EN 16798: l’umidità nei regolamenti europei

Introduzione

Esistono diverse prescrizioni internazionali per gli impianti HVAC in ambito residenziale e non residenziale. Dal punto di vista degli edifici, la più importante è la serie di norme EN 16798, il cui focus principale è sempre la qualità dell’aria nei locali e l’igiene dell’aria. Nel frattempo è divenuto sempre più importante anche il funzionamento efficiente dal punto di vista energetico. I requisiti di regolamenti, norme e direttive riguardano le procedure di prova e di misura per la consegna, l’esecuzione e il funzionamento, l’igiene, le ispezioni igieniche o la manutenzione e l’assistenza degli impianti.

Ma qual è la vera rilevanza dell’umidità negli ambienti chiusi nelle norme e nelle leggi internazionali e qual è la situazione attuale? Consideriamo un esempio: dal 1° gennaio 2018 in Europa si applicano nuovi valori minimi per il recupero del calore negli impianti di ventilazione non residenziali. Per gli impianti a circuito chiuso si parla di un valore del 68%, per gli scambiatori di calore rotativi e a piastre del 73%. Ciò è previsto dalla direttiva Ecodesign, o più precisamente dal regolamento di attuazione UE n. 1253/2014 “Specifiche per la progettazione ecocompatibile delle unità di ventilazione”. Le associazioni europee del settore Eurovent ed EVIA stanno attualmente lavorando all’inclusione del recupero dell’umidità nel regolamento UE unitamente a misure per accrescere l’efficienza degli impianti di ventilazione non residenziali per il recupero del calore e dell’umidità. Ciò vuol dire l’energia necessaria per la deumidificazione (raffreddamento) nonché tutta l’umidificazione e la protezione antigelo richiesta. Quindi, evidentemente, una cosa importante.

Fig. 1: Direttiva UE 2018/844 – titolo ufficiale “Direttiva sulla prestazione energetica nell’edilizia” (EPBD)

L’edilizia stessa

Nel considerare i regolamenti europei, l’attenzione ricade innanzitutto sulla direttiva 2018/844 sulla prestazione energetica nell’edilizia (EPBD), modificata e pubblicata dal Parlamento europeo a maggio 2018. Nell’ambito di un processo continuo, la EPBD continua ad affrontare nuovi requisiti al fine di migliorare ulteriormente l’efficienza energetica nell’edilizia, contribuire a ridurre le emissioni di gas a effetto serra entro il 2050 e decarbonizzare il parco immobiliare che, secondo la Commissione, nel 2018 ha causato circa il 36% di tutte le emissioni di CO2 nell’Unione. Al contempo, tuttavia, è essenziale garantire livelli di confort e qualità dell’aria. Ad un esame più attento appare evidente che ciò che si definisce come “clima negli ambienti chiusi” è determinato da tutti i parametri possibili – ma senza minimamente citare l’umidità dell’aria interna. Ecco tre esempi:

  • Al comma 13, la direttiva fa riferimento alle linee guida dell’Organizzazione mondiale della sanità del 2009 affermando che: “per quanto concerne la qualità dell’aria interna, edifici più efficienti offrono maggiore comfort e benessere agli occupanti e migliorano la salute. I ponti termici, l’inadeguatezza dell’isolamento e le infiltrazioni d’aria possono generare temperature superficiali al di sotto della temperatura di rugiada dell’aria, oltre che umidità. È fondamentale pertanto garantire un isolamento completo e omogeneo dell’edificio, compresi i balconi, le finestre, i tetti, i muri, le porte e i pavimenti, ed è opportuno prestare particolare attenzione a evitare che la temperatura di una qualsiasi superficie interna dell’edificio scenda al di sotto della temperatura di rugiada.”
  • Il comma 21 tratta quindi il monitoraggio del clima negli ambienti chiusi in questi termini: “È opportuno che sia considerata l’installazione negli edifici esistenti di dispositivi autoregolanti che controllino separatamente la temperatura in ogni vano o, quando giustificato, in una determinata zona riscaldata dell’unità immobiliare, se economicamente fattibile, ad esempio ove il costo sia inferiore al 10% dei costi totali dei generatori di calore sostituiti.”
  • Inoltre, al comma 36 la EPBD rimane vaga in merito all’obbligo di monitoraggio relativo all’umidità dell’aria nei locali: “Quando si eseguono ispezioni, e al fine di conseguire nella pratica i miglioramenti della prestazione energetica dell’edificio perseguiti, l’obiettivo dovrebbe essere il miglioramento della prestazione energetica effettiva degli impianti di riscaldamento, degli impianti di condizionamento d’aria e degli impianti di ventilazione in condizioni di utilizzo reale. La prestazione effettiva di tali impianti e sistemi è determinata dall’energia utilizzata in condizioni di esercizio tipiche o medie, che variano in modo dinamico.”

