Tipi di sistemi di ventilazione: panoramica comparativa delle opzioni per l'organizzazione dei sistemi di ventilazione
La presenza di un sistema di ventilazione è necessaria per garantire il ricambio d'aria all'interno dell'edificio rimuovendo umidità eccessiva, calore, sostanze nocive. La sua presenza è una delle condizioni principali per garantire la vita.
Se in un locale mancano tutti i tipi di sistemi di ventilazione, questo danneggia il corpo umano, porta alla formazione di muffe, poiché in assenza di ricambio d'aria si forma condensa.
Proponiamo di comprendere i tipi esistenti di sistemi di ventilazione e i principi del loro funzionamento.
Indice dei contenuti:
Classificazione dei sistemi di ventilazione
I sistemi sono classificati in base a diversi criteri:
- metodo di alimentazione;
- destinazione;
- metodo di ricambio d'aria;
- realizzazione costruttiva.
Il tipo di ventilazione viene determinato in fase di progettazione dell'edificio. Inoltre, si prendono in considerazione sia l'aspetto economico che tecnico, nonché le condizioni igienico-sanitarie.
Tipi di sistema di ventilazione in base al metodo di alimentazione
Se ci si basa sui metodi di alimentazione e di estrazione dell'aria dal locale, si possono distinguere 3 categorie di ventilazione:
- naturale;
- meccanica;
- misto.
Eseguono la progettazione della ventilazione se tale soluzione è in grado di garantire un ricambio d'aria conforme agli standard stabiliti.
Quando la ventilazione naturale non soddisfa i requisiti delle norme igienico-sanitarie, si sceglie la seconda opzione: il metodo meccanico di attivazione della massa d'aria.
Se è possibile, in aggiunta alla seconda opzione di ventilazione, utilizzare parzialmente la prima, nel progetto viene inserita una ventilazione mista. Nelle case residenziali, l'afflusso d'aria avviene attraverso le finestre, mentre l'apparecchiatura di aspirazione è posizionata in cucina e nel bagno igienico. Pertanto, è importante stabilire un buon ricambio d'aria tra i locali.
Tipi di ventilazione in base allo scopo
In base alla destinazione della ventilazione, si distinguono sistemi di ventilazione di lavoro e di emergenza. Mentre i primi devono garantire costantemente condizioni confortevoli, i secondi entrano in funzione solo quando i primi si spengono e si verifica una situazione di emergenza in cui le condizioni standard di vita sono compromesse.
Si tratta di guasti improvvisi, quando si verifica un inquinamento dell'aria con vapori tossici, gas, sostanze esplosive e tossiche.
La ventilazione di emergenza non è progettata per fornire aria fresca. Assicura solo lo scarico dei gas e impedisce che la massa d'aria con sostanze pericolose si diffonda in tutto il locale.
Sistemi di ventilazione in base al metodo di ricambio d'aria
Secondo questo criterio, si distinguono i sistemi di ventilazione generale e locale. Il primo deve garantire un sufficiente ricambio d'aria in tutto il volume del locale, mantenendo tutti i parametri dell'aria necessari. Inoltre, deve rimuovere l'eccesso di umidità, calore e impurità. Il ricambio d'aria può avvenire sia tramite un sistema a canali che senza canali.
Lo scopo della ventilazione locale è fornire aria pulita in punti specifici e rimuovere l'aria inquinata dai punti dove si genera. Di solito viene installata in grandi locali con un numero limitato di lavoratori. Il ricambio d'aria avviene solo nei posti di lavoro.
Suddivisione dei sistemi in base alla realizzazione costruttiva
In base a questo criterio, i sistemi di ventilazione si dividono in canalizzati e non canalizzati. I sistemi canalizzati sono costituiti da un percorso ramificato di condotti attraverso i quali l'aria viene trasportata. L'installazione di tale sistema è opportuna in locali di grandi volumi.
Quando i canali sono assenti, il sistema è detto senza canali. Un esempio di tale sistema è un comune ventilatore. Esistono 2 tipi di sistemi senza canali: a soffitto e posati sotto il pavimento. I sistemi senza canali sono più semplici da realizzare e consumano meno energia.
Ventilazione naturale dei locali
Il movimento delle masse d'aria nella ventilazione naturale avviene naturalmente senza ulteriore spinta grazie a:
- differenza di temperatura tra interno ed esterno dell'edificio;
- differenza di pressione tra il locale e la cappa di aspirazione situata sul tetto dell'edificio;
- effetto del vento.
Questo è il sistema più semplice. Non è necessario installare apparecchiature complesse e costose che consumano molta elettricità. Tale sistema non può essere definito affidabile perché la sua efficacia dipende da fattori non controllabili dall'uomo.
