Riapertura scuole settembre: gestione apertura porte e finestre, abbigliamento, qualità dell’aria

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Avevamo già accennato all’interessante, molto ben strutturate e utilissimo, progetto di ricerca “Il cambiamento è nell’aria” promosso dalla Libera università di Bolzano (con la collaborazione di ricercatori dell’Università IUAV di Venezia e delle Università di Trento e Padova) e da Agorà (una realtà che da tempo promuove eventi di formazione collegati al tema della sostenibilità applicata all’edilizia), con il coinvolgimento attivo, in un percorso di P.C.T.O., degli studenti del triennio di un Istituto d’Istruzione Superiore in provincia di Roma, l’I.I.S. Margherita Hack di Morlupo.

Qui, invece, presentiamo i dati emersi dall’indagine e dalla ricerca, premesso sempre che “l’aumentare nei paesi industrializzati delle patologie croniche a carattere respiratorio (asma, bronchite acuta) anche nei più giovani ha determinato l’esigenza di uno studio scientifico che indagasse la correlazione diretta tra la cattiva qualità dell’aria all’interno degli edifici scolastici e l’incidenza sempre più significativa nella popolazione giovanile di tali patologie, con le inevitabili ripercussioni in termini di difficoltà di concentrazione e di apprendimento. La qualità dell’ambiente indoor e in particolare quella dell’aria sono da tempo considerati di particolare criticità specialmente negli spazi caratterizzati da una elevata densità di occupazione, come avviene nel caso delle scuole”. Un grande grazie per i risultati della ricerca lo si deve al gruppo di lavoro formato da: per AGORÀ Davide Michetti, Silvia Pinci, Carla De Meo; per l’IIS MARGHERITA HACK Gaetana Iacobone, Sonia Sgavicchia, Alessia Buggea, Giulia Bezzini, Nicolino Carbone, Silvia D’Isidoro e ai 109 studenti delle classi 3A, 3B, 3C, 4B, 4C; per UNIBZ Andrea Gasparella, Federica Morandi; per IUAV a Francesca Cappelletti; per UNIPD Ilaria Pittana; per UNITN a Alessandro Prada.

I parametri misurati

I ricercatori coinvolti nella ricerca premettono, prima della presentazione dei dati che “le attività previste dal progetto hanno dovuto subire una brusca interruzione a causa dell’emergenza sociosanitaria legata al Covid-19”.

Nonostante tutto, però, i dati raccolti ritraggono manifestamente una condizione che richiede attenzione.

I parametri definiti, utilizzati e misurati hanno permesso di misurare l’esposizione media degli studenti in relazione ai valori soglia, ovvero quelli che necessitano particolarmente, di attenzione che sono individuati dalla normativa di riferimento (in particolare dalla EN 16798). Di seguito vengono evidenziati e indicati per come individuati nel progetto di ricerca “Il cambiamento è nell’aria” tutto ciò che è necessario per avviare l’anno scolastico 2020-2021.

• Per quanto riguarda gli aspetti termoigrometrici, le caratteristiche del sistema di riscaldamento, unitamente al comportamento degli studenti, hanno consentito di mantenere valori in linea con gli intervalli suggeriti dalla norma.

• Per quanto riguarda invece la concentrazione di CO2 e la ventilazione, l’indagine ha evidenziato come i valori di qualità richiesti non siano ottenuti per quasi la totalità del tempo di esposizione. I dati indicano anche come un ricorso alla ventilazione naturale, anche se fosse più esteso di quanto già fatto nelle due settimane (le finestre sono risultante completamente chiuse per meno della metà del tempo), difficilmente possa garantire i tassi di ricambio richiesti.

• Per quanto riguarda gli aspetti visivi, l’illuminamento sul piano di lavoro è quasi sempre stato molto inferiore alle indicazioni previste dalla norma, a prescindere dal ricorso all’illuminazione artificiale. L’uso delle tapparelle necessario per limitare i fenomeni di abbagliamento riduce la disponibilità di luce naturale ma il ricorso alla luce artificiale (per la maggior parte del tempo e in tre aule per oltre l’80% del tempo) non ha garantito l’illuminamento minimo richiesto.

Le valutazioni complesse del questionario

Le valutazioni soggettive espresse con il questionario mostrano un quadro ancora più complesso:

• La soddisfazione globale per l’ambiente è espressa in termini positivi solo dal 43% degli studenti intervistati.