Per i dettagli consultare la nuova EN 16798

La direttiva sulla prestazione energetica nell’edilizia stabilisce pertanto le linee guida, ma non entra nei dettagli dell’ingegneria degli impianti. Per questi, il progettista deve ricorrere a un’altra norma europea: la EN 16798 “Prestazione energetica degli edifici”. Questa è considerata come la norma di esecuzione della EPBD ed è diventata il testo centrale per la tecnologia di ventilazione e climatizzazione in Europa.

Norma/TR Numero precedente Contenuto
EN 16798-1
TR 16798-2
EN 15251 Condizioni del clima negli ambienti chiusi e profili di occupazione
EN 16798-3
TR 16798-4
EN 13779 Requisiti prestazionali per i sistemi di ventilazione e di condizionamento degli ambienti
EN 16798-5
TR 16798-6
EN 15241 Calcoli energetici per i sistemi di ventilazione
EN 16798-7
TR 16798-8
EN 15242 Metodi di calcolo per la determinazione delle portate d’aria negli edifici
EN 16798-9
TR 16798-10
EN 15243 Metodi di calcolo per il fabbisogno energetico dei sistemi di raffreddamento
EN 16798-11
TR 16798-12
EN 15243 Calcoli del carico
EN 16798-13
TR 16798-14
EN 15243 Metodi di calcolo dei sistemi di raffreddamento
EN 16798-15
TR 16798-16
EN 15243 Metodi di calcolo per il fabbisogno energetico dei sistemi di raffreddamento – Accumulo
EN 16798-17
TR 16798-18
EN 15239
EN 15240
Linee guida per l’ispezione degli impianti di ventilazione

Questa serie di norme, concepita in 18 parti, è stata lanciata a luglio 2015 con la Parte 1 sui “Parametri di ingresso dell’ambiente interno per la progettazione e la valutazione della prestazione energetica degli edifici in relazione alla qualità dell’aria interna, all’ambiente termico, all’illuminazione e all’acustica”. Di fatto, la Parte 1 è stata pubblicata soltanto dopo la seconda procedura di approvazione degli Stati membri a maggio 2019. Si tratta di una continuazione rivisitata della EN 15251 “Parametri di input relativi all’ambiente interno”, che è divenuta nel contempo inefficace. Tale norma differenziava il confort nei locali con umidificazione e deumidificazione attiva in tre categorie con temperature minime e massime per l’inverno e l’estate. Con la nuova Parte 1, la Categoria IV è stata incorporata nella EN 16798. Inoltre, l’umidità relativa dell’aria interna compare in tutte e quattro le categorie. Sono definiti valori minimi e massimi tra il 20 e il 70% per ogni categoria, in base alle condizioni climatiche, alla temperatura dei locali e al tipo di utilizzo. La EN 16798 Parte 1 raccomanda inoltre un’umidità assoluta dell’aria interna inferiore a 12 g/kg in ogni momento.