Il sistema può essere organizzato o non organizzato. Un sistema regolabile o organizzato funziona grazie all'aerazione o alla presenza di deflettori. L'aerazione è un processo di scambio generale durante il quale l'aria entra ed esce attraverso finestre, lucernari e finestre a vasistas aperti.
L'infiltrazione o ventilazione non regolata, ventilazione naturale, è l'ingresso di aria nel locale attraverso le fessure nelle strutture.
Nell'industria, l'aerazione viene utilizzata in presenza di processi in cui il lavoro è accompagnato da un grande rilascio di calore. Il suo utilizzo è consentito a condizione che l'aria di mandata contenga meno del 30% delle emissioni nocive rispetto alla concentrazione ammissibile direttamente nella zona di formazione.
Non si può utilizzare l'aerazione se l'aria in entrata richiede un trattamento preliminare o se, a seguito dell'afflusso d'aria dall'esterno, si può formare condensa o nebbia. Mediante l'aerazione si ottiene un ricambio d'aria multiplo con un consumo energetico minimo. Questo è il suo principale vantaggio.
Il principio di funzionamento del sistema di ventilazione a movimento naturale dell'aria si basa sulla differenza di temperatura e pressione:
In alcuni casi, sulle bocche dei condotti di aspirazione vengono montati dei deflettori — speciali dispositivi. Funzionano sfruttando l'energia del vento. I deflettori svolgono bene il compito di rimuovere masse d'aria sporca e eccessivamente riscaldata da ambienti di piccolo volume. Vengono utilizzati anche per l'aspirazione locale.
Il normale funzionamento della ventilazione, azionata dalla differenza di pressione, è garantito da un dislivello minimo di 3 m tra il punto di prelievo e l'uscita di aspirazione.
Caratteristiche della ventilazione meccanica
Il sistema di ventilazione, mediante il quale l'aria viene immessa e rimossa utilizzando ulteriori dispositivi di spinta su distanze considerevoli, è chiamato meccanico. Questo tipo di ventilazione ha anche altri nomi: forzata e artificiale.
Viene utilizzata sia per garantire processi tecnologici in vari impianti produttivi, sia per creare condizioni confortevoli per le persone.
Un dispositivo semplice da installare e utilizzare, che garantisce l'estrazione dell'aria viziata da bagni, cucine e servizi igienici delle case private, è il sistema di ventilazione con microprocessore automatico:
La ventilazione meccanica, a differenza di quella naturale, non dipende dalle condizioni esterne. È completamente controllabile e gestibile. L'aria immessa nell'ambiente subisce un trattamento e, con un sistema ben regolato, tutti i suoi parametri rispondono agli standard. Anche le emissioni vengono rilasciate nell'atmosfera già depurate dalle inclusioni nocive fino al grado necessario.
La presenza di un sistema di ventilazione meccanica permette di distribuire in modo ottimale l'aria, convogliandola in un punto specifico. Con il suo aiuto, le emissioni nocive vengono catturate alla fonte, impedendo che l'intero ambiente venga contaminato.
Lo svantaggio della ventilazione meccanica sono gli elevati investimenti finanziari per l'installazione e il funzionamento. Per godere di tutti i suoi vantaggi, è necessario combattere l'accumulo di sporco nei condotti e sostituire regolarmente i filtri.
Se è installato un filtro di ventilazione con funzione di recupero del calore, prima dell'arrivo del periodo estivo è necessario passare all'inserto estivo. Se si lascia la versione invernale, essa ridurrà l'efficienza della ventilazione.
La ventilazione meccanica può essere sia locale che generale. Quest'ultima viene realizzata in due varianti: senza canali e con canali. Il ricambio dell'aria in un sistema canalizzato avviene tramite ventilatori centrifughi o assiali e unità eiettrici.
Ventilazione generale con azionamento meccanico
Le strutture con azionamento meccanico possono essere sia di immissione che di estrazione. La ventilazione di immissione talvolta viene realizzata in combinazione con un riscaldamento centralizzato.
La presa d'aria in tale sistema può assumere la forma di fori nelle strutture di chiusura dell'edificio, di un pozzo indipendente o addossato. Se installata all'esterno dell'edificio, la presa d'aria a pozzo si trova al di sopra del livello del suolo o sul tetto.
La scelta della struttura e della posizione delle prese d'aria è influenzata dai requisiti di purezza dell'aria esterna e dalle caratteristiche architettoniche dell'edificio. La parte inferiore dell'apertura da cui entra l'aria pulita deve trovarsi ad almeno 2 m dal suolo, mentre se l'edificio si trova in una zona verde, a 1 m. Le prese d'aria esterne non devono essere posizionate dove sono presenti emissioni nocive.
