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Controllo sistemi di ventilazione meccanica controllata (VMC)

REDUCE RADON CONCENTRATION LEVEL THROUGH HEAT RECOVERY VENTILATORS (HRV)

Reza Hosseini, PhD - Managing Director at RadonMarket, R&D Manager & NRPP MFM Certified Radon Professional at Niton srl

Negli ultimi anni l'interesse per la qualità dell'aria indoor è in continua crescita. In molti casi la qualità dell'aria indoor può essere migliorata aumentando i ricambi d’aria con l’esterno. I moderni sistemi di ventilazione meccanica controllata (VMC) come gli scambiatori d’aria a recupero di calore (Heat Recovery Ventilators, HRV) possono aumentare l'attuale tasso di ventilazione naturale di un edificio senza comprometterne l’efficienza energetica. HRV è un sistema che utilizza il calore nell'aria viziata di scarico per preriscaldare l'aria fresca in entrata. Questa tecnica riduce l'energia necessaria per portare l'aria esterna alla temperatura ambiente; quindi, consente di migliorare la qualità dell’aria senza incidere sulle bollette del riscaldamento. L'intervallo di efficienza tipico degli HRV va dal 55% al 75%, ma alcuni modelli performanti raggiungono efficienze  nominali di oltre il 90%.

In questo numero di RadonMarket Mag esamineremo come gli HRV possono ridurre la concentrazione di Radon all’interno di un locale. Nello specifico, vedremo come calcolare il volume d'aria necessario ad un sistema HRV per ridurre la concentrazione di Radon ad un certo livello desiderato e conseguentemente scegliere il sistema HRV con le corrette specifiche.

Prima di iniziare, dobbiamo sapere cosa sono i ricambi d'aria ora. Per ricambio d’aria ora si intende rapporto tra il volume d'aria ricambiato in un ora e il volume dell'ambiente, indipendentemente dal fatto che l’aria sia scambiata naturalmente o con l'aiuto di un ventilatore meccanico. L’unità di misura è il vol./h ed è calcolato mediante questa formula:

Per esempio. Se in un ambiente di 250 metri cubi (corrispondenti ad una superficie di 80 metri quadri per un’altezza di 3 metri), 75 metri cubi entrano ed escono dallo stesso ogni ora (75 m3/h), il ricambio aria ora è pari a:

Ad eccezione dei Paesi dell'Europa settentrionale, negli altri Paesi Europei i ricambi d’aria negli edifici sono comunemente prodotti dalla ventilazione naturale. Pertanto nei nostri calcoli consiederemo i valori di ricambi d’aria ora forniti dalla ventilazione naturale. In effetti gli edifici non sono “stagni” ma presentano delle “perdite” attraverso le quali avvengono degli scambi tra l’aria interna e quella esterna.

Normalmente gli edifice hanno un numero di ricambi aria ora naturali inferiore a 1 (tipicamente tra 0,1 e 0,3). In virtù delle nuove regole sull’efficientamento energetico degli edifici, le case più nuove hanno un numero di ricambi d’aria ora inferiore a quanto è possibile riscontrare nelle case più vecchie. Tuttavia si può affermare che "edifici ad alta efficienza energetica non sono la causa di concentrazioni elevate di Radon". Infatti nei nuovi edifici possono essere installati scambiatori d’aria a recupero di calore e previsti sistemi di prevenzione passivi per il Radon (che non richiedono l’impiego di alimentazione elettrica per funzionare), assolutamente compatibili con gli standard di efficientamento energetico previsti.

Dopo questa doverosa introduzione, siamo pronti a parlare di come ridurre il livello di Radon utilizzando gli scambiatori d’aria a recupero di calore. Il primo passo è misurare l'attuale concentrazione di Radon della casa. Partiamo dal presupposto che il livello di Radon sia costante in tutta la casa, anche se la stessa è su più piani e la misurazione è stata eseguita solo al livello più basso. Questo è un presupposto conservativo che semplifica anche i nostri calcoli.

Successivamente, dobbiamo conoscere i ricambi d’aria ora naturali. Anziché misurare il volume di aria scambiata in condizioni normali, è possibile utilizzare un particolare test chiamato “Blower-Door-Test” in cui si utilizza una ventola che deve generare una depressione di 50 pascal all’interno dell’edificio; non entreremo in dettaglio su come deve essere eseguito questo test, ma è possibile trovare maggiori informazioni a questo link.

Un altro metodo per stimare i ricambi d’aria ora naturali è quello di fare delle ipotesi. Queste ipotesi possono essere fatte o basandosi sulla tenuta, l'età e le condizioni effettive dell’edificio o, in modo più conservativo, basandosi su valori standard minimi codificati. La tabella seguente riassume gli standard / regolamenti relativi ai ricambi d’aria ora interni di un edificio per alcuni paesi europei.

