Sistemi di filtrazione dell’aria indoor: pubblicata la UNI/PdR 161

Qualità dell’aria indoor: la pandemia ci ha insegnato quanto conta per la nostra salute

Il 18 luglio scorso è stata pubblicata la PdR (Prassi di Riferimento) UNI/PdR 161:2024 dal titolo “Filtri per la pulizia dell’aria e minimizzazione dei rischi biologici correlati negli ambienti indoor”, sviluppata in collaborazione con il Comitato Termotecnico Italiano (CTI), ente federato all’UNI per il settore termotecnico.

Il gruppo di lavoro che ha elaborato la PdR ha affrontato temi cruciali già noti, emersi ancor più prepotentemente durante il periodo pandemico che ha di fatto modificato il concetto di “igiene e salubrità” degli spazi abitati, evidenziando l’importanza dei sistemi di ventilazione indoor e purificazione dell’aria.

La stessa Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) nel documento “Roadmap to improve and ensure good indoor ventilation in the context of COVID-19”, pubblicato nel 2021, ribadisce come la ventilazione naturale e meccanica siano parte strategica degli interventi di prevenzione e controllo della riduzione del rischio di trasmissione di virus.

Filtrazione dell’aria domestica e sistemi filtrazione aria: cosa dice la PdR

Nella Prassi di Riferimento (PdR), il tema della qualità dell’aria viene affrontato con indicazioni precise sulla filtrazione: dalle tipologie disponibili, alle modalità di selezione, utilizzo e manutenzione.

In appendice, il documento offre anche una panoramica dei principali dispositivi di disinfezione dell’aria, spesso utilizzati insieme ai filtri negli impianti di ventilazione e climatizzazione.

La Prassi di Riferimento (che non è una norma):

• illustra il comportamento dei contaminanti aerotrasportati

• definisce le strategie per l’impiego dei sistemi di filtrazione dell’aria negli impianti HVAC (Heating, Ventilation & Air Conditioning) per ridurre la presenza in aria di bioaerosol

• si propone di definire il ruolo che i sistemi di filtrazione dell’aria, opportunamente dimensionati, installati e gestiti, rivestono nell’assicurare condizioni di salubrità degli ambienti e di tutela della salute degli occupanti.

Filtrazione dell'aria: un pilastro della qualità dell'aria interna

La filtrazione dell’aria è un processo meccanico o elettrostatico che rimuove particelle solide e liquide dall’aria. Queste particelle possono includere polvere, pollini, spore fungine, batteri, virus e altre sostanze inquinanti. Solo un adeguato processo di filtrazione garantisce un ambiente salubre e protegge gli impianti HVAC (Riscaldamento, Ventilazione e Condizionamento) dai danni causati dall’accumulo di polveri e detriti.

La qualità dell’aria interna ha un impatto diretto sulla salute delle persone che vivono o lavorano in un ambiente chiuso. Inquinanti come il particolato fine (PM2.5 e PM10), i composti organici volatili (VOC), e i microorganismi possono causare problemi respiratori, allergie, e infezioni. Senza contare che un’aria di scarsa qualità può compromettere la produttività, il comfort e il benessere generale degli occupanti di un edificio.

Come Funziona la Filtrazione dell'Aria?

La filtrazione dell’aria avviene attraverso l’impiego di filtri che trattengono le particelle contaminanti mentre permettono il passaggio dell’aria pulita. I filtri possono essere composti da materiali diversi, tra cui fibre sintetiche, carta, fibra di vetro e carbone attivo, ciascuno con specifiche capacità di sequestrare particelle di diverse dimensioni.

Il principio di funzionamento dei filtri si basa su:

1. setacciamento: le particelle più grandi vengono trattenute perché non riescono a passare attraverso le aperture del filtro;
2. inerzia: le particelle più pesanti non riescono a seguire le curve del flusso d’aria e vengono intrappolate contro le fibre del filtro;
3. intercettazione: le particelle che si avvicinano molto a una fibra del filtro ne vengono catturate;
4. diffusione: le particelle più piccole che si muovono in modo casuale (moto browniano) finiscono per essere catturate dalle fibre del filtro.

Queste 4 diverse funzioni agiscono insieme per catturare un’ampia gamma di particelle, garantendo che l’aria che esce dal sistema di filtrazione sia significativamente più pulita di quella entrata.

La miscela di aria e particolato è comunemente chiamata aerosol e, se le sostanze in essa contenute sono composte da agenti microbici, si parla di bioaerosol. 

