Ventilazione meccanica nella case moderne

Gli idraulici e gli installatori di impianti di ventilazione controllata con cui mi confronto giornalmente lavorano prevalentemente nella parte Ovest di Vicenza e nella parte Est e sud-est di Verona. Questo continuo confronto, e l'esperienza in cantiere, mi da la possibilità di raccontarti in concreto - in questo articolo - come funziona e come progettare la ventilazione meccanica controllata. 

Ti spiegherò, prima, i motivi per cui è necessario pensare ad un ricambio d'aria forzato all'interno di un moderno edificio. Quindi vedremo assieme i vantaggi che l'areazione forzata ti regalerà, come quello di poter avere "aria condizionata gratis" in certi giorni dell'anno. Dopodiché vedremo come e dove installare le bocchette di ricambio aria. 

Ventilazione meccanica e classe energetica

A Vicenza e a Verona - come in altre parti del Veneto - sta emergendo con forza una cultura sempre più attenta al risparmio energetico.

Questa attenzione si concretizza in involucri delle abitazioni sempre più performanti, magari grazie ai rivestimenti con cappotti termici.

Ma a Vicenza e Verona abbiamo un clima umido, sia d'estate che d'inverno, per cui oltre alle performance in termini di temperatura è necessario pensare alla presenza di umidità all'interno dell'abitazione e ad altri fattori, che vedremo qui di seguito, e che rendono importantissima la ventilazione meccanica controllata che permette l'aerazione forzata in casa.

L'edilizia evolve: ventilazione e ricambio d'aria forzato

La nuova edilizia, affermatasi negli ultimi anni, ha dei protocolli di isolamento molto più elevati rispetto a quelli precedenti. Le nuove abitazioni, così costruite, consentono di risparmiare molto sia d'estate che d'inverno. Ma queste già elevatissime performance odierne sono destinate a crescere ulteriormente con l'entrata in vigore della direttiva europea 31/2010.

A partire dal 1° gennaio 2021 tutte le nuove costruzioni (anche gli edifici privati) dovranno essere costruiti con un consumo di energia quasi zero. Questi edifici sono conosciuti come NZEb (nearly zero energy building).
Alcune regioni, come la Lombardia e l'Emilia Romagna hanno anticipato l'entrata in vigore della normativa e di recente sono stati terminati i primi edifici NZEB.

I criteri, per la progettazione di questi edifici, pretendono: materiali ben specifici ed un minimo dispendio energetico che viene valutato sia nel periodo estivo che invernale. 

Isolamento e mancanza di aerazione = muffa

Edifici molto isolati significa, quindi, scarso ricambio d'aria, difficoltà nell'eliminazione dell'umidità che si crea all'interno e quindi formazione di muffe, specialmente negli angoli.

Questo problema non è difficile da risolvere: occorre prevedere una ventilazione, naturale o meccanica, in grado di far entrare aria ricca di ossigeno e smaltire l'aria viziata o ricca di umidità. Insomma un sistema di aerazione di casa meccanico ed automatico. 

La ventilazione consente di migliorare il microclima interno, quindi più salute per gli abitanti ed anche maggiore salubrità (e durata) dell'edificio e delle sue parti. 

Ricircolo aria: la ventilazione meccanica controllata

Per mantenere una buona qualità dell'aria - se non hai l'aerazione meccanica - dovresti aprire le finestre per circa 7 minuti ogni ora.

Questo oltre ad essere difficile da fare, tutti noi siamo a scuola o al lavoro, è anche anticonveniente in inverno perchè fa fuoriuscire il calore.

Il sistema di ventilazione meccanica controllata supplisce a questo deficit facendo uscire l'aria inquinata e consentendo di far entrare aria ossigenata, filtrata e ad una temperatura molto vicina a quella dell'ambiente interno. 

Il vantaggio della ventilazione controllata sta proprio nella possibilità di scambiare il flusso SENZA perdere temperatura. 

Sick Building Sindrome e VMC

L'aria all'interno delle abitazioni è molto inquinata.

