Dossier tecnico

Gli impianti di ventilazione negli ambienti a elevata altezza: quali strategie adottare?

Climatizzare edifici o parti di edifici aventi altezza elevata richiede grande esperienza e analisi preliminari approfondite soprattutto se l’impianto per il riscaldamento degli ambienti stessi è del tipo a tutt’aria. Richiede particolare attenzione per evitare che i naturali fenomeni termodinamici e fisici portino a un discomfort termico legato a moti convettivi e, più semplicemente, alla stratificazione dell’aria stessa.

Uno dei fenomeni più evidenti riscontrabili nella climatizzazione invernale degli ambienti a elevata altezza riguarda il fatto che l'aria calda tende a portarsi verso la parte alta dell'edificio, in zone dove non vi è ovviamente presenza di persone o, nel caso di edifici costituiti da zone aperte su aree soppalcate, tali zone risulteranno essere in condizioni di sovratemperatura.

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La soluzione da adottare per il riscaldamento degli ambienti a elevata altezza consiste nel riuscire a fare penetrare l’aria fino alla zona occupata; di contro, tale soluzione incontra problematiche nelle fasi di climatizzazione estiva, in quanto l’aria fredda, spinta dall’impianto aeraulico, comporta evidenti problematiche agli occupanti.

Quali sono pertanto le strategie da adottare per l’esecuzione degli impianti di ventilazione in ambienti a elevata altezza?

Esistono diverse soluzioni che ovviamente richiedono analisi da parte del progettista, che avrà il compito di contestualizzare le scelte integrandole in modo corretto e simbiotico nell’edificio ospitante.

Impianti a pulsione

Gli impianti a pulsione sono impianti brevettati che sfruttano dei condotti circolari con forature calibrate in funzione alla specificità dell’ambiente da climatizzare. Negli anni Ottanta i primi condotti degli impianti a pulsione erano realizzati in tessuto.

I condotti in tessuto, infatti, permettono di sopportare la velocità dell‘aria in ingresso al sistema di immissione dell’aria fino a 22 m/sec, velocità non accettabile per dei sistemi a pulsione di tipo metallico.

Di contro, però, i sistemi in tessuto soffrono essenzialmente di rischi legati alla turbolenza provocati dai canali collettori a monte, e in particolar modo dai rischi legati ai "colpi d'ariete" alla partenza del ventilatore, che possono provocare il danneggiamento degli stessi, arrivando anche a possibili rotture in caso di continue sollecitazioni.

Canali in tessuto

Sono canali utilizzati per particolari situazioni
Velocità dell'aria 10 - 22 m/s

Canali metallici

Sono i canali maggiormente diffusi
Velocità dell’aria 10 m/s

I sistemi a pulsione sono caratterizzati da fori con differenti funzioni.

Fori di induzione

Sono fori di piccole dimensioni che hanno la funzione di garantire il richiamo dell’aria per miscelarla perfettamente con l’aria di mandata

Fori di direzione

Sono fori più grandi che stabiliscono la direzione e la distanza dell’aria ambiente pre-miscelata dai fori di induzione, al fine di ottenere la velocità finale desiderata

Nei sistemi a pulsione l’aria di mandata esce dai fori senza alcuna guida, e i filetti fluidi dell’aria si scompongono con un moto altamente turbolento provocando dei micro-vortici sulla corona circolare di ogni foro. L’aria circostante viene richiamata per depressione generando la miscelazione dell’aria di mandata in uscita dal foro, rallentando bruscamente la propria velocità.

Questo garantisce un’elevata movimentazione dell’aria assicurando, al contempo, una temperatura di immissione ridotta rispetto alla temperatura ambiente, con conseguente aumento del comfort interno degli occupanti.

Tipologia di diffusori adottabili

La climatizzazione di edifici a elevata altezza comporta una necessaria modularità e adattabilità dei terminali aeraulici utilizzati.

Come già evidenziato, infatti, per sopperire alla normale e fisiologica stratificazione dell’aria, che porta ad avere un aumento della temperatura dell’aria nei punti alti dell’edificio e viceversa una temperatura bassa nelle zone inferiori del fabbricato, è necessario che l’immissione dell’aria nel periodo invernale avvenga con un flusso che penetri l’intera altezza dei locali, e viceversa in estate, che l’aria venga spinta con un flusso orizzontale in modo tale che quella calda possa scendere.

A tale proposito esistono delle soluzioni che prevedono l’adozione di sistemi di diffusione a lancio variabile motorizzato, che permettono di indirizzare il flusso con un lancio verticale o orizzontale.

Le soluzioni adottabili sono le seguenti:

Diffusori aria a lancio variabile;

Ugelli a lancio profondo motorizzati;

Diffusori sottopoltrona o da gradino.

Diffusori aria a lancio variabile

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I diffusori a lancio variabile permettono la regolazione del flusso manualmente o attraverso un motore elettrico. È evidente che nel caso di edifici a elevata altezza è da preferire un sistema motorizzato che possa essere gestito, controllato e regolato da una postazione remota e di facile accesso.

Per evitare correnti d'aria in regime di raffreddamento, il lancio viene gestito principalmente in senso orizzontale, ovvero in regime di riscaldamento, per ottenere una elevata profondità di penetrazione per avere tempi rapidi di messa a regime, il lancio viene gestito principalmente in senso verticale.

I diffusori sono generalmente costituiti da un attacco di alimentazione circolare e un corpo diffusore esterno e interno. Il diffusore ha delle aperture laterali e inferiori. In riscaldamento, le aperture inferiori vengono aperte e quelle laterali chiuse tramite specifico servomotore, in modo che il lancio di mandata avvenga completamente in senso verticale.

In raffreddamento, le aperture laterali vengono aperte e quelle inferiori chiuse, in modo tale che grazie alla frammentazione del lancio di mandata in molteplici lanci singoli si sfrutti un’elevata induzione, riducendo al minimo la velocità e le differenze di temperatura.

Le aperture laterali e inferiori sono dimensionate in modo tale che la perdita di carico e il livello sonoro non subiscano modificazioni nella regolazione del lancio.

I diffusori a lancio variabile pertanto saranno regolati nel seguente modo:

Inverno

Getto dell’aria verticale per sfruttare la penetrazione fino a livello pavimento

Estate

Getto dell’aria orizzontale per sfruttare una immissione a filo soffitto

Mezza stagione

Getto misto

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