Il bioaerosol è formato da 2 componenti: quello solido è composto di frammenti vegetali e cellulari, batteri, funghi, virus, parassiti, spore, mentre quello aeriforme è composto da sottoprodotti del metabolismo microbico.

Tipologie di filtri dell'aria: classificazione e applicazioni

Esistono diverse tipologie di filtri dell’aria, ciascuna con specifiche caratteristiche e applicazioni. La scelta del filtro giusto dipende dal tipo di ambiente, dalla qualità dell’aria richiesta e dalle specifiche tecniche dell’impianto HVAC. 

Ecco una panoramica delle principali tipologie di filtri:

Filtri Meccanici

• Filtri a fibra di vetro: sono costituiti da strati di fibre di vetro disposte in modo casuale che creano un percorso tortuoso per l’aria, intrappolando particelle di grandi dimensioni. Sono comunemente usati in applicazioni industriali e commerciali.
• Filtri a pieghe: realizzati in carta o materiali sintetici, questi filtri utilizzano una superficie maggiore grazie alla struttura piegata, il che aumenta l’efficienza nella cattura di particelle più fini. Sono adatti per una vasta gamma di applicazioni, dalle residenziali alle commerciali.

Filtri ad Alta Efficienza (HEPA)

Progettati per catturare almeno il 99,97% delle particelle di 0,3 micron, i filtri HEPA sono essenziali in ambienti che richiedono un’aria estremamente pulita, come ospedali, laboratori, e camere bianche. Questi filtri sono in grado di rimuovere particelle di polvere, polline, batteri e virus infinitamente piccole: ideali per applicazioni critiche, sarebbero sovradimensionati nelle nostre case, come vedremo meglio più avanti.

Filtri Elettrostatici

Questi filtri utilizzano una carica elettrica per attrarre e trattenere particelle sospese nell’aria. A differenza dei filtri meccanici, i filtri elettrostatici non ostacolano il flusso d’aria, mantenendo un’alta efficienza anche con basse portate d’aria. Sono particolarmente utili in applicazioni residenziali dove è necessario un equilibrio tra efficienza di filtrazione e mantenimento del flusso d’aria.

Filtri a Carbone Attivo

Utilizzati principalmente per rimuovere gas, odori e composti organici volatili (VOC), questi filtri assorbono le molecole gassose contaminanti attraverso un processo chimico. Sono ideali per ambienti dove la qualità dell’aria è compromessa da emissioni chimiche o odori sgradevoli, come cucine industriali o laboratori chimici.

Filtri Ibridi o Combinati

Questi filtri uniscono diverse tecnologie di filtrazione in un unico sistema, come un filtro HEPA combinato con un filtro a carbone attivo, per garantire una rimozione completa di particelle e contaminanti gassosi. Sono utilizzati in situazioni dove è richiesta la massima qualità dell’aria, come nei sistemi di ventilazione per sale operatorie o nelle camere sterili.

La Ventilazione Meccanica Controllata (VMC) e ruolo dei filtri per VMC

La Ventilazione Meccanica Controllata (VMC) è una tecnologia progettata per assicurare un continuo e costante ricambio dell’aria interna, sostituendo l’aria viziata con aria fresca proveniente dall’esterno (opportunamente filtrata). Questo processo è fondamentale per mantenere un ambiente interno salubre, specialmente in edifici moderni ad alta efficienza energetica, dove l’ermeticità delle costruzioni può limitare il ricambio naturale dell’aria.

L’integrazione di filtri nei sistemi VMC è essenziale per garantire che l’aria introdotta sia pulita e priva di contaminanti. Senza una filtrazione adeguata, l’aria esterna potrebbe introdurre polveri, pollini, allergeni e altri inquinanti all’interno dell’edificio, compromettendo la qualità dell’aria interna.

Filtrazione aria nei Sistemi VMC: benefici e vantaggi

1. Miglioramento sostanziale della qualità dell’aria interna: i filtri assicurano che l’aria esterna, prima di entrare nell’ambiente interno, sia purificata da particelle e inquinanti, migliorando significativamente la qualità dell’aria che gli occupanti respirano.
2. Efficienza energetica: le unità VMC che utilizzano filtri di alta qualità riducono il carico sugli impianti HVAC, migliorando l’efficienza energetica complessiva. Filtri intasati o inefficaci/non idonei possono, al contrario, aumentare il consumo energetico dell’impianto, poiché richiedono una maggiore potenza per mantenere il flusso d’aria desiderato.
3. Protezione della salute: una filtrazione efficace contribuisce a ridurre il rischio di malattie respiratorie e infezioni, creando un ambiente più sicuro per gli occupanti, particolarmente importante in luoghi come scuole, ospedali e uffici.

