Indoor environmental quality (IEQ): la qualità dell'aria interna, un fattore chiave per la salute e il benessere

Indoor Environmental Quality: cos'è e quali sono i fattori che lo influenzano

L’Indoor Environmental Quality (IEQ) si riferisce alla qualità degli ambienti confinati e al benessere abitativo. Comprende diversi fattori e tra questi emergono principalmente la qualità dell’aria (Indoor Air Quality - IAQ), delle condizioni di illuminazione, acustiche e termiche. Tali parametri dipendono dalle caratteristiche architettoniche dell’edificio e dell’involucro edilizio, ma anche dal design degli spazi e dall’arredo.

Per questo motivo, la costruzione, la manutenzione e la gestione dell’edificio e degli impianti hanno un ruolo fondamentale nel raggiungimento di un adeguato livello di IEQ, tale da garantire la salute, il benessere, il comfort e la produttività degli utenti. I diversi fattori dell’IEQ sono correlati tra di loro ed è necessario considerarne l'effetto combinato. Cercare di migliorare le condizioni di un fattore, che può essere causa di malessere in un determinato momento, può avere conseguenze sugli altri. Per esempio, quando si sceglie di aprire la finestra di un edificio collocato in una zona urbana rumorosa il comfort acustico viene sacrificato per un miglioramento della qualità dell’aria e/o del comfort termico.

La valutazione dell’IEQ avviene principalmente attraverso il monitoraggio di parametri e indici per i quali normative nazionali e internazionali definiscono soglie da rispettare per garantire l’abitabilità dei diversi tipi di ambiente.

La temperatura, l’umidità relativa, la velocità dell’aria, l’illuminamento, il livello di pressione sonora e la concentrazione di determinati inquinanti, quali l’anidride carbonica (CO₂), il particolato (PM2.5 e PM10) o i composti organici volativi (COV), possono essere monitorati tramite sensori posti in ambiente per descriverne la qualità. La norma EN 16798-1 fornisce indicazioni sui parametri di input per la progettazione e la valutazione delle prestazioni energetiche degli edifici riguardanti la qualità dell'aria interna, l'ambiente termico, l'illuminazione e l'acustica.

Come si valuta il comfort all’interno di un edificio? E cos’è il comfort adattivo?
La valutazione del comfort all’interno degli edifici è un argomento piuttosto vasto e complesso, in quanto dipende da parametri non solo oggettivi ma anche soggettivi. Vediamo insieme i diversi approcci perseguibili per una sua adeguata valutazione, in termini di comfort termoigrometrico.
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Gli obiettivi dell’IEQ si concentrano sul fornire ambienti stimolanti e confortevoli per gli occupanti e sulla riduzione al minimo del rischio di problemi di salute legati all’edificio. Per rendere gli edifici luoghi in cui le persone si sentono bene e nelle migliori condizioni per poter svolgere le proprie attività, i progettisti devono bilanciare strategie che promuovano l’efficienza e che rispondano ai bisogni delle persone. Punti chiave da considerare nel corso della progettazione di un edificio sono il layout dell’ambiente, l’arredamento, l’accesso alla luce del giorno e all’ambiente esterno. Si tratta di fattori che hanno un’influenza positiva sulla soddisfazione e sul comfort dei lavoratori e ne riducono lo stress.

Il tema del benessere negli ambienti indoor è strettamente legato all’efficienza energetica, infatti il mantenimento di un elevato livello di comfort è spesso correlato a costi energetici significativi. Diversi studi hanno dimostrato che garantire agli utenti la possibilità di agire sui sistemi dell’edificio aumenta la loro percezione di benessere, per questo motivo consentire il controllo della regolazione della temperatura, delle luci artificiali, delle schermature e delle finestre risulta essere una buona strategia.

Tuttavia, ogni persona tende ad agire per raggiungere il livello personale di comfort, causando così un incremento dei consumi energetici. È quindi necessario trovare il giusto equilibrio tra questi due fattori, cercando di garantire condizioni indoor che soddisfino la maggior parte degli utenti.