L’ultimo passo è il calcolo della portata che deve avere il nostro scambiatore d’aria per diminuire la concentrazione di attività di Radon al valore desiderato. E’ possibile utilizzare la seguente formula

Dove,  è la concentrazione media di attività di Radon che è stata Misurata nell’edificio,  è la concentrazione media di attività di Radon che si vuole ottenere,  è il numero di ricambi d’aria naturali ora e  si riferisce al volume dell’intero edificio.

 

PaeseRicambi d’aria oraStandard/Normativa
Czech Rep.0.5 vol./hCSN 73 4301 Residential Buildings,
CSN 73 0540 Thermal protection of Buildings
Denmark0.5 /hDS 418:2002
Finland> 0.4 /h

General rule: Outdoor air flow should be at least 0.35 l/s.m2 (1.26 m3/h.m2).

NBC e D2
FranceMin airflow for dwellings, according to the number of habitable rooms (R).
1 R: 105 m3/h
2 R: 120 m3/h
3 R: 150 m3/h
4 R: 165 m3/h
5 R: 210 m3/h
6 R: 210 m3/h
7 R: 210 m3/h
Arreté du 24.3.82
Germany<50 m2 up to 2 occupants:
Nat. vent: 60 m3/h Mech. vent: 60 m3/h
50-80 m2 up to 4 occupants:
Nat. vent: 90 m3/h Mech. vent: 120 m3/h
>80 m2 up to 6 occupants:
Nat. vent: 120 m3/h Mech. vent: 180 m3/h
DIN 1946 Part 6,

DIN 18017,
VDI 2088

GreeceDetached houses, Estimated 5 persons/100 m2 of floor area.
Block of Flats, Estimated 7 persons/100 m2 of floor area.
Greek Legislative Framework Document
ItalyPer gli edifici residenziali si assume un tasso di ricambio d'aria pari a 0,3 vol/hUNI/TS 11300-1
Netherlands300 m3/hBuilding Decree
NorwayNot less than 0.5 /hNorwegian Building Code
SwedenRequirements: Rooms shall have continuous 0.35 l/s/m2 floor area (1.26 m3/h/m2) when in use; This corresponds to 0.5 /h in a room with height 2.5 m.Swedish Building RegulationsBBR94
Switzerland12-15 m3/h/person (non-smoking, max CO2 1500 ppm). 30-70 m3/h/person (smoking). 25-30 m3/h/person (non-smoking, max CO2 1000 ppm). Air change rate in unoccupied rooms more than 0.3 /hSIA 180, 1988,
SIA 382, 1992

Sources: 1-UNI/TS 11300-1 | 2-International Energy Agency, Annitated Bibliography 13, review of Literature Related to Residential Ventilation Requirements, 2007 | 3-Ventilation in European dwellings: A review, 2011, doi: 10.1016/j.buildenv.2011.07.016

Ecco un esempio: consideriamo un edificio in Italia caratterizzato da 0,3 ricambi d’aria naturali ora (abbiamo considerato il caso conservativo tra quelli previsti nella tabella 1) è una concentrazione media di attività di Radon misurata nel lungo periodo pari a 300 Bq/m3. Se il volume dell’edificio è pari a 750 m3, vogliamo determinare la portata che deve avere il nostro scambiatore d’aria per ridurre la concentrazione media di attività di radon fino a 100 Bq/m3.

Significa che lo scambiatore d’aria dovrebbe fornire almeno 450 m3 di aria fresca all'ora per ridurre il livello di radon da 300 a 100 Bq/m3. In altre parole, lo scambiatore d’aria (o il totale degli scambiatori d’aria installati) dovrebbe avere una capacità del flusso d'aria uguale o superiore a 450 m3/h.

Se non ti piace fare i conti, non preoccuparti! Abbiamo preparato per te una funzione di calcolo all'interno della nostra app (AppoRad). Puoi trovare maggiori informazioni su questo strumento alla fine di questo numero di RadonMarket Mag. AppoRad è scaricabile gratuitamente per dispositive iOS e Android, o dal we cliccando su questo link.

Infine alcuni suggerimenti in più sull'uso degli scambiatori d’aria per ridurre il livello di Radon.
- Gli scambiatori d’aria sono appropriati quando i livelli sono relativamente bassi, in particolate tra 150 e 300 Bq/m3 o come tecnica supplementare alla depressurizzazione attiva del suolo sotto l’edificio.
- Per garantire che il sistema non crei pressione negativa all'interno dell'edificio, con l’effetto di aumentare i livelli di Radon il flusso d'aria in entrata e in uscita deve essere correttamente bilanciato!
- Una sostituzione periodica del filtro e una pulizia del canale di ingresso sono necessarie per mantenere un flusso d'aria equilibrato.
- Sia le prese d'aria interne che esterne e le prese d'aria di scarico dovrebbero essere coperte con una schermatura per impedire l'ingresso di animali o detriti.