Scelta dei Filtri VMC

La scelta del filtro adeguato per un sistema VMC dipende da una serie di fattori, tra cui il tipo di contaminanti presenti nell’aria esterna, le specifiche esigenze dell’edificio e i requisiti normativi.

Riepilogando:

• Filtri HEPA: se l’obiettivo è garantire un’aria estremamente pulita, come in ambienti sanitari o in abitazioni di persone con allergie severe, i filtri HEPA sono la scelta migliore. Tuttavia, è importante considerare che questi filtri possono aumentare la resistenza al flusso d’aria, richiedendo motori più potenti nei sistemi VMC.
• Filtri a carbone attivo: ideali per rimuovere odori e VOC, questi filtri sono particolarmente utili in ambienti urbani o industriali dove l’aria esterna può contenere elevate concentrazioni di inquinanti chimici.
• Filtri a pieghe: offrono un buon compromesso tra efficienza di filtrazione e costi operativi e sono adatti per la maggior parte delle applicazioni residenziali e commerciali.
• Filtri ibridi: nelle situazioni dove è necessario un alto grado di purificazione dell’aria, i filtri ibridi che combinano HEPA e carbone attivo possono essere la soluzione più efficace, pur considerando i costi e la manutenzione necessari per mantenere alte le prestazioni.

Cosa si intende per Classe di Filtrazione dell'Aria?

La classe di filtrazione dell’aria è un sistema di classificazione che definisce l’efficacia di un filtro nel trattenere particelle di diverse dimensioni. Si tratta di un sistema standardizzato a livello internazionale che permette di confrontare le prestazioni dei filtri in base a criteri specifici. 

Le classi di filtrazione sono stabilite da normative come la UNI EN 779 per i filtri a media efficienza (ormai superata, ma ancora utilizzata tra gli addetti ai lavori), che è stata sostituita dalla più recente UNI EN ISO 16890; e la UNI EN 1822 per i filtri ad alta efficienza come HEPA e ULPA.

Ogni classe di filtrazione è determinata in base alla capacità del filtro di catturare particelle in una determinata fascia di dimensioni:

• Filtri grossolani (G1-G4 / ISO Coarse): trattengono le particelle più grandi (>10 µm), come polvere grossolana e sabbia.
• Filtri a media efficienza (M5-M6 / ISO ePM10): trattengono particelle di dimensioni intermedie (1-10 µm), come pollini e spore fungine.
• Filtri fini (F7-F9 / ISO ePM2,5 – ISO ePM1): sono in grado di trattenere particelle più piccole (0,3-1 µm), come batteri e particolato fine.
• Filtri HEPA ed ULPA: trattengono particelle molto piccole (<0,3 µm), come virus e particolato ultrafine.

Questa classificazione permette di scegliere il filtro più adatto in base alle esigenze specifiche dell’ambiente, considerando sia la qualità dell’aria desiderata che le caratteristiche dell’impianto HVAC.

Caratteristiche dei Filtri F7, F9 e G3

Filtri F7:

• Efficacia di filtrazione: i filtri F7 appartengono alla categoria dei filtri fini e sono progettati per catturare il 80-90% delle particelle di dimensioni tra 0,4 µm e 1 µm.
• Applicazioni tipiche: sono utilizzati in ambienti che richiedono un buon livello di qualità dell’aria, come uffici, scuole, e edifici commerciali. Sono adatti alla filtrazione di pollini, spore fungine, e particolato fine.
• Caratteristiche: hanno una struttura a pieghe che aumenta la superficie filtrante, migliorando l’efficienza senza compromettere il flusso d’aria. Possono essere utilizzati come filtri finali in applicazioni residenziali o come prefiltri in sistemi ad alta efficienza.

Filtri F9:

• Efficacia di filtrazione: i filtri F9 offrono un’efficienza ancora superiore rispetto agli F7, trattenendo fino al 95% delle particelle nella gamma di 0,3-1 µm.
• Applicazioni tipiche: sono ideali per ambienti che richiedono un livello elevato di purezza dell’aria, come ospedali, laboratori e ambienti industriali sensibili. Possono catturare particelle sottili come il particolato fine (PM2.5), allergeni, e batteri.
• Caratteristiche: sono generalmente utilizzati come filtri finali in sistemi HVAC dove è richiesta un’alta qualità dell’aria. Hanno una maggiore capacità di trattenere polvere, il che li rende particolarmente adatti per ambienti urbani o industriali con elevati livelli di inquinamento atmosferico.