La ricerca di un ambiente salubre e confortevole è supportata da strumenti di valutazione e certificazione della sostenibilità ambientale degli edifici, quali il WELL Building Standard dell’International WELL Building Institute, il protocollo statunitense Leadership in Energy and Environmental Design (LEED), il protocollo inglese Building Research Establishment Environmental Assessment Method (BREEAM), e l’italiano Protocollo Itaca. Tali certificazioni vanno oltre la valutazione dell'efficienza energetica dell'edificio e dei consumi ad esso associati e si riferiscono all'intero ciclo di vita di un edificio, valutandone l'impatto sull'ambiente e sulla salute delle persone. Sono state istituite per fornire garanzie sulla qualità degli edifici dal punto di vista dei materiali utilizzati, delle prestazioni dei sistemi edilizi, della qualità ambientale interna e del comfort.

La percezione del comfort

Con il termine “comfort” si intende lo stato in cui le persone sperimentano una sensazione di benessere e soddisfazione. Il “comfort ambientale” riguarda lo spazio che circonda il corpo umano ed è strettamente legato alla percezione che le persone hanno dell'ambiente circostante. Il sentimento verso se stessi in relazione all’ambiente circostante definisce il benessere. Se i bisogni fisiologici, psicologici e sociali sono soddisfatti significa che il benessere individuale tende ad essere elevato.

La valutazione dell’IEQ tramite parametri oggettivi si è dimostrata non sufficiente per definire la percezione del comfort ambientale degli occupanti dell’edificio. Infatti, caratteristiche fisiologiche, condizioni psicologiche e altre variabili personali insieme a variabili contestuali come il clima, le caratteristiche dell'edificio, dell'ufficio, del lavoro da svolgere hanno una forte influenza sulla percezione dell'ambiente interno.

I ricercatori hanno dimostrato che, nonostante i requisiti per le condizioni termiche, acustiche, di illuminazione e di qualità dell’aria siano rispettati, non tutti gli utenti si considerano soddisfatti delle condizioni ambientali.
Il comfort termico, visivo e acustico, che trovano le loro origini nel campo della fisica tecnica ambientale, sono al centro di questo tema insieme alla qualità dell'aria interna, introdotta con la crescente consapevolezza che gli edifici possono causare l’insorgere di malattie.

Il comfort termico

Il comfort termico è legato a stimoli esterni oggettivi, definiti in ambito fisico-tecnico, e risposte soggettive a tali stimoli, dipendenti dalla percezione personale. La norma UNI EN ISO 7730 definisce il comfort termico come la “condizione mentale di soddisfazione relativa all’ambiente termico”. A causa della diversa percezione personale, non è possibile definire un ambiente termico in grado di soddisfare tutti, ma è possibile definire ambienti termici che si prevede siano in grado di soddisfare una percentuale specifica di occupanti.

Da un punto di vista oggettivo, il comfort termico può essere definito come lo stato di neutralità termica, in cui l’accumulo termico del corpo umano è nullo, con meccanismi di termoregolazione comportamentale (assenza di brividi o sudorazione) e di termoregolazione vasomotoria (assenza di vasocostrizione o vasodilatazione periferica) quasi inattivi. La neutralità termica dipende dal microclima, che influenza gli scambi termici tra la persona e l'ambiente.

I principali fattori che devono essere considerati nella definizione delle condizioni ambientali termiche sono le caratteristiche termiche dell'edificio, le sorgenti di calore e vapore, le condizioni climatiche, le prestazioni del sistema di climatizzazione, l’attività e l’utilizzo dello spazio.

Il comfort visivo

Il comfort visivo è una risposta soggettiva alla quantità e qualità della luce all’interno di uno spazio. Le cause di uno scarso comfort visivo possono essere la scarsa o eccessiva luce, i cambiamenti repentini e significativi nei livelli di illuminamento o forti contrasti.

Il concetto di comfort visivo coinvolge diversi temi, come l’estetica e la qualità della luce, la vista verso lo spazio esterno, l'assenza di abbagliamento. La valutazione dell’ambiente visivo richiede l’analisi di diversi fattori, come la tipologia della sorgente di luce (naturale o artificiale), la distribuzione della luce all'interno dello spazio, il colore e l’intensità della luce.