Le masse d'aria entrano nel pozzo tramite un ventilatore. Passando attraverso il calorifero, vengono riscaldate, umidificate o, al contrario, asciugate, e poi entrano all'interno attraverso condotti d'aria dotati di aperture.
L'ingresso dell'aria può avvenire anche attraverso diramazioni dotate di ugelli che dirigono le masse d'aria di mandata. Il volume d'aria immessa è regolato da serrande o valvole situate nelle diramazioni.
Ventilazione meccanica locale di tipo di alimentazione
La ventilazione meccanica locale che opera in uno spazio limitato viene chiamata doccia d'aria. Questa tipologia di ventilazione viene utilizzata nelle aree di lavoro dove l'intensità del calore radiante supera le 300 kcal/h oppure dove la produzione comporta emissioni di sostanze tossiche che non possono essere rimosse con una cappa di aspirazione locale.
Le unità di doccia d'aria possono essere mobili o fisse. Le prime, per fornire aria pulita al posto di lavoro, prelevano l'aria dall'ambiente. Talvolta viene immessa acqua nella massa d'aria nebulizzata. Le sue gocce, quando colpiscono il corpo umano, diventano un ulteriore raffreddante. Le seconde, attraverso i tubi di doccia d'aria, immettono aria esterna pulita o precedentemente trattata.
Ventilazione generale di estrazione
La rimozione dell'aria esausta dall'ambiente è il compito della ventilazione di estrazione. La rimozione dell'aria usata dalla stanza avviene grazie alla diminuzione della pressione al suo interno. In questo modo, si creano le condizioni per l'ingresso di aria dall'esterno o da un locale adiacente.
Nella progettazione di un sistema di estrazione generale per officine produttive, si tiene conto del fatto che l'eliminazione dell'aria inquinata deve avvenire direttamente dalla fonte primaria di emissioni nocive seguendo la loro traiettoria naturale e senza contaminare le zone pulite. Tali luoghi sono i laboratori biologici e le officine con condizioni dannose.
Ventilazione meccanica di immissione ed estrazione
La base della ventilazione di mandata e di estrazione sono due flussi che si muovono in direzione opposta. Essa è composta da due sistemi indipendenti (di mandata e di estrazione) o da un unico blocco. In quest'ultimo è integrata tutta l'attrezzatura necessaria sia per la mandata che per l'estrazione.
In presenza di due sistemi separati, la ventilazione funziona senza ricircolo e viene chiamata aperta. Il secondo tipo di sistema di ventilazione è chiamato chiuso e funziona con ricircolo.
Il sistema con ricircolo fa risparmiare energia spesa per il raffreddamento o il riscaldamento dell'aria, poiché la massa d'aria non viene riscaldata completamente, ma solo la parte che proviene dall'esterno. L'aria espulsa in un sistema con ricircolo viene riportata nell'ambiente mescolata con aria fresca, che costituisce il 10-15% del volume totale della massa d'aria.
L'installazione di tale ventilazione è possibile in luoghi dove non ci sono contaminazioni pericolose. Nelle regioni con clima freddo, il sistema chiuso è inefficace poiché le masse d'aria di ricircolo e quelle esterne non si mescolano sufficientemente bene.
Ventilazione meccanica di emergenza
In caso di situazioni anomale, oltre alla ventilazione ordinaria si installa una ventilazione di emergenza. Essa è sempre aspirante. La ventilazione meccanica di emergenza viene installata in locali dove esiste il pericolo di fuoriuscita di vapori o gas esplosivi. In questo caso si montano ventilatori antideflagranti e antisicura.
Esistono componenti pericolosi che non possono essere rimossi con i ventilatori. In tal caso, nel sistema viene inserito un eiettore. L'attivazione della ventilazione di emergenza deve avvenire automaticamente non appena la ventilazione principale smette di funzionare. L'apertura delle aperture attraverso le quali uscirà l'aria inquinata deve essere effettuata a distanza.
I tubi e le griglie destinati all'uscita dell'aria durante il funzionamento della ventilazione di emergenza sono posizionati nei luoghi di più probabile concentrazione di sostanze pericolose in grandi quantità. Le aperture attraverso cui l'aria viene rimossa in caso di emergenza non devono trovarsi in zone dove le persone sono costantemente presenti. Sui tubi e sui condotti del sistema di emergenza non è possibile montare cappucci.
Le emissioni rilasciate in atmosfera in caso di emergenza devono essere disperse al massimo e non devono raggiungere zone chiuse del territorio adiacente all'edificio. I limiti di concentrazione vengono controllati tramite analizzatori di gas opportunamente regolati.
