Rivista Idraulica 62
12 Luglio 2022

LA DISTRIBUZIONE DELL'ARIA

Trovi questo articolo nel numero:
Rivista Idraulica 62
Autore
Ingg. Mattia Tomasoni e Elia Cremona

Lo scopo della distribuzione dell'aria negli impianti VMC è quello di movimentare i flussi di immissione ed estrazione, sia dall'interno all'esterno dell'edificio e viceversa, sia all'interno dei singoli ambienti. In questo modo il sistema è in grado di garantire il ricambio ottimale dell'aria e il lavaggio dei locali. Ogni tratto della distribuzione ha uno specifico scopo e deve essere progettato e realizzato con opportuni accorgimenti, in particolar modo va posta attenzione ai materiali impiegati in relazione alla tipologia e al posizionamento delle distribuzioni. Inoltre, un aspetto significativo nella strategia di distribuzione dell'aria è il posizionamento delle bocchette di immissione ed estrazione. 

I componenti principali interessati a questo scopo sono: 

  1. prese ed espulsioni esterne; 
  2. canalizzazioni primarie tra ambiente esterno e unità di ventilazione. 

In genere, questi tratti non presentano diramazioni in quanto movimentano l'aria tra l'esterno e la macchina di ventilazione, sia in estrazione sia in ripresa. 

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Prese ed espulsioni esterne 

La posizione di questi componenti deve essere attentamente valutata poiché bisogna evitare sia di aspirare aria esterna potenzialmente inquinata sia di espellere aria viziata in corrispondenza di spazi occupati dalle persone. Occorre, anche, impedire fenomeni di aspirazione dell'aria espulsa. 

Per questi motivi, le prese dell'aria esterna vanno installate alla quota più alta possibile: polveri ed inquinamento, essendo pesanti, tendono ad accumularsi verso il basso. Inoltre, è preferibile evitare l'aspirazione dai luoghi a maggior concentrazione di inquinanti come i parcheggi, il fronte strada o le zone interessate da esalazioni di camini e cappe. 

Nel posizionamento delle prese d'aria esterne, è necessario controllare i regolamenti locali di igiene, che possono riportare specifiche prescrizioni in merito. Ad esempio, in molti regolamenti è riportato l'obbligo di collocare le presa d'aria esterna ad almeno 3 m da terra. 

Le espulsioni dell'aria viziata hanno in genere meno vincoli di posizionamento, tuttavia, è bene collocarle lontano da punti di sosta delle persone come balconi, logge o verande. Talvolta, è possibile sfruttare l'energia residua dell'aria posizionando le espulsioni in corrispondenza delle batterie di eventuali macchine frigorifere a compressione come le pompe di calore o i condizionatori. 

Non di minore importanza è la posizione reciproca della presa d'aria rispetto a quella di espulsione: è raccomandato che queste siano almeno ad una distanza di circa 1 m per evitare fenomeni di ricircolo dell'aria espulsa. Dove non fosse possibile (fig. 17) è necessario convogliare opportunamente i flussi in direzioni diverse attraverso: 

  • bocchette direzionali; 
  • setti; 
  • curve di uscita; 
  • bocchette ad angolo. 

Infine, prese ed espulsioni devono garantire un'adeguata protezione dell'impianto dalla pioggia e impedire l'ingresso nelle canalizzazioni di piccoli animali, come uccelli, roditori o insetti. La protezione dalla pioggia può essere garantita da alette inclinate, canali con curvature verso il basso o comignoli, mentre la protezione dall'ingresso di animali e insetti è in genere affidata a reti poste in prossimità delle prese (fig. 18). 

Canalizzazioni primarie tra ambiente esterno e unità di ventilazione 

Queste canalizzazioni non presentano, in genere, derivazioni. Nel dimensionarle è possibile mantenere velocità leggermente superiori rispetto a quelle della distribuzione interna, in quanto l'eventuale rumore generato dal flusso non viene direttamente diffuso all'interno dell'abitazione. Tuttavia, occorre valutare con attenzione il loro percorso di passaggio: se queste dovessero attraversare locali come camere da letto o soggiorni è necessario adottare opportuni accorgimenti di abbattimento acustico, come l'utilizzo di canali fonoassorbenti o la riduzione della velocità del flusso. Infine, è sempre necessario valutare attentamente la lunghezza dei tratti di canalizzazione in quanto velocità sostenute portano a perdite di carico consistenti (tabella 5). In questi casi è opportuno aumentarne la sezione di passaggio. 