Per la pianificazione, la progettazione e il funzionamento efficiente dal punto di vista energetico degli edifici, si applica la Parte 3 della EN 16798. Questa riguarda la progettazioni di sistemi di ventilazione e di condizionamento degli ambienti in edifici non residenziali destinati all’occupazione umana – ma senza applicazioni di ingegneria industriale e di processo. La Parte 3 recepisce gran parte dei contenuti della EN 13779 rivista “Ventilazione degli edifici non residenziali – Requisiti di prestazione per i sistemi di ventilazione e di climatizzazione”, ma include anche nuovi requisiti per le apparecchiature e la tecnologia di sistema per filtri dell’aria, recupero di calore e qualità dell’aria di alimentazione. La parte restante specifica poi che gli impianti HVAC e i sistemi di condizionamento degli ambienti possono influire sul clima termico negli ambienti chiusi, sulla qualità dell’aria interna, sull’umidità dell’aria interna e sull’acustica nella stanza e che il controllo dell’umidità nell’aria ambiente è obbligatorio per escludere la possibilità che si formi della condensa. Ciò stabilisce una relazione con la Parte 1 per quanto concerne le modalità per garantire l’umidità dell’aria interna o la qualità dell’aria proposta.

Le Parti 5-15 seguenti della EN 16798 trattano vari metodi di calcolo relativi ai sistemi di ventilazione meccanica, inclusi riscaldamento, raffreddamento e distribuzione. Viene prestata attenzione al tenore di umidità nell’aria di alimentazione raccomandato nella Parte 1 per garantire l’umidità dell’aria interna e l’energia ausiliaria necessaria per l’umidificazione la deumidificazione. Queste parti sostituiscono le precedenti norme UE 15241, 15242 e 15253, che specificavano anch’esse tutti i metodi di calcolo.

Ultima ma non meno importante, la Parte 17 della EN 16798 riguarda l’“ispezione degli impianti di ventilazione e condizionamento dell’aria” e sostituisce le precedenti EN 15239 “Linee guida per l’ispezione dei sistemi di ventilazione” ed EN 15240 “Linee guida per l’ispezione degli impianti di climatizzazione”. Per quanto riguarda l’umidità, questa parte tratta principalmente la prevenzione della formazione di condensa e gli aspetti igienici. A tal fine, durante le ispezioni occorre registrare, testare e valutare non solo l’umidità, ma anche vari altri parametri e proprietà dell’aria in movimento e del sistema di ventilazione. Per la procedura si fa riferimento alla EN 12599 “Procedure di prova e metodi di misurazione per la presa in consegna di impianti di ventilazione e di condizionamento dell’aria”. Questa specifica i test, le procedure di prova e gli strumenti di misura, come il nuovo testo 400 , per determinare lo stato di efficienza degli impianti installati al momento della presa in consegna; tali misure sono effettuate prima, durate e dopo la presa in consegna. Il grande vantaggio per l’utente offerto dallo strumento di misura universale di Testo sta nella procedura di misura conforme alle norme e nella documentazione completa con fotografie e commenti. Quale scopo principale di un’ispezione, la Parte 17 della EN 16798 descrive in che modo la relazione ispettiva informa gestori e proprietari di edifici su come ridurre il consumo energetico dei sistemi, mantenendo nel contempo condizioni climatiche accettabili negli ambienti chiusi.

Da “potere” a “dovere”

La serie di norme europee EN 16798 fornisce quindi un insieme di specifiche per l’umidità dell’aria nei locali, nei sistemi di ventilazione e negli edifici. Tuttavia, nessuna di esse è obbligatoria o da intendersi come un requisito di legge. Si tratta piuttosto di raccomandazioni per mantenere l’umidità relativa nell’aria interna in rapporto con la temperatura nel locale e con la stagione. Inoltre, le suddette Parti 1-17 si applicano in riferimento all’umidità soltanto quando un’unità di ventilazione o di climatizzazione umidifica o deumidifica con un dispositivo tecnico l’aria di alimentazione o di scarico. Spesso ciò avviene quando beni e depositi, processi produttivi o strutture sanitarie sensibili all’umidità definiscono specifiche relative all’umidità per altri motivi o quando esiste un rischio di formazione di ghiaccio negli impianti di refrigerazione commerciali a causa dell’eccessiva umidità a temperature al di sotto delle zero. In tal caso occorre garantire che l’energia ausiliaria richiesta per regolare l’umidità nel locale sia usata nel modo più efficiente possibile e che la condensa non causi problemi di igiene nell’unità di ventilazione, nelle linee di alimentazione o nell’unità di postrefrigerazione. Le ispezioni regolari sono quindi parte integrante del funzionamento dei sistemi di ventilazione e climatizzazione.

