La ventilazione rappresenta uno degli aspetti più interessanti legati al serramento, indispensabile per il controllo della qualità dell’aria interna e quindi per il benessere abitativo.
Il corretto ricambio d’aria garantisce la dispersione degli elementi inquinanti di varia provenienza (elettrodomestici, caminetti, arredi, fumo..) che si accumulano all’interno degli spazi utilizzati sia in ambito residenziale che pubblico/lavorativo.
Una buona qualità dell’aria interna si ottiene quando la miscelazione tra aria di rinnovo e aria ambiente è completa, ovvero quando il numero dei ricambi di aria è adeguato alla destinazione d’uso del locale e al numero dei suoi occupanti.
Affinché la ventilazione non produca effetti negativi sul bilancio energetico del fabbricato, sia nella stagione invernale che in quella estiva, è necessaria un’attenta progettazione che valuti nel complesso la permeabilità dell’involucro e le infiltrazioni di aria attraverso gli elementi opachi ed elementi trasparenti, che sono dovute a tre cause principali:
- il vento che crea sovra pressione nel lato sopra vento e depressione sul lato sottovento
- l’effetto camino dovuto alla differenza di pressione fra esterno e interno motivata dalla presenza di vento, dal gradiente di temperatura, dall’altezza dell’edificio0 e dal sistema di riscaldamento
- i sistemi di ventilazione
La crescente attenzione alle tematiche connesse al risparmio energetico ha mutato profondamente lo scenario edilizio sia nell’ambito delle nuove costruzioni che delle ristrutturazioni, portando sempre maggior cura alla progettazione e alla realizzazione di edifici in grado di ridurre la dispersione termica con l’ambiente esterno e conseguentemente i costi di gestione degli impianti.
Sul piano normativo i regolamenti edilizi e di igiene disciplinano la correlazione tra la dimensione delle aperture e la superficie del locale, generalmente ritenendo soddisfatti i requisiti quando l’area finestrata utile (definita aero illuminante) è pari a 1/8 della superficie calpestabile; norme e regolamenti stabiliscono anche limiti e verifiche necessarie per garantire l’assenza di formazione di condensa, per calcolare i volumi dei ricambi d’aria e i fabbisogni dei fabbricati.
È evidente quindi che se la funzione principale del serramento è assicurare illuminazione e ricambio d’aria agli ambienti, nella progettazione dell’involucro le valutazioni complessive non possono prescindere dalla considerazione delle sue caratteristiche prestazionali di isolamento termico ed acustico, di tenuta all’acqua, resistenza al vento e di permeabilità all’aria.
L’areazione può essere si due tipi: naturale o meccanica.
La ventilazione naturale è un sistema passivo basato sull’apertura delle finestre e l’ausilio del vento, mentre quella meccanica si avvale di apparecchi di ventilazione.
Nei sistemi naturali assumono un ruolo determinante la dimensione e la disposizione delle finestre: la scelta spesso ricade su serramenti ad alta tenuta d’aria per limitare le dispersioni termiche e l’immissione di una eccessiva quantità di aria fredda.
In questo contesto va considerata la valutazione della permeabilità all’aria, il parametro che classifica il serramento in base al flusso di aria che passa attraverso il giunto lineare. La classificazione avviene in base ai metodi di prova definiti dalla norma UNI EN 1026 che identificano, in base al flusso di aria che passa attraverso il giunto campione sottoposto a pressione positiva o negativa a determinate condizioni di pressione, la tenuta all’aria del serramento. Nella UNI EN 12207 vengono riportate le classi di prestazione per i serramenti non in opera definite in base al flusso che attraversa il giunto tra parte fissa e parte mobile: la classe 4 identifica il livello massimo di prestazione e la classe 1 il livello minimo, come nella tabella seguente.
Per la classe 0, prevista dalla norma, la tenuta non è misurata.
Appare evidente quanto il tempo necessario ad un adeguato ricambio d’aria naturale è proporzionale al volume dello spazio, alla superficie dell’apertura e alle condizioni ambientali.
Il ricambio d’aria viene normalmente definito da un tasso che è il rapporto tra il volume d’aria sostituito in un’ora e il volume dell’ambiente servito e la norma UNI 10344 per gli ambienti abitativi non artificialmente ventilati indica un tasso di ricambio di 0,5/h a indicare che, in un’ora, va ricambiata la metà del volume del locale.
Le esigenze di ventilazione sono anche funzione della destinazione dell’ambiente: ambienti con attività che implicano alti tassi di umidità come, ad esempio, bagni e cucine avranno necessariamente bisogno di un incremento di ricambio rispetto ad altri locali.
La valutazione dell’insieme di questi aspetti in fase di progettazione potrebbe portare alla scelta di impiegare serramenti con differenti classi di permeabilità all’aria al fine di controllare le adeguate condizioni termo igrometriche degli ambienti in relazione al dimensionamento delle superfici vetrate.