Non è questa la sede per approfondire questo tema, complesso e che coinvolge molti aspetti costruttivi ma rimane il fatto che all'interno dell'abitazione noi respiriamo un'aria che è, spesso, più inquinata di quella esterna.

Ne respiriamo tanta, circa 12.000 litri al giorno.

Se l'aria non viene filtrata, se non c'è un sistema di areazione forzata tramite una VMC (ventilazione meccanica controllata), rischiamo di respirare aria insalubre. 

Troppa umidità da mancata aerazione casa

Se pensiamo che due persone in una normale camera da letto, chiusa, portano il livello di umidità dal 40% a quasi il 100% in poco più di 4 ore si può ben capire quanto sia importante far fuoriuscire l'umidità dalle abitazioni.
In bagno o in cucina il problema si pone in modo anche maggiore per il vapore provocato da una doccia o dalla cottura dei cibi.

Due persone, in una normale camera da letto, portano il livello di umidità dal 40% a quasi il 100% in 4 ore

Con una percentuale di umidità che supera l'80% il clima diventa afoso e quasi invivibile.
Con una percentuale inferiore al 40% subentra il mal di gola da eccessiva secchezza.

L'umidità ottimale è quella del 50% sia per le persone che per una maggior durata degli elementi che compongono l'immobile, pensiamo ai pavimenti in legno o ai travi per cui la prescrizione è di una umidità compresa tra il 45 ed il 60%.
Un corretto ricircolo dell'aria può mantenere la percentuale di umidità attorno al 50%.
 

Umidità di risalita

Tra le altre fonti di umidità all'interno dell'abitazione va considerata anche l'umidità che si infiltra e risale dal terreno. Può essere modesta e difficilmente dare sintomi, oppure essere più grave e provocare fenomeni di efflorescenza nelle pareti fino anche al distacco dell'intonaco.

Ventilazione meccanica e Anidride Carbonica

Anche l'anidride carbonica, che produciamo respirando, contribuisce al malessere all'interno dell'abitazione: un'eccessiva quantità di CO2 ed una scarsa quantità di ossigeno ci crea stanchezza, calo di attenzione, il nostro cervello va in difetto di ossigeno e cominciamo a sbadigliare.

Anche in questo caso un corretto ricambio dell'aria evita questi effetti nocivi. 

La ventilazione forzata: come funziona 

Due premesse per semplificare i concetti:

• L'aria si comporta come l'acqua: sceglie sempre la via più facile ed aumenta la velocità se si restringe il canale. Se in idraulica per muovere l'acqua si utilizzano le pompe, in aeraulica si utilizzano i ventilatori.
• Come per i liquidi, vale la regola che se prelevo aria da un ambiente devo anche immetterla in modo che la quantità presente rimanga in equilibrio. 

Ho fatto queste premesse perché troverai in commercio unità di ventilazione meccaniche economiche, che si limitano ad estrarre l'aria da ogni stanza ed a farla fuoriuscire dalla casa.
Ma in questo caso si genererà un ingresso di aria da spifferi e fessure e, durante l'inverno, si tratterà di aria fredda. Quindi sto spendendo per "buttare via energia" sotto forma di aria calda. Non è così che si progetta un corretta sistema di aerazione in casa. 

Ventilazione forzata e recuperatore di calore

Mentre, come dicevamo, una corretta ventilazione meccanica deve prevedere il recupero del calore.

Proviamo a spiegare il recupero del calore con un esempio:
supponiamo che la temperatura all'interno della casa sia di 22 °C e che all'esterno la temperatura sia di - 10 ° C.
In questo caso l'aria (carica di CO2, inquinanti, umidità) verrà espulsa passando per lo scambiatore e altrettanta aria verrà immessa in ambiente.

Anche questa passerà attraverso lo scambiatore incrociando il flusso caldo (ma senza che i due flussi si tocchino) e la temperatura dell'aria passerà dai  -10 °C a circa 18 °C. Il calore estromesso dallo scambiatore d'aria è quasi interamente recuperato.