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Isolamento delle canalizzazioni primarie 

È fondamentale considerare l'isolamento per questi tratti di canalizzazioni per i seguenti scopi principali (tabella 6): 

  1. favorire il risparmio energetico, limitando il flusso termico disperso attraverso la superficie fredda del canale; 
  2. evitare che l'aria interna condensi sul canale. 
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Il canale di immissione convoglia aria dall'esterno, e perciò potenzialmente molto fredda in inverno. In questa situazione l'isolamento è necessario per prevenire la formazione di condensa sulla superficie del canale, in quanto la tubazione fredda potrebbe raggiungere facilmente la temperatura di rugiada dell'aria ambiente (fig. 19). 

Il canale di espulsione trasporta in genere aria con temperature meno rigide, ma spesso con umidità relative elevate. Di conseguenza, anche in questo caso, possono verificarsi le condizioni di formazione della condensa all'interno del canale rendendone necessario l'isolamento. 

La distribuzione all'interno dell'abitazione ha il compito di trasportare l'aria di rinnovo agli ambienti interni e, contemporaneamente, aspirare l'aria viziata dai locali più umidi, convogliandola verso l'unità di ventilazione. 

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Tipologie di distribuzione dell'aria interna 

Le reti di distribuzione possono essere di più tipi (fig. 20): 

  • ramificate; 
  • con plenum; 
  • miste. 

La distribuzione di tipo ramificato prevede una canalizzazione principale che distribuisce l'aria attraverso derivazioni detti stacchi o rami.
Generalmente viene posta nei controsoffitti, in quanto le dimensioni del canale principale non ne consentono l'installazione nei massetti dei pavimenti. 

CONS
  • bilanciamento difficoltoso; 
  • necessita di opere come controsoffitti o velette; 
  • limita l'altezza degli ambienti; 
  • è architettonicamente più invasiva; 
  • in genere non consente un posizionamento ottimale delle bocchette di immissione; 
  • il canale ramificato è in genere realizzato su disegno specifico e non con componenti standard. 
PROS
  • numero inferiore di opere murarie; 
  • maggiore adattabilità nelle ristrutturazioni in presenza di sottotetti accessibili. 

La distribuzione a plenum prevede, invece, l'inserimento di cassette di derivazione (o plenum) alle quali sono collegate le tubazioni di distribuzione secondarie che movimentano i flussi d'aria da o verso le bocchette poste negli ambienti. In genere, queste derivazioni sono costituite da canalizzazioni flessibili, che possono essere anche annegate nei pavimenti. 

CONS
  • necessita di uno spazio tecnico per il posizionamento delle cassette di distribuzione; 
  • non è generalmente utilizzabile nelle ristrutturazioni dove le altezze sono limitate. 
PROS
  • disposizione ottimale delle bocchette; 
  • sistema costituito da componenti standard e non costruiti su misura; 
  • se distribuito nei massetti non è invasivo dal punto di vista architettonico; 
  • installazione e progettazione semplice; 
  • bilanciamento facile. 

Posizionamento delle bocchette ambiente 

L'immissione e l'estrazione dell'aria all'interno degli ambienti devono: 

  1. garantire una buona distribuzione dell'aria per evitare zone non interessate dal flusso (dette anche zone di ristagno); 
  2. evitare correnti di aria fredda che investono direttamente gli occupanti; 
  3. evitare correnti con velocità eccessive; 
  4. garantire il corretto lavaggio dei locali. 

Bocchette ambiente di immissione 

In genere le bocchette di immissione sono installate a parete. Preferibilmente andrebbero posizionate in basso e dal lato opposto rispetto a quelle di estrazione (fig. 21): in questo modo si garantisce un buon lavaggio del locale senza zone di ristagno e si evitano getti d'aria fredda diretti sulle persone che occupano i locali. La posizione opposta all'estrazione consente di mantenere basse velocità di immissione in quanto non vi è la necessità di effettuare un “lancio” dell'aria per penetrare eventuali zone di ristagno. 

