TUBAZIONI DI VENTILAZIONE E AERATORI

Gli aeratori sono elementi piccoli ma estremamente importanti, destinati a un ricambio d’aria controllato. Nel contesto della copertura, gli aeratori (deflettori) servono a rimuovere l’umidità in eccesso dallo spazio sottotetto, prevenendo la condensa e il deterioramento dell’isolante. Questo processo è fondamentale per garantire la durabilità del pacchetto di copertura, specialmente in caso di utilizzo di membrane bituminose o coperture piane.

Secondo la ДБН В.2.6-14-97 ‘Coperture. Soluzioni costruttive’, è necessario garantire una ventilazione efficace dello spazio sottotetto. Gli aeratori di copertura si distinguono in puntuali e lineari. Gli aeratori puntuali si installano generalmente su coperture piane o a bassa pendenza, con un calcolo di 1 aeratore ogni 50-100 m² di superficie, a seconda della struttura del pacchetto di copertura e delle condizioni climatiche. La loro funzione consiste nell’allontanare verso l’esterno il vapore acqueo che si accumula nell’isolante. Ciò riduce notevolmente il rischio di formazione di rigonfiamenti del manto di copertura e il peggioramento delle caratteristiche termotecniche dei materiali.

Un altro tipo di aeratori sono le valvole di aerazione a vuoto per fognature o aeratori per reti interne. Sono destinati a equilibrare la pressione nel sistema fognario, prevenendo lo svuotamento dei sifoni negli apparecchi sanitari, causa di odori sgradevoli. Queste valvole si attivano in caso di pressione negativa nel sistema, lasciando entrare l’aria, e si chiudono al ripristino della normalità. Ciò permette di evitare la posa di colonne di ventilazione aggiuntive attraverso la copertura, semplificando il montaggio professionale del tetto e riducendo il numero di aperture in essa. La scelta del tipo specifico di aeratore e la sua collocazione devono essere motivate da un calcolo termotecnico e dai documenti normativi pertinenti, il che garantisce un ricambio d’aria ottimale e la protezione delle strutture.

Nel contesto della IAQ, è importante tenere conto non solo della rimozione dell’umidità, ma anche dell’apporto di aria fresca. Sebbene gli aeratori di copertura non forniscano direttamente afflusso di aria fresca negli ambienti abitativi, contribuiscono indirettamente alla salute generale dell’edificio, prevenendo lo sviluppo di muffa e funghi, che sono fonti di allergeni e tossine. Il rispetto dei requisiti della ДБН В.1.1-7:2016 ‘Sicurezza antincendio degli oggetti di costruzione’ prevede anche un’adeguata ventilazione di alcuni locali tecnici, dove possono accumularsi sostanze nocive o gas combustibili.

Le colonne di ventilazione sono un elemento fondamentale di qualsiasi sistema impiantistico responsabile della qualità dell’aria e del funzionamento dei sistemi sanitari. Il loro compito principale è garantire l’allontanamento dell’aria esausta, del vapore acqueo, del fumo o dei gas fognari fuori dall’edificio. A seconda della destinazione, si distinguono diversi tipi di colonne di ventilazione: per la ventilazione naturale, per la ventilazione meccanica, fognarie e speciali (ad esempio, per l’estrazione del radon).

Le colonne di ventilazione naturale funzionano secondo il principio della differenza di pressione e temperatura tra l’ambiente interno ed esterno. La loro efficienza dipende in larga misura dall’altezza della colonna, dalla sua sezione, dalla temperatura dell’aria e dalla velocità del vento. Secondo la ДБН В.2.5-67:2013 ‘Riscaldamento, ventilazione e condizionamento’, la sezione minima dei canali di ventilazione per gli ambienti residenziali, di norma, non deve essere inferiore a 100×100 mm o a un diametro circolare equivalente di 100 mm. Per garantire il ricambio d’aria necessario nei canali di estrazione di cucine e servizi igienici, la velocità del movimento dell’aria deve essere di 0,15-0,25 m/s alla molteplicità di ricambio d’aria normata (ad esempio, 3 m³/h per 1 m² di superficie abitativa).