Se, per fare la stessa operazione di ricambio d'aria, tu aprissi le finestre l'aria entrerebbe a -10 °C. Mentre, grazie appunto alla ventilazione meccanica, l'aria entra a 18 °C e tu non "butti via calore". 
 

In fondo all'articolo, piccola guida per una buona ventilazione meccanica nella tua casa.

I filtri dello scambiatore aria per gli inquinanti

Visto che possiamo regolare l'immissione di aria in ambiente ha senso anche filtrarla in modo che non vi siano presenze di inquinanti, quali PM 10, polveri sottili, pollini o odori. Per assolvere a questa funzione esistono una serie di filtri classificati secondo la loro capacità di assorbire varie sostanze. 

I filtri hanno costi e durate differenti, in base a questa maggiore o minore capacità di azione. Un filtro economico è in grado di filtrare il granello di polvere, un filtro a carboni attivi - molto costoso - è in grado di bloccare gli inquinanti e addirittura gli odori. Questo è il caso dei filtri a carboni attivi che costano molto e si consumano in fretta. Inoltre rendono l'apparato leggermente più rumoroso perché lasciano passare meno aria. 

Ci sono anche dei filtri elettrostatici che, grazie ad una carica negativa rendono l'aria ionizzata e priva di polvere, allergeni ed odori. Il consumo dei filtri elettrostatici è basso e non vanno mai sostituiti, quindi sono da considerare come valida alternativa. 

Un condizionatore "omaggio" grazie alla VMC

Una funzione interessante della VMC (con questa sigla, noi tecnici sintetizziamo la denominazione ventilazione meccanica controllata) è quella del bypass estivo: in estate il macchinario ha una sonda in grado di accorgersi se la temperatura esterna è migliore di quella interna. In quel caso l'aria non passa attraverso lo scambiatore ma, seppure filtrata, arriva all'interno alla stessa temperatura esterna.

Pensiamo alle nottate estive in cui rinfresca: qualcuno si alza di notte ad aprire le finestre, per abbassare le temperature interne. Ma chi ha la VMC non ha bisogno di alzarsi: il sistema, in autonomia, fa entrare aria fresca "gratis". Per questo si parla di sistema free-cooling. 

Tipi di scambiatore d'aria

Esistono due tipi di scambiatore: un primo tipo SENSIBILE ed un secondo SENSIBILE e LATENTE.
Alle nostre latitudini è decisamente preferibile il secondo che consente di trattenere l'umidità.

Nel caso di ventilazione forzata in bagno o in altri ambienti umidi, a maggior ragione va considerato quello in grado di trattenere l'umidità.

Attenzione, però, evita di acquistare lo scambiatore che trattiene l'umidità a base di cellulosa (carta) perché all'interno potrebbero formarsi batteri. 

Dove posizionare VMC e bocchette 

Visto quanto già premesso è piuttosto intuibile: le bocchette di aspirazione vanno posizionate nei bagni, in lavanderia o in cucina. Le bocchette di erogazione dell'aria filtrata vanno posizionate in soggiorno e nelle camere da letto. 

Il macchinario per l'areazione forzata può essere posizionato nel sottotetto oppure può essere inserito nel controsoffitto (alcuni locali prevedono la possibilità di ribassare a 2.40 metri l'altezza.) 

Oltre al classico sistema con macchinario centrale, canali e bocchette esistono anche degli split singoli applicabili su un foro di 16 cm di diametro che espellono l'aria per un certo numero di secondi e poi la reintroducono filtrata per lo stesso numero di secondi.
Ovviamente la funzionalità scende ma vale la pena considerarle in caso si voglia inserire una ventilazione in un locale che non consente l'installazione del macchinario nel sottotetto o nel cartongesso. 

