Efficienza energetica e qualità dell'aria interna

L'efficienza energetica e la qualità dell'aria interna sono entrambe caratteristiche desiderabili in un edificio. L'efficienza energetica riduce i costi operativi e l'impatto ambientale degli edifici, mentre la qualità dell'aria interna crea un ambiente più sano per gli occupanti. Inoltre, l'efficienza energetica e IAQ possono aiutare a guadagnare punti per una certificazione di bioedilizia come LEED. È opinione comune che l'efficienza energetica abbia un impatto negativo sulla qualità dell'aria e viceversa. Tuttavia, entrambi gli aspetti possono essere migliorati insieme a decisioni di progettazione intelligente. I sistemi HVAC rappresentano la quota maggiore di consumo energetico nella maggior parte degli edifici residenziali e commerciali. Inoltre, la qualità dell'aria interna dipende fortemente dalle prestazioni HVAC. Ciò significa che un buon design HVAC è fondamentale per raggiungere sia l'efficienza energetica sia IAQ in un progetto di costruzione. La ventilazione consuma meno energia del riscaldamento d'ambiente e dell'aria condizionata. Tuttavia, la quantità di aria esterna fornita a un edificio influisce sui carichi di riscaldamento e raffreddamento. Ad esempio, se i gestori dell'aria aumentano il flusso d'aria esterno in una calda giornata estiva, il sistema di condizionamento dell'aria deve lavorare di più per compensare il calore aggiuntivo che entra nell'edificio. Lo stesso vale per i sistemi di riscaldamento se la ventilazione viene aumentata in una fredda giornata invernale. Secondo la US Environmental Protection Agency, l'aria interna è in genere da 2 a 5 volte più inquinata dell'aria esterna, anche nelle città. Pertanto, diluire l'aria interna con l'aria esterna è un modo efficace per ridurre la concentrazione di inquinanti atmosferici. Dato che trascorriamo il 90% del nostro tempo in ambienti chiusi, è molto importante preservare la qualità dell'aria interna. La mancanza di ventilazione è dannosa per la qualità dell'aria interna, ma una ventilazione eccessiva rappresenta uno spreco di energia. Idealmente, un sistema di ventilazione dovrebbe fornire la giusta quantità di aria necessaria per un edificio. Ciò può essere realizzato soddisfacendo due requisiti di progettazione: ASHRAE fornisce due metodi per la progettazione di sistemi di ventilazione meccanica, la procedura di ventilazione (VRP) e la procedura di qualità dell'aria interna (IAQP). Il VRP si basa su tassi di ventilazione prescrittivi che sono stati determinati da ASHRAE dopo numerosi test di laboratorio. Queste tariffe si basano sul tipo di edificio, sulla sua superficie e sul numero di occupanti. D'altra parte, l'IAQP non utilizza valori prescrittivi e invece la ventilazione viene controllata in base alle misurazioni della qualità dell'aria. L'IAQP ha il potenziale per migliorare l'efficienza, poiché non esiste un tasso minimo di ventilazione. Tuttavia, molti codici di costruzione locali si basano sul VRP perché l'utilizzo di valori prescrittivi è più semplice. Per ottimizzare le prestazioni di ventilazione rispettando i codici di costruzione, è possibile un approccio di progettazione ibrida. Le velocità minime del flusso d'aria si basano sui requisiti del codice, ma i controlli intelligenti vengono utilizzati per regolare il flusso d'aria in base alle misurazioni della qualità dell'aria. Quando i tassi di ventilazione sono controllati attentamente, i proprietari di edifici risparmiano anche sul riscaldamento degli ambienti e sull'aria condizionata. Quando le misure di efficienza energetica vengono implementate senza un'attenta analisi, possono avere un impatto negativo sulla qualità dell'aria interna. Ad esempio, se le velocità di ventilazione vengono ridotte arbitrariamente, gli inquinanti dell'aria interna possono raggiungere concentrazioni più elevate. Tuttavia, con un audit energetico professionale, i proprietari di edifici possono identificare misure di risparmio energetico che non influiscono sull'IAQ o persino misure che migliorano anche l'IAQ. Molti sistemi di ventilazione sono del tipo a volume d'aria costante (CAV), il che significa che funzionano sempre alla massima capacità del ventilatore. Convertendoli in sistemi a volume d'aria variabile (VAV), la ventilazione può essere ottimizzata con controlli intelligenti. La qualità dell'aria interna non risentirà se il controllo della ventilazione misura la concentrazione di inquinanti atmosferici. La US Environmental Protection Agency ha scoperto che un aggiornamento della ventilazione da CAV a VAV può ottenere un risparmio energetico annuo dal 10% al 21%. A seconda del clima locale, un sistema HVAC può anche essere potenziato con un economizzatore lato aria o un ventilatore per il recupero di energia: Gli economizzatori Airside e gli ERV sono utili negli edifici perché consentono una maggiore ventilazione preservando l'efficienza energetica. Tuttavia, l'efficacia di queste misure cambia a seconda del clima locale. Si raccomandano servizi di modellizzazione energetica professionale per studiare le prestazioni di queste misure prima di investire in esse. Il miglioramento della qualità dell'aria interna viene normalmente considerato una misura di benessere, ma comporta anche un significativo vantaggio economico. Secondo JLL Incorporated, una delle più grandi società immobiliari a livello mondiale, i salari e le altre spese di manodopera sono 10 volte più grandi delle bollette degli edifici commerciali. Ciò significa che un miglioramento dell'1% della produttività dell'ufficio è paragonabile a un miglioramento del 10% dell'efficienza energetica e dell'efficienza idrica. Poiché la qualità dell'aria interna rende gli edifici più sani e più confortevoli, può migliorare direttamente la produttività.