Filtri G3:

• Efficacia di filtrazione: i filtri G3 appartengono alla categoria dei filtri grossolani, sono efficaci nel trattenere particelle superiori a 10 µm, come polvere e pollini di grandi dimensioni. Questi filtri hanno un’efficienza nominale tra il 50% e il 70% per particelle più grandi.
• Applicazioni tipiche: vengono utilizzati principalmente come prefiltri per proteggere i filtri più fini e aumentare la loro durata. Sono comunemente impiegati in ambienti meno esigenti in termini di qualità dell’aria, come magazzini, officine e sistemi di ventilazione generale.
• Caratteristiche: sono generalmente realizzati con materiali semplici come fibre sintetiche o vetroresina. Offrono una bassa resistenza al flusso d’aria, il che li rende ideali per applicazioni dove è richiesto un flusso d’aria elevato senza la necessità di una filtrazione fine.

La PdR non cita neppure i filtri di tipo Coarse o M5 che si utilizzavano un tempo, in quanto non più ritenuti idonei quanto quelli di nuova generazione, dei quali invece si specificano bene le caratteristiche ed i vantaggi.

Le unità VMC Helty utilizzano una combinazione dei filtri F7 e F9 per purificare l’aria in ingresso e G1, G2, G3 e G4 per il flusso di aria estratta, allo scopo di preservare lo scambiatore di calore.

Scopri di più, leggendo la scheda tecnica del tuo impianto VMC.

Manutenzione dei Filtri: una prassi essenziale

Un aspetto fondamentale per il funzionamento ottimale dei sistemi di filtrazione dell’aria è la manutenzione regolare dei filtri. Filtri sporchi o intasati non solo riducono l’efficienza del sistema, ma possono anche peggiorare la qualità dell’aria interna, aumentando il rischio di contaminazione da parte di microorganismi accumulati sul filtro.

È buona norma:

• ispezionare regolarmente i filtri, soprattutto in ambienti molto polverosi o inquinati;
• sostituirli quando sono sporchi per evitare che diventi inefficace e aumenti il consumo energetico dell’impianto.

I filtri VMC delle unità Helty sono facilissimi da sostituire, non occorre chiamare un tecnico.

Scopri com’è facile effettuare il cambio dei filtri VMC.

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Normative e standard di riferimento sulla filtrazione aria

Le normative europee che regolano la filtrazione dell’aria e definiscono le classi di efficienza dei filtri, stabilendo criteri chiari per la loro classificazione e utilizzo sono le seguenti:

• UNI EN 779: specifica i requisiti di prestazione per i filtri dell’aria utilizzati nei sistemi di ventilazione generale, classificandoli in base alla loro capacità di trattenere particelle di polvere.
• UNI EN 1822: riguarda i filtri ad alta efficienza (EPA, HEPA e ULPA) e stabilisce i metodi di prova per determinarne l’efficienza nel trattenere particelle di dimensioni estremamente ridotte.

Riepilogando, la prassi di riferimento UNI/PdR 161:2024 nasce proprio per fornire linee guida specifiche per l’applicazione di questi standard in contesti dove la riduzione del rischio di trasmissione di virus e batteri è particolarmente importante. 

Si tratta di un documento essenziale per i professionisti del settore HVAC che necessitano di raccomandazioni pratiche su come garantire una filtrazione efficace e mantenere elevati standard di qualità dell’aria interna.

Conclusioni: ci meritiamo un'aria indoor più salubre

La filtrazione dell’aria è basilare per la salute e il benessere negli ambienti chiusi nei quali trascorriamo il 90% del nostro tempo. Ora che siamo tutti più consapevoli rispetto ai rischi associati alla scarsa qualità dell’aria, la scelta di sistemi di filtrazione adeguati è diventata una priorità sia per i progettisti che per i costruttori di edifici.

Seguendo le linee guida della PdR i professionisti del settore sono in grado di garantire che l’aria interna sia efficacemente purificata, riducendo i rischi per la salute e migliorando il comfort e la sicurezza degli occupanti, sia nelle ristrutturazioni che nelle nuove costruzioni.

Nell’era post-COVID-19, l’importanza di mantenere un’aria interna pulita non può più essere sottovalutata. Investire in filtri di alta qualità e nella manutenzione regolare non è solo una questione di conformità normativa, ma un imperativo per proteggere la salute e il benessere di tutti coloro che vivono e lavorano in ambienti chiusi.

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