VMC e diffusione dell'aria

La diffusione dell'aria deve avvenire in modo, per quanto possibile, uniforme nell'intero ambiente in modo da effettuare un completo lavaggio e ricircolo e rispettando le seguenti condizioni:

• mantenere un gradiente di temperatura entro certi limiti sia sul piano verticale che orizzontale
• sviluppare moti uniformi entro determinati valori di velocità nell'intero ambiente
• raccolta del pulviscolo in sospensione nel locale e trasporto verso gli elementi di ripresa

Devono invece essere evitate le seguenti condizioni che possono recare disagio per le persone che abitano nella casa:

• eccessiva velocità dell'aria
• formazione di zone stagnanti
• formazione di correnti localizzate 

Nella progettazione del sistema di diffusione devono essere tenuti in considerazione i seguenti fattori:

• presenza di ostacoli e ostruzioni
• presenza di carichi termici localizzati di notevole entità (stufe, camini, vetrate a sud)

Ventilazione meccanica: tipi di bocchette

Nella scelta dei terminali va considerato, oltre all'aspetto estetico, anche la rumorosità. 
Le tipologie più diffuse sono:

• Bocchette
  • a parete o a canale
  • a singolo o a doppio fiore di alette orientabili
  • a barre orizzontali fisse 
• Diffusori a soffitto
  • circolari a coni concentrici
  • quadrati e rettangolari multidirezionali (a settori concentrici, con schermo formulato, con piastra frontale mobile)
  • diffusori lineari a feritoie (da 1 a 6) orientabili
• Diffusori ad alta induzione
  • lineari a soffitto
  • lineari a parete
  • quadrati e circolari a soffitto
  • a microugelli orientabili a parete o a soffitto
  • a schermo formulato a soffitto o a parete
• Diffusori a flusso elicoidale
  • Circolari o quadrati ad alette fisse oppure orientabili
  • Lineare a parete
• Diffusori a geometria variabile
  • ad alette regolabili
  • ad alette fisse
• Diffusori a ugelli
  • a calotta sferica o semisferica
  • con diffusore twist 
  • a microugelli multipli
• Diffusori a pavimento
  • circolari a flusso elicoidale
  • griglie a pavimento

Nella grande maggioranza dei lavori le bocchette vengono montate a parete o a soffitto. In questi casi, come detto, vanno valutati gli ostacoli dati dagli elementi architettonici quali muri, travi, colonne, ribassamenti in cartongesso etc. Quando esiste la possibilità che il flusso d'aria possa venire intercettato da travi o da altri ostacoli si consiglia di abbassare la posizione delle bocchette, anziché orientarle verso il basso, per evitare che il flusso d'aria entri con una velocità eccessiva nella zona occupata. 

Ventilazione meccanica: i diffusori a soffitto

I diffusori a soffitto con flusso d'aria radiale possono essere di forma circolare, quadrata o rettangolare e presentano, rispetto alle bocchette a parete, minori gittate e più elevati rapporti di induzione. Si caratterizzano quindi per la capacità di immettere portate d'ara più elevate, garantendo velocità residue comprese tra 0,13 e 0,18 m/s. Se montati a filo soffitto presentano un elevato effetto Coanda con il flusso d'aria che si mantiene aderente al soffitto contrastando la tendenza alla caduta. 

I più utilizzati sono i diffusori circolari che sono costituiti da una serie di coni concentrici (3 o più). I coni possono essere fissi o regolabili, in tal caso il flusso d'aria può essere modificato da tutto orizzontale a tutto verticale. Generalmente sono in lamiera di acciaio verniciata o in alluminio con verniciatura a polvere elettrostatica. L'installazione dei diffusori avviene normalmente fissando il cannotto del canale adduttore entro il collo del diffusore stesso con viti esterne. Nel caso di condotti flessibili (perciò privi della necessaria rigidità) il telaio esterno del diffusore può venire fissato con barre filettate al soffitto o mediante opportune clip ai pannelli del controsoffitto. 

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Alla Fratelli Pellizzari possiamo aiutarti a realizzare una ventilazione meccanica nella tua abitazione, sia in fase costruttiva (più facile) sia in fase di ristrutturazione.
Noi utilizziamo il sistema WAVIN che abbiamo selezionato per qualità ed affidabilità dell'azienda. Qui sotto trovate anche una guida completa di Wavin ai sistemi di ventilazione ed in ogni caso non abbiate timore di chiedere: siamo sempre a disposizione per ulteriori informazioni.