L’importanza di un adeguato ricambio d’aria, in cui per contro si identifica un’importante causa di dispersione energetica, ha portato allo sviluppo di tecnologie in cui si eliminano le dispersioni e si delega il ricambio dell’aria all’azione dell’utente che, oltre alla possibilità di intervenire sull’apertura della finestra, può regolare delle griglie di aerazione manovrabili inserite nei cassonetti o nei telai, limitando i disagi quali l’ingresso di rumore e di inquinanti e la vulnerabilità delle aperture che spesso inducono a rinunciare alla corretta ventilazione.
I serramenti possono essere dotati di ferramenta specifica che consente di regolare le aperture in inverno riducendole a delle fessure minime per il passaggio dell’aria o di ferramenta “estate/inverno” che consente di diversificare il tipo di apertura a seconda della stagione attraverso la regolazione che avviene tramite la maniglia.
Gli aeratori posizionati nei cassonetti o nei telai, invece, hanno la funzione di ostruire, in modo modulabile, un foro passante in comunicazione con l’esterno permettendo di ventilare ambienti di ogni dimensione e presentano diverse tipologie:
- con apertura fissa e areazione permanente
- con membrane mobili autoregolanti
- con chiusura manuale o elettrica controllabile dall’utente anche con meccanismi automatici regolati da sonde, apparecchi di controllo o termostati e timer che favoriscono il contenimento dei consumi e il raffrescamento naturale in presenza di impianti di climatizzazione e di ampie superfici vetrate.
Il principio di funzionamento dei sistemi di Ventilazione Meccanica Controllata (VMC) si basa sull’utilizzo di un motore per l’estrazione dell’aria viziata dall’interno e la re-immissione della stessa quantità di aria rinnovata. Il sistema meccanico offre il vantaggio di controllare anche la qualità dell’aria e il livello di umidità in esso contenuta.
Negli edifici di nuova costruzione la progettazione degli impianti ormai da tempo integra ai sistemi di climatizzazione estiva e invernale la ventilazione meccanica, ma è molto interessante osservare la diffusione dei sistemi di ventilazione meccanica controllata (VMC) anche negli interventi di ristrutturazione, in cui è necessario ridurre l’impatto architettonico ed economico dell’intervento.
Anche per questi sistemi il serramento riveste sempre più un ruolo di massima importanza.
I sistemi più semplici prevedono un motore ventilante (posizionato in prossimità della finestra o in luogo remoto con sistema di adduzione canalizzato) che immette nell’ambiente aria fresca inducendo l’espulsione dell’aria viziata attraverso di bocchette poste sul telaio del serramento. Il sistema viene detto “a singolo flusso” e, per effetto della sovrappressione interna, limita la possibilità di ingresso di odori o inquinanti ma determina inevitabili perdite di calore.
Sempre maggiore è lo sviluppo di sistemi “a doppio flusso” invece prevedono che l’aria immessa e l’aria estratta mantengano percorsi separati; in questo modo nell’unità ventilante può essere predisposto uno scambiatore di calore (aria-aria) in grado di riprendere quota parte dell’energia termica dall’aria espulsa per il recupero del calore.
Gli scambiatori di calore possono trattenere esclusivamente l’energia termica o anche parte dell’umidità. I primi sono detti “sensibili” e mantengono i flussi d’aria (estrazione e immissione) completamente separati tra loro determinando il recupero del calore attraverso lo scambio termico per conduzione.
Gli scambiatori definiti “entalpici” invece sono in grado di effettuare sia lo scambio termico che quello di umidità e garantiscono il mantenimento del giusto grado di umidità.
Sono sempre più diffusi e performanti i sistemi che permettono di integrare l’impianto di ventilazione provvisto di scambiatore per il recupero del calore nel cassonetto, nel controtelaio o addirittura nel profilo del serramento e sono particolarmente interessanti soprattutto negli interventi in cui non c’è interesse o possibilità di collocare un sistema centralizzato.
L’installazione contestuale al serramento, con cui si configura visivamente come un’unica unità, non comporta ulteriori opere e consente di controllare l’aria del singolo ambiente in base alla destinazione specifica anche per le agevoli ed economiche operazioni di pulizia e manutenzione dei filtri.
Il mercato offre anche soluzioni apposite per sfruttare, laddove esiste, la via di ventilazione del cassonetto degli oscuranti coniugando il miglior isolamento termico dello stesso con la tecnologia di ventilazione meccanica, particolarmente indicati per adeguamento e completamento, senza ulteriori interventi murari, di riqualificazione recenti.
Per entrambe le tipologie di ventilazione, naturale o meccanica, risulta di fondamentale importanza la scelta del giusto materiale per realizzare il serramento.
L’aspetto più innovativo del serramento in PVC è proprio il PVC. Questo è un materiale plastico che presenta tre caratteristiche fondamentali:
- è isolante termico
- è isolante acustico
- è isolante elettrico
Quindi con una sola soluzione si può ottenere ciò che dovrebbe essere ritrovato in più materiali differenti.