Le colonne di ventilazione per la ventilazione meccanica fanno parte dei sistemi di mandata ed estrazione con movimento forzato dell’aria. Possono integrarsi con i moderni sistemi di ventilazione con recupero di calore, garantendo un’elevata efficienza energetica. Un requisito importante per tali colonne è la loro tenuta all’aria (classe di tenuta C o D secondo EN 12237) e l’isolamento acustico, per evitare perdite di pressione e la propagazione del rumore. Le colonne di ventilazione fognarie, che escono al di sopra della copertura, sono obbligatorie per garantire il funzionamento stabile del sistema di scarico e l’allontanamento dei gas nocivi. Il loro diametro corrisponde generalmente al diametro della colonna fognaria principale (110 mm) e garantisce la compensazione della depressione nel sistema durante lo scarico dell’acqua. La corretta progettazione e il montaggio di questi elementi previene la comparsa di odori sgradevoli e aumenta il livello generale di igiene nell’edificio.

I sistemi di ventilazione con recupero di calore stanno guadagnando sempre più popolarità in Ucraina grazie alla loro efficienza energetica e alla capacità di mantenere un’elevata qualità dell’aria. La norma DIN 1946-6 è uno degli standard europei più autorevoli, che disciplina i requisiti per i sistemi di ventilazione degli edifici residenziali. Questo standard copre il calcolo del ricambio d’aria, la scelta delle apparecchiature, i parametri di rumorosità e, aspetto particolarmente importante, i requisiti di efficienza energetica, fondamentali per il concetto di concetto ZEB.

L’idea principale della DIN 1946-6 consiste nel garantire il ricambio d’aria minimo necessario per l’igiene (prevenzione della condensa e rimozione degli inquinanti) con perdite di calore minime. Lo standard individua diversi livelli di ricambio d’aria: ventilazione per la protezione dall’umidità, ventilazione per garantire l’igiene e ventilazione intensiva. Per gli ambienti residenziali, la molteplicità di ricambio d’aria raccomandata è di circa 0,5 – 0,7 volumi/ora. Nella progettazione di un sistema con recupero è necessario tenere conto del coefficiente di recupero di calore, che per gli impianti moderni può raggiungere l’85-95%. Ciò significa che fino al 95% del calore dell’aria di estrazione viene trasferito a quella di mandata, riducendo notevolmente i costi di riscaldamento.

Le fasi di progettazione comprendono: il calcolo del volume di ricambio d’aria necessario per ogni ambiente, tenendo conto della sua destinazione e del numero di persone; la scelta del tipo e della collocazione del recuperatore (centralizzato o decentralizzato); la progettazione della rete di condotte con resistenza minima e comfort acustico garantito; il calcolo dei diametri delle colonne di ventilazione e delle diramazioni. Per gli edifici residenziali fino a 150 m² si utilizzano spesso sistemi centralizzati con un unico recuperatore, mentre per gli oggetti più grandi può essere più efficiente una soluzione decentralizzata o una combinazione di sistemi. È inoltre importante garantire un facile accesso per la manutenzione dei filtri e la pulizia delle condotte, il che influisce direttamente sulla qualità dell’aria a lungo termine e sull’efficienza del sistema.

Particolare attenzione va prestata alla tenuta all’aria dell’involucro dell’edificio. Secondo i requisiti per le case passive, l’indicatore n50 (molteplicità di ricambio d’aria con una differenza di pressione di 50 Pa) non deve superare 0,6 h⁻¹. Per gli edifici con sistemi di recupero di calore questo indicatore è critico, poiché le perdite d’aria attraverso strutture non a tenuta vanificano il risparmio energetico ottenuto dal recupero. Un approccio progettuale integrato, che includa un calcolo accurato e il controllo della qualità della costruzione, è quindi garanzia di successo.

Il calcolo preciso della potenza del sistema di ventilazione e della sezione ottimale delle colonne di ventilazione è una fase di progettazione di fondamentale importanza, che garantisce un funzionamento efficace, la minimizzazione dei consumi energetici e il rispetto dei requisiti normativi in materia di IAQ. Una potenza insufficiente porterà al ristagno dell’aria e a un’umidità eccessiva, mentre una potenza eccessiva porterà a inutili consumi energetici e rumore.

