Finitura

2. Rasatura

3. Rete in fibra di vetro

4. Sughero

5. Pasta adesiva traspirante

6. Intonaco esterno

7. Muro esterno

8. Cordolo solaio

9. Tubazioni (già fasciate)

10. Sottofondo pavim.

11. Cls. alleggerito con granuli di prodotto a base di sughero

Isolamento a cappotto esterno con pannelli in sughero

Verifica in opera dell’inquinamento indoor

Classificazione delle strumentazioni:

- Strumenti di misura attivi- Strumenti di misura passivi- Analizzatori- Collettori- Portatili- Fissi

Verifica in opera dell’inquinamento indoor

Pianificazione della strategia di monitoraggio ambientale:

- inquinante /classe di inquinanti- obiettivo della misura- dinamica ambiente indoor- parametri che definiscono le condizioni ambientali interne- condizioni di prova - caratteristiche della fonte inquinante- luogo della prova e posizionamento del set di strumenti- periodo- durata- frequenza campionamento- assicurazione qualità

Valutazione del comfort termoigrometrico in opera

Esempi di sonde per la misura del comfort termoigrometrico e degli indici di comfort

Tmr - UR

To

Tr

va

Strategie di controllo della iaq

Le strategie di bonifica si possono suddividere in due grandi categorie:- tecniche che intervengono sulla fonte inquinante;- tecniche che intervengono sull’aria ambiente.

Fra le prime si ricordano: la rimozione della fonte, il suo confinamento, l’esalazione localizzata, il trattamento della fonte (incapsulamento), la modifica d’uso

Fra le seconde si ricorda il controllo della ventilazione degli ambienti ed il condizionamento ambientale nonchél’adozione di appropriate tecniche di filtrazione dell’aria.

Esempio di incapsulamento di copertura in cemento - amianto

VENTILAZIONE COME REQUISITO FONDAMENTALE NEL PROGETTO DI TUTTI GLI EDIFICI:

- per il controllo della qualità dell’aria interna;

- per il benessere interno, specialmente nelle stagioni intermedie e durante l’estate;

- in contrasto con le esigenze di risparmio energetico;

- con i vincoli dettati dalla necessità di integrazione dei sistemi di ventilazione nel progetto architettonico;

UNI 7979, 1979UNI 7979, 1979

Metodi di prova delle finestre. Prove di permeabilità all’aria

Metodi di prova delle finestre. Prove di permeabilità all’aria

UNI-EN 42, 1975UNI-EN 42, 1975

Impianti aeraulici ai fini di benessere. Generalità, classificazione e requisiti. Regole per l’offerta, l’ordine e la fornitura

UNI 10339, 1995

Ventilation for acceptable indoor air qualityASHRAE 62, 1999

Thermal environmental conditions for human occupancy

ASHRAE 55, 1996

Ambienti termici moderati – Determinazione degli indici PMV e PPD e specifiche per le condizioni di benessere termico

UNI-EN-ISO 7730, 1997

alcune normative relativa alla ventilazione naturale e controllata

Sistema di ventilazione per abitazione individuale….

nel dettaglio…….

……e per un condominio

Sistema di ventilazione con recupero di calore

……un esempio di bocchette di estrazione

15 cm

……e di immissione: su infisso, su cassonetto e su muro

Foro: circa 170 x 12

autoregolabile

igroregolabile

Requisiti Impianto HVAC

Per ciascun impianto HVAC devono essere verificate particolari prestazioni relative ai seguenti componenti:

Presa d’aria esterna (p.a.e.) e bocca di espulsione:Condotte dell’ariaCentrale di trattamento aria Umidificazione /deumidificazioneSistemi di filtrazione dell’ariaRecuperatori di caloreAttenuatori acustici Bocchette di ripresa dell’aria