Da un punto di vista fisiologico, la luce ha un effetto diretto sulla regolazione del ciclo circadiano degli esseri umani, con ripercussioni sulle funzioni biologiche come il sonno, la veglia e l'umore. Per questo motivo, la corretta progettazione e il corretto utilizzo delle sorgenti luminose possono determinare il benessere e l’efficienza sul lavoro delle persone.

Il comfort acustico

Il comfort acustico è definito come la condizione in cui l'utente sperimenta un senso di benessere legato alle condizioni uditive. Non è sinonimo di totale assenza di rumore, ma dell'equilibrio di diverse condizioni acustiche. Il benessere dal punto di vista acustico non è determinato solo dal livello di rumore in una stanza, ma dalla natura del suono percepito in uno spazio, quindi il silenzio non è necessariamente associato ad un reale senso di benessere. Garantire buone condizioni acustiche significa ridurre il rumore di fondo, bloccare rumori indesiderati e favorire invece la corretta ricezione dei suoni.

Una buona progettazione acustica consente di evitare stress, stanchezza e persino alcune patologie, favorendo invece concentrazione, produttività, comunicazione, buon umore e salute.

La qualità dell’aria interna

La qualità dell’aria all’interno degli edifici è considerata accettabile quando non sono presenti specifici inquinanti in concentrazioni dannose, secondo i criteri stabiliti dalle autorità competenti, e almeno l'80% degli occupanti ne esprime soddisfazione. La salubrità dell’aria esterna che entra all’interno degli ambienti viene alterata dall’emissione di inquinanti da parte di diverse sorgenti presenti indoor. L’ossigeno presente nell’aria viene lentamente consumato, rendendo necessario un ricambio d’aria tramite ventilazione, per garantire una buona qualità dell’aria interna. La ventilazione può essere naturale (ingresso dell’aria esterna tramite l’apertura di porte e finestre, ma anche tramite infiltrazione attraverso interstizi attorno agli infissi o giunti nei muri) oppure meccanica.

Le principali fonti di inquinanti negli ambienti interni sono, tra gli altri:

• persone (che durante il processo respiratorio immettono nell'ambiente CO₂, vapore acqueo e sostanze organiche);
• animali domestici;
• impianti dell’edificio;
• fumo di tabacco;
• materiali da costruzione (vernici, rivestimenti, adesivi, sigillanti, ecc.);
• mobili;
• prodotti per la pulizia;
• caminetti e stufe.

I principali inquinanti atmosferici sono:

• anidride carbonica (CO₂);
• monossido di carbonio (CO);
• formaldeide (CH₂O);
• particolato (PM2.5, PM10);
• composti organici volatili (COV);
• radon.

Il monossido di carbonio, prodotto dalla combustione incompleta di materiali contenenti carbonio, è incolore, inodore, insapore e infiammabile. La formaldeide è un gas incolore e infiammabile, presente nei materiali da costruzione, nei materiali isolanti e nelle finiture.

Il particolato PM10 è costituito da particelle con un diametro inferiore a 10 μm e i loro effetti colpiscono principalmente le vie aeree superiori del nostro sistema respiratorio. Il particolato PM2.5 è costituito da particelle più fini, con un diametro inferiore a 2.5 μm, che possono raggiungere le vie aeree inferiori del sistema respiratorio. I COV sono tossici in caso di inalazione e possono causare effetti cronici o acuti.

In alcune condizioni di temperatura e umidità relativa, costituiscono nutrimento per muffe e batteri, fonti di MVOC (Composti Organici Volatili Microbici). Un altro inquinante pericoloso per la salute umana è il radon, emesso dal sottosuolo e da alcuni materiali. La concentrazione cambia in funzione della struttura dell'edificio: il rischio è maggiore negli edifici bassi, vicini al suolo e con scarsa ventilazione.

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Nel proseguo si parlerà di salute e benessere delle persone: la qualità dell’aria come fattore chiave.