Il parametro principale per il calcolo è il volume di ricambio d’aria necessario (L, m³/h), che si determina in base ai dati normativi. La ДБН В.2.5-67:2013 stabilisce le norme minime di ricambio d’aria per diversi tipi di ambienti: per le stanze residenziali – 3 m³/h per 1 m² di superficie o 20 m³/h a persona; per le cucine – 60-90 m³/h (a seconda del tipo di piano cottura); per i servizi igienici – 25 m³/h. Il volume totale d’aria rimossa o immessa è la somma di questi valori.

Dopo aver determinato L, si calcola la sezione delle condotte e delle colonne di ventilazione. Ciò dipende dalla velocità ammissibile del movimento dell’aria (v, m/s), che per gli ambienti residenziali generalmente non supera 2-3 m/s nei canali e 0,1-0,2 m/s nei diffusori, per garantire il comfort acustico. La formula per determinare l’area della sezione del canale (A) è la seguente: A = L / (3600 * v), dove A è l’area in m², L è il volume in m³/h, v è la velocità in m/s. Ad esempio, per un volume di 100 m³/h e una velocità di 2 m/s, l’area di sezione necessaria sarà 100 / (3600 * 2) = 0,0139 m², corrispondente a un canale circolare con un diametro di circa 133 mm.

Nel calcolo delle colonne è necessario tenere conto non solo della loro sezione, ma anche della resistenza al flusso d’aria che si genera per attrito con le pareti, per i cambi di direzione (curve, raccordi a T) e per le resistenze locali (griglie, valvole). Per i sistemi meccanici, ciò influisce sulla scelta del ventilatore e sulla sua pressione statica. Per la ventilazione naturale, la corretta sezione e altezza della colonna (generalmente almeno 0,5-1 m sopra il colmo della copertura) sono fondamentali per creare un tiraggio sufficiente. Il mancato rispetto di questi principi porta a una notevole riduzione dell’efficienza del sistema, a un rumore maggiore e a un consumo eccessivo di energia elettrica, il che contrasta con gli standard moderni di efficienza energetica.

La qualità dell’aria interna (IAQ – Indoor Air Quality) è uno dei fattori più importanti che determinano il comfort, la salute e la produttività delle persone in un ambiente. Una ventilazione insufficiente o inefficace porta all’accumulo di inquinanti, che possono avere gravi conseguenze per la salute.

Tra i principali inquinanti della IAQ si annoverano: l’anidride carbonica (CO2), i composti organici volatili (COV, VOCs) provenienti da materiali da costruzione e mobili, la formaldeide, la polvere, gli allergeni (acari della polvere, peli di animali), le spore di muffa e il radon (specialmente nelle regioni con un livello di fondo radioattivo più elevato, come in alcune regioni dell’Ucraina). Un livello elevato di CO2 (oltre 1000 ppm) provoca stanchezza, mal di testa e riduzione della concentrazione. I COV e la formaldeide possono essere cancerogeni e provocare irritazione delle vie respiratorie. La muffa è fonte di allergeni e tossine, che provocano asma e altre malattie respiratorie.

Un sistema di ventilazione efficace, che comprenda aeratori e colonne di ventilazione correttamente installati, garantisce un costante ricambio dell’aria interna contaminata con aria esterna fresca. Ciò aiuta a mantenere il livello di CO2 al di sotto di 800 ppm, a diluire la concentrazione di COV e a rimuovere le spore di muffa. Per raggiungere una IAQ ottimale, si raccomandano i seguenti valori:

• CO2: 400-800 ppm (fino a 1000 ppm accettabile, oltre 1200 ppm – negativo).
• Umidità relativa: 40-60%.
• Temperatura: 20-24°C in inverno, 22-26°C in estate.

