Perché la misura della CO₂ è fondamentale negli impianti HVAC

Misura della CO₂  negli impianti di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria

Gli impianti di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria (HVAC) non sono generalmente considerati un'applicazione particolarmente impegnativa per i sensori di CO₂. Sebbene le condizioni ambientali siano generalmente poco gravose, i sensori devono comunque essere affidabili, facili da manutenere e garantire una stabilità delle misure nel lungo periodo. In questo articolo spiego perché è necessario misurare la CO₂ , come funziona la ventilazione controllata in base alla domanda (DCV) e in che modo le misure contribuiscono a mantenere il benessere all'interno degli edifici, oltre a ridurne i costi operativi.

Perché la misura della CO₂ è fondamentale negli impianti HVAC

Sebbene il motivo più comune alla base della misura della CO₂ sia il risparmio energetico, il crescente numero di prove del legame diretto tra qualità dell'aria interna (IAQ - Indoor Air Quality ) e benessere delle persone dimostra che questa misura è importante anche per assicurare ambienti di lavoro sani e produttivi. La conformità alle normative è un altro fattore determinante, soprattutto se i proprietari degli edifici intendono ottenere le certificazioni che richiedono l'uso della ventilazione controllata in base alla domanda e/o della misura della  CO₂. 

Come funziona la ventilazione controllata in base alla domanda?

Il grafico riportato sopra mostra le differenze tra la ventilazione a tempo controllato e la ventilazione controllata in base alla domanda. Le barre blu indicano il livello di occupazione di uno spazio, ad esempio un ufficio, nell'arco della giornata, mentre la linea arancione mostra il funzionamento della ventilazione a tempo controllato. In questo caso la ventilazione è attiva dalle 07:00 alle 18:00 per risparmiare energia evitando la ventilazione notturna. La linea grigia illustra il funzionamento della DCV con la misura della  CO₂. La concentrazione di CO₂ in una stanza viene misurata tramite sensori e la quantità di aria fresca è regolata per mantenere il livello desiderato di concentrazione. La quantità di aria fresca o di ventilazione dipende dal livello di occupazione dell'edificio.

Aspetti normativi relativi  ai sensori di CO2 negli impianti di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria

Uno degli standard più importanti per gli impianti di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria è l'ASHRAE 189.1 per la bioedilizia, che impone rigorosi requisiti di precisione per i sensori di CO₂  e richiede che siano in grado di misurare la concentrazione di CO₂  nell'aria esterna oppure che tale concentrazione venga stimata sulla base di dati statistici locali. In pratica, ciò spiega il motivo per cui molti scelgono un sensore esterno.

Una delle normative più consolidate è lo standard CEC-400-2008-001 della California Energy Commission (standard di efficienza per edifici residenziali e non). Lo standard LEED v.4 per la bioedilizia assegna crediti per la misura della CO₂ , con due crediti disponibili per il monitoraggio della CO₂  negli spazi occupati. Esistono inoltre requisiti relativi alla precisione, all'intervallo di taratura e alla manutenzione dei sensori, aspetti cui si presta sempre maggiore attenzione, e a ragione. Perché pretendere misure accurate se non si pretende anche una manutenzione adeguata? 

La qualità dell'aria interna (IAQ) è un tema sempre più sentito. Ad esempio, lo standard edilizio WELL dell'International WELL Building Institute si basa in gran parte sugli standard LEED e ASHRAE. Attualmente, l'attenzione è sempre più rivolta al benessere delle persone e meno ai requisiti tecnici. Nel 2010, l'Organizzazione mondiale della sanità ha pubblicato una guida sulla qualità dell'aria interna che include indicazioni per determinati inquinanti e illustra i rischi potenziali per la salute. 

L'impatto delle misurazioni negli impianti HVAC sui costi operativi degli edifici

I costi di gestione di un tipico edificio per uffici potrebbero essere ripartiti nel modo seguente:

I costi energetici rappresentano circa l'1% dei costi operativi totali di un edificio, mentre i costi di affitto o di capitale ammontano al 9% e gli stipendi dei dipendenti al 90%. Ciò significa che il benessere e la produttività dei dipendenti sono probabilmente gli aspetti più importanti in relazione agli impianti di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria. Non ottimizzare gli impianti HVAC attraverso la misurazione della CO₂  può incidere proprio su quel 90%, riducendo la produttività.

Il legame tra livelli di CO₂  e la produttività dei dipendenti

Le ricerche hanno dimostrato che la concentrazione di CO₂  ha un impatto notevole sulle prestazioni cognitive delle persone. Da uno studio condotto da un gruppo di Harvard emerge come determinate abilità siano condizionate dalle variazioni nelle concentrazioni di  CO₂. Lo studio ha rilevato che abilità come la gestione delle crisi, l'utilizzo delle informazioni e il pensiero strategico risultano significativamente compromesse anche a un livello di concentrazione di 1.000 ppm, considerato sicuro per gli ambienti di lavoro.

Livelli elevati di CO₂  potrebbero compromettere l'apprendimento dei dipendenti, ridurne la produttività, influire negativamente sui processi decisionali, provocare errori e persino essere causa di situazioni pericolose. In generale, la ricerca sembra concordare sul fatto che una buona qualità dell'aria interna può contribuire a un aumento significativo della produttività dei dipendenti.

Nel prossimo blog di questa serie esamineremo i vantaggi esclusivi della tecnologia dei sensori CARBOCAP® di Vaisala negli impianti di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria.

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