Ventilazione antifumo
Il compito principale della ventilazione antifumo è rimuovere il fumo da un ambiente o da un edificio il più rapidamente possibile, bloccarne la diffusione e proteggere così le persone durante la loro evacuazione.
Tale ventilazione viene installata dove, con la presenza costante di un gran numero di persone, l'afflusso di aria naturale non è possibile. Si tratta di ascensori, vani scala, corridoi ciechi e luoghi simili. Alla base del funzionamento della ventilazione antifumo c'è uno schema di immissione ed estrazione.
I canali e i potenti ventilatori che fanno parte della ventilazione hanno una maggiore resistenza al fuoco e la capacità di non deformarsi sotto l'azione prolungata delle alte temperature.
Le sezioni del sistema sono dotate di due tipi di valvole: antifumo e tagliafuoco. Componenti del sistema antifumo sono anche schermi e porte robusti e impermeabili a gas e fumo.
Per evitare inconvenienti durante l'evacuazione delle persone, nella progettazione della ventilazione antifumo sono previsti due tipi di controllo: automatico e manuale a distanza.
Nel sistema vengono obbligatoriamente inclusi elementi che segnalano l'insorgere di un incendio:
- rilevatori che, al loro attivamento, aprono automaticamente i ventilatori di estrazione e le valvole fumogene;
- segnale «Incendio» sul pannello centrale;
- attivazione manuale della ventilazione antifumo.
Le valvole di evacuazione del fumo distribuiscono uniformemente sotto il soffitto. L'area di copertura non deve superare 900 m². Il sistema viene suddiviso in zone e, oltre a botole e valvole, viene dotato di aspiratori di fumo.
Non solo evacua il fumo, ma rimuove anche il monossido di carbonio e le piccole particelle sospese prodotte durante la combustione. Maggiori dettagli sull'installazione del sistema di evacuazione fumi sono disponibili in questo articolo.
Conclusioni e video utili sull'argomento
Questo video è una sorta di lezione base sulla ventilazione. Qui viene esaminato in dettaglio il concetto stesso di ventilazione e vengono affrontate tutte le questioni relative alla sua corretta progettazione:
Corso pratico sull'installazione del sistema di ventilazione:
Sia i dirigenti aziendali che i costruttori privati devono comprendere che l'efficienza della ventilazione dipende dalla normale attività di coloro di cui sono responsabili. A volte è in gioco anche la vita delle persone. Non si può trascurare questo aspetto e risparmiare su di esso.
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Ho la seguente domanda: viviamo al quinto piano, abbiamo fatto dei lavori di ristrutturazione, e in generale non ci sono fessure nel pavimento e nelle pareti. Ma periodicamente si avverte un odore in bagno. Molto probabilmente proviene dal seminterrato, anche se sorprende come l'odore possa salire a tale altezza. Abbiamo notato che ciò accade di solito con tempo ventoso… Potreste dirmi come combatterlo? E inoltre sospettiamo la lavatrice, potrebbe diffondere l'odore attraverso di essa?
Se sospettate la lavatrice, potete semplicemente provare a spostarla in un'altra stanza per un po' e verificare se l'odore scompare o meno. È improbabile che l'odore del seminterrato possa arrivare fino a voi, ma per sicurezza dovreste parlare con gli altri inquilini del condominio e chiedere se hanno problemi simili.
E per quanto riguarda l'argomento – ritengo che il sistema di ventilazione misto sia davvero la soluzione migliore. A casa nostra in campagna abbiamo proprio questo.
Ho riscontrato un caso simile. Lì la causa dell'odore non era la ventilazione, ma lo scarico della vasca. Il sifone aveva una piccola curvatura e per questo si verificava una continua rottura del sifone idraulico (l'acqua semplicemente non si tratteneva). Dopo la sostituzione del sifone, il problema è stato risolto.
Buongiorno. Anche io sospetto che la causa sia piuttosto nella rete fognaria… ma diagnosticare con precisione in base alle informazioni fornite è problematico per ora.
Buongiorno. Qui non è possibile fornire una risposta corretta, poiché non ha identificato con precisione la fonte dell'odore e non ci ha detto di che tipo è il suo “odore”. Si potrebbe attribuire a una ristrutturazione recente, a un odore proveniente dagli impianti idraulici, dalla lavatrice, a un problema con il foro di ventilazione o alla rottura di un tubo nel seminterrato. Ma non ha bisogno di tutto questo. Inviti un tecnico della società di gestione immobiliare, loro esistono proprio per questo. Faccia verificare la ventilazione, il seminterrato e il sistema fognario. Sul posto è più facile diagnosticare il problema che basandosi sulla sua descrizione. Inoltre, pulisca la lavatrice e controlli il collegamento dello scarico.