La sostituzione regolare dei filtri negli impianti di mandata ed estrazione è parte integrante del mantenimento della IAQ, poiché trattengono polvere, allergeni e particelle nocive dall’aria esterna. I moderni sistemi di ventilazione si integrano spesso con sensori di qualità dell’aria, che monitorano in tempo reale il livello di CO2, COV e umidità, regolando automaticamente l’intensità del ricambio d’aria. Questo approccio garantisce condizioni ottimali nell’ambiente, proteggendo la salute degli abitanti e contribuendo al loro benessere.

La corretta integrazione degli aeratori di copertura è garanzia del loro funzionamento efficace e della durabilità dell’intera copertura. Esaminiamo più in dettaglio la struttura e i nodi di montaggio.

Gli aeratori di copertura sono generalmente composti da una base (flangia), fissata alla base della copertura, un tubo verticale e un cappuccio, che protegge dalle precipitazioni e dai detriti, garantendo al contempo la libera uscita del vapore acqueo. La base dell’aeratore deve essere saldamente saldata o incollata allo strato impermeabilizzante della copertura, formando un giunto a tenuta. Per le coperture bituminose, la flangia dell’aeratore è generalmente realizzata in bitume modificato o PVC, il che garantisce una compatibilità ideale con il materiale di copertura principale. Il diametro del tubo dipende dal volume di umidità calcolato da allontanare e varia da 50 a 150 mm.

**Nodo di montaggio dell’aeratore di copertura (esempio per copertura piana con membrana bituminosa):**

1. **Preparazione della base:** Si determina il punto di installazione dell’aeratore, generalmente nei punti più alti o nei luoghi di potenziale accumulo di umidità (spartiacque).
2. **Taglio dell’apertura:** L’isolante e la barriera al vapore vengono tagliati secondo il diametro della base dell’aeratore.
3. **Montaggio della base:** L’aeratore viene installato nel punto preparato, e la sua flangia inferiore viene fissata alla base della copertura (ad esempio, meccanicamente).
4. **Impermeabilizzazione:** I bordi del manto impermeabilizzante attorno alla flangia dell’aeratore vengono saldati accuratamente (con cannello a gas) oppure incollati, garantendo una tenuta completa. Particolare attenzione va prestata agli angoli e ai raccordi.
5. **Elemento verticale:** Si installa il tubo verticale e si applica il cappuccio protettivo.

È importante garantire la tenuta non solo dello strato superiore, ma anche della posa della barriera al vapore attorno all’aeratore, affinché l’umidità non penetri sotto l’isolante da altre fonti. Ad esempio, per i materiali termoisolanti con un’elevata resistenza alla diffusione del vapore acqueo (Sd > 100 m), come il polistirene espanso, la necessità di aeratori è minore, mentre per la lana minerale, che accumula umidità, sono di fondamentale importanza. L’impiego di aeratori aiuta a mantenere il valore Sd del pacchetto di copertura a un livello ottimale, prevenendo il deterioramento della struttura.

Le colonne di ventilazione fognarie sono parte integrante di qualsiasi moderno sistema di scarico delle acque, garantendone il funzionamento stabile e prevenendo la diffusione di odori sgradevoli. La loro funzione principale è garantire l’aerazione del sistema e l’allontanamento dei gas fognari. Secondo la ДБН В.2.5-64:2012 ‘Impianto idrico e fognario interno’, le colonne devono essere fatte uscire al di sopra della copertura (minimo 0,15-0,3 m per le coperture calpestabili e 0,5 m per quelle non calpestabili) e protette dall’intasamento.

Il diametro della colonna di ventilazione corrisponde generalmente al diametro della colonna fognaria principale (spesso 110 mm) per i condomini, oppure 50-75 mm per le abitazioni individuali, garantendo un efficace equilibrio della pressione. Durante lo scarico dell’acqua, specialmente dal WC, nella colonna si genera una depressione, che può ‘svuotare’ i sifoni negli altri apparecchi sanitari, lasciando penetrare i gas fognari nell’ambiente. La colonna di ventilazione compensa questa depressione, permettendo all’aria di entrare nel sistema. Per gli edifici piccoli o in caso di limitazioni al passaggio della colonna attraverso la copertura, si possono utilizzare valvole di aerazione a vuoto (aeratori fognari), montate nella parte superiore della colonna all’interno dell’edificio (ad esempio, in soffitta).