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Qualora non fosse possibile, è preferibile installare le bocchette nella parte superiore delle pareti o a soffitto (fig. 22). Questa soluzione va valutata attentamente: durante la stagione invernale la temperatura dell'aria immessa può essere inferiore a 20 °C e creare disagio. Inoltre, è consigliabile evitare bocchette di immissione in corrispondenza di zone a maggior frequentazione come salotti, camere da letto, zone studio, poiché l'aria fredda tende a "cadere" riducendo la percezione di comfort. 

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Se non si potessero adottare queste soluzioni, sarebbe necessario innalzare la temperatura di immissione attraverso una batteria di post-riscaldamento posizionata sul canale di mandata, almeno in presenza di temperature più rigide (vedi approfondimento "Le batterie di trattamento dell'aria"). 

Progettare le bocchette di immissione con velocità dell'aria più sostenute concorre ad evitare l'effetto by-pass dell'aria di rinnovo e conseguenti zone di ristagno (fig. 23). Questo espediente può essere adottato quando non è possibile posizionare le immissioni contrapposte alle estrazioni, per far penetrare più efficacemente il flusso d'aria immessa all'interno del locale (fig. 24). In questo particolare caso è preferibile posizionare le bocchette nella parte superiore della stanza tenendo sempre in considerazione di evitare flussi d'aria diretti sulle persone. 

Negli impianti con terminali ad aria come i ventilconvettori, è possibile sfruttare convenientemente il sistema di ricircolo dell'aria presente immettendo l'aria di rinnovo direttamente nelle loro riprese. In questo modo, si ottiene il vantaggio di post-trattare l'aria immessa e di sfruttare il sistema di lancio dell'impianto di climatizzazione (fig. 25). 

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Bocchette ambiente di ripresa 

Hanno il compito di aspirare l'aria viziata dagli ambienti e il loro posizionamento presenta meno criticità. Tuttavia, è necessario porre alcune attenzioni: l'installazione deve preferibilmente essere prevista in tutti i locali dove si generano odori ed inquinanti, come cucine e bagni, in modo da non creare flussi d'aria da questi locali verso gli altri ambienti (figg. 26 e 27). 

La collocazione ideale risulta quella a soffitto o nella parte superiore delle pareti, poiché qui tendono ad accumularsi inquinanti e umidità, oltre all'aria più calda che favorisce di conseguenza il recupero termico. 

Bocchette di transito 

Nella maggior parte delle distribuzioni di ventilazione meccanica all'interno delle abitazioni non sono installati sistemi di immissione e di ripresa all'interno di uno stesso ambiente. Per questo motivo è necessario garantire il corretto flusso d'aria attraverso le stanze in cui si immette aria di rinnovo e quelle da dove viene aspirata. Il mancato studio di questo aspetto può compromettere la corretta ventilazione in caso di chiusura delle porte. 

Il transito dell'aria da una stanza all'altra può essere garantito attraverso apposite griglie di transito oppure sfruttando gli interstizi tra le porte e il pavimento. 

Le griglie di transito, nonostante siano la soluzione che tecnicamente consente il miglior controllo, non vengono di solito utilizzate per ragioni essenzialmente estetiche e di costo. Va inoltre considerato che nelle griglie di transito va sempre garantito un abbattimento acustico per evitare la propagazione del rumore tra le stanze adiacenti. 

Per questo motivo la soluzione largamente più utilizzata è quella di sfruttare gli interstizi alla base delle porte interne: è sufficiente evitare di installare guarnizioni e rialzare leggermente le porte rispetto al piano del pavimento (tabella 7). 

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Isolamento della rete di distribuzione interna 

L'aria di immissione nei moderni sistemi di ventilazione meccanica, in prossimità della macchina, si trova ad una temperatura prossima a quella di estrazione e, quindi, molto vicina a quella degli ambienti da trattare. Questo, in genere, non crea problemi di dispersioni energetiche o di condense superficiali, tranne quando il percorso, anche parzialmente, risulti al di fuori degli ambienti climatizzati (fig. 28). 

In questi casi, durante la stagione invernale, il passaggio delle canalizzazioni in ambienti freddi causa la dispersione del calore dell'aria di rinnovo. Questo determina, di conseguenza, una perdita consistente dell'efficienza del sistema con maggiori problematiche in termini di comfort. 

Analogamente, nella stagione estiva il passaggio dell'aria attraverso i locali caldi disperde l'energia frigorifera recuperata dal sistema di ventilazione e, in alcuni casi, genera fenomeni di condensa all'esterno della tubazione. 

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