Le associazioni europee del settore Eurovent e EVIA stanno attualmente perseguendo un approccio differente. Sulla base della loro presa di posizione sul regolamento UE n. 1253/2014 riguardante le “specifiche per la progettazione ecocompatibile delle unità di ventilazione”, l’imminente procedura di revisione nel 2020 introdurrà il parametro di sistema “c” che tiene conto del recupero tecnico dell’umidità dell’aria per mezzo di un rotore di assorbimento, un serbatoio di stoccaggio rimuovibile o uno scambiatore di calore a membrana. In riferimento alle quattro categorie della Parte 1 della EN 16798 di cui sopra e ai tipi di utilizzo degli edifici specificati nel suo allegato, sono stati effettuati dei calcoli di simulazione per le città di Milano, Valencia, Oslo e Monaco, che hanno dato risultati promettenti. Su tale base, anche nelle condizioni ambientali più sfavorevoli il fattore c=0,08 potrebbe essere aggiunto al calcolo del coefficiente di recupero del calore oggi già richiesto per legge.

Fig. 3: Estratto dalla presa di posizione presentata alla Commissione europea concernente la revisione del regolamento UE n. 1253/2014 sulle “specifiche per la progettazione ecocompatibile delle unità di ventilazione” e la considerazione di un parametro di sistema per il recupero dell’umidità.

L’umidità dell’aria interna che viene recuperata non ha quindi bisogno di essere generata tramite energia ausiliaria. La deumidificazione apporta un grande vantaggio in estate, in quanto l’aria di scarico è più secca dell’aria all’esterno. La deumidificazione diventa così l’elemento più importante del raffreddamento, il che significa che, a seconda di dove ci si trova in Europa, gli impianti di refrigerazione possono essere considerevolmente più piccoli. Inoltre, asciugando l’aria di scarico in inverno si evita la formazione di ghiaccio sullo scambiatore di calore senza bisogno di ricorrere ad alcuna misura energetica ausiliaria. La tabella finale (Fig. 4) di Eurovent mostra i valori calcolati in rosso per il caso operativo “5 giorni alla settimana dalle 7.00 alle 18.00 durante tutto l’anno”, che corrisponde per esempio ai modelli di utilizzo di innumerevoli uffici o edifici amministrativi.

Se Eurovent ed EVIA avranno successo nelle loro iniziative, prossimamente i sistemi di ventilazione negli edifici non residenziali saranno in grado di includere nel bilanciamento dell’edificio non soltanto il recupero di calore ma anche l’umidità recuperata nell’aria interna – che, per inciso, è proprio quanto richiesto dalla direttiva sulla prestazione energetica nell’edilizia menzionata all’inizio di questo articolo. Del resto, come si legge al considerando 7:

“L’accordo di Parigi sui cambiamenti climatici del 2015, derivante dalla 21ª conferenza delle parti della convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici (COP21), incoraggia gli sforzi dell’Unione finalizzati alla decarbonizzazione del suo parco immobiliare. Tenendo conto del fatto che quasi il 50% del consumo dell’energia finale dell’Unione è usato per riscaldamento e rinfrescamento, di cui l’80% negli edifici, il conseguimento degli obiettivi energetici e climatici dell’Unione è legato agli sforzi di quest’ultima per rinnovare il suo parco immobiliare, dando la priorità all’efficienza energetica, ricorrendo al principio dell’«efficienza energetica in primis», nonché valutando l’utilizzo delle energie rinnovabili.”

Fig. 4: Calcoli di simulazione del parametro di sistema “c” per il recupero dell’umidità nelle città europee. I valori calcolati in rosso rappresentano il caso operativo “5 giorni alla settimana dalle 7.00 alle 18.00 durante tutto l’anno”.

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