Una funzione separata, ma non meno importante, delle colonne di ventilazione in Ucraina è la protezione dal radon. Il radon è un gas radioattivo che si forma dal decadimento dell’uranio nel suolo e può penetrare negli edifici attraverso crepe nelle fondamenta e nel pavimento. Il suo accumulo negli ambienti è un fattore di rischio significativo per la salute, in particolare per lo sviluppo del cancro ai polmoni. La ДБН В.1.4-1.01-97 ‘Protezione dalle radiazioni’ stabilisce le norme sul contenuto di radon nell’aria degli ambienti.

Per contrastare il radon si utilizzano sistemi di ventilazione forzata del suolo sotto l’edificio. Può trattarsi di un sistema di tubi di drenaggio, posati sotto la platea di fondazione o in uno strato di ghiaia, collegati a una colonna di ventilazione di estrazione, che esce sopra la copertura. Il ventilatore, installato nella colonna, crea una pressione negativa, estraendo il radon dal suolo prima che penetri nell’edificio. Un sistema del genere è particolarmente rilevante per gli edifici con un elevato livello di rischio da radon, determinato nella fase di progettazione delle fondazioni e di indagine geologica. Il corretto calcolo e la sigillatura di tutti gli elementi del sistema di protezione dal radon sono fondamentali per la sua efficacia.

La progettazione e il montaggio dei sistemi di ventilazione in Ucraina devono rigorosamente rispettare le norme edilizie nazionali (ДБН), che si adeguano agli standard europei. Le condizioni climatiche dell’Ucraina, caratterizzate da notevoli oscillazioni di temperatura e umidità durante l’anno, impongono requisiti specifici per l’efficienza e l’affidabilità dei sistemi di ventilazione.

**ДБН principali che regolano la ventilazione:**

• **ДБН В.2.5-67:2013 ‘Riscaldamento, ventilazione e condizionamento’:** Questo documento è quello principale per la progettazione dei sistemi HVAC. Stabilisce i requisiti per il ricambio d’aria per diversi tipi di ambienti, le norme di qualità dell’aria, i parametri del microclima, nonché i requisiti di efficienza energetica dei sistemi. Ad esempio, per gli ambienti residenziali la molteplicità normativa di ricambio d’aria è non inferiore a 0,35 volumi/ora in assenza di presenza costante di persone e fino a 30 m³/h a persona in presenza costante.
• **ДБН В.2.5-20:2018 ‘Fornitura di gas’:** Regola i requisiti per la ventilazione degli ambienti con apparecchi a gas (cucine, centrali termiche), dove è di fondamentale importanza garantire un sicuro allontanamento dei prodotti della combustione e prevenire l’accumulo di gas.
• **ДБН В.2.5-28:2018 ‘Illuminazione naturale e artificiale’:** Sebbene non riguardi direttamente la ventilazione, questa ДБН influisce indirettamente sulla progettazione, poiché le aperture di finestre e porte sono anch’esse elementi del ricambio d’aria naturale.

Le peculiarità climatiche dell’Ucraina (clima temperato continentale, lunga stagione di riscaldamento, elevata umidità nelle mezze stagioni) impongono la necessità di introdurre soluzioni energeticamente efficienti. I sistemi con recupero di calore sono i più opportuni, poiché permettono di ridurre notevolmente i costi di riscaldamento e climatizzazione, mantenendo al contempo parametri IAQ ottimali. Nella progettazione è importante tenere conto delle temperature esterne di calcolo per le diverse zone climatiche dell’Ucraina, il che influisce sulla scelta della potenza delle apparecchiature e dell’isolamento termico delle condotte.

Inoltre, in Ucraina cresce l’interesse per la certificazione degli edifici secondo standard internazionali come BREEAM o LEED, che hanno requisiti rigorosi per la ventilazione e la IAQ. Ciò stimola l’introduzione di tecnologie innovative, inclusi i sistemi intelligenti di gestione della ventilazione, che si adattano automaticamente alle esigenze reali, garantendo la massima efficienza energetica e il comfort.