L’ambiente termico, nonostante le misure ambientali fossero risultate confortanti, raccoglie una percentuale di soddisfazione che varia dal 24% al 79% a seconda. La preferenza differisce a seconda dell’orientazione dell’aula, con classi che richiederebbero temperature inferiori e altre che preferirebbero temperature maggiori, dimostrando una inefficace regolazione termica dell’impianto di riscaldamento.

• Coerentemente con le indicazioni delle misure, la situazione è particolarmente critica per quanto attiene alla qualità dell’aria. Solo nell’aula con minore densità di occupazione si ottiene un valore di soddisfazione superiore al 70%. In tre delle cinque aule la soddisfazione è inferiore al 40% con un minimo del 13%. L’aria viziata e la polvere sono particolari elementi di disturbo segnalati.

• L’ambiente visivo e quello acustico sono gli ambiti in cui gli studenti si dichiarano quasi sempre più soddisfatti che insoddisfatti. Per quanto riguarda l’ambiente visivo, la preferenza espressa evidenzia comunque l’esigenza di ambienti più luminosi, in coerenza le misurazioni di medio termine. Non è stata individuata una causa di disagio prevalente tra fonti di abbagliamento e visione dell’esterno, anche se è stato espresso disturbo di entrambe le origini.

• Per quanto riguarda l’ambiente acustico, la principale fonte di disturbo segnalata è di origine interna (persone che parlano). L’interazione tra gli utenti e l’edificio è evidentemente condizionata dalle condizioni di comfort, anche se le opzioni disponibili sono limitate e non tutte sono adottate o adottabili.

Il comportamento degli utenti

L’indagine sul comportamento degli utenti ha portato alla luce interessanti pattern comportamentali:

• Per quanto riguarda l’ambiente termico, la prima strategia considerata riguarda l’aggiustamento dell’abbigliamento, un’azione che ha un’efficacia individuale, seguita dall’apertura/chiusura delle finestre, scelta che condiziona anche gli altri studenti e che quindi dev’essere spesso negoziata. Non sorprende che tra gli elementi di disturbo termico più segnalati ci siano le correnti d’aria e i gradienti termici. L’azione più efficiente nel caso di caldo eccessivo, ovvero la regolazione delle valvole dei radiatori, è particolarmente sottovalutata, con prevedibili conseguenze sui consumi energetici.

• L’azione più considerata per la qualità dell’aria è prevedibilmente la gestione delle finestre, ma va in competizione con le esigenze termiche e spesso ne viene condizionata per la sensazione di freddo. Anche le porte possono essere utilizzate allo scopo, evitando il possibile l’impatto sulla temperatura interna, ma compromettendo la qualità dell’ambiente acustico e l’attività didattica. Probabilmente per questa ragione è meno popolare (nel periodo di monitoraggio le porte sono risultate in effetti chiuse per più dell’80 % del tempo).

• Riguardo all’ambiente visivo, si è notata una generale passività rispetto alle azioni migliorative: la maggior parte delle persone non considera alcun intervento diretto. Probabilmente il tipo di impatto sulla prestazione visiva collettiva in un ambiente come quello scolastico disincentiva l’adozione di azioni individuali e le riserva al docente. Coerentemente con le forme di disagio riferite, le tapparelle sono spesso abbassate e le luci rimangono accese.

• Al contrario gli studenti sono molto più attivi per migliorare il comfort acustico. Le azioni sono varie e rispondono a diversi elementi di disturbo. La gestione dell’apertura di porte (e potenzialmente delle finestre) è legata alla necessità di isolarsi da rumori provenienti fuori dall’aula, mentre la richiesta di silenzio o di aumento del tono di voce del docente sono da imputarsi alle caratteristiche del campo sonoro dell’aula stessa. L’analisi nel complesso conferma gli obiettivi originari del progetto, che prevedeva di intervenire con azioni di informazione e sensibilizzazione sul comportamento degli studenti, identificando e condividendo prassi che consentissero un miglioramento del comfort globale, salvaguardando o migliorando se possibile l’efficienza energetica. Secondo le attese, le principali criticità emerse sono legate alla qualità dell’aria e le azioni per garantirla sono risultate insufficienti e talvolta problematiche, con interazioni e ricadute sul comfort termoigrometrico, sull’acustica e sui consumi dell’edificio. Nell’attuale mutato contesto legato all’emergenza Covid-19, quanto evidenziato assume una nuova luce, in modo specifico nella prospettiva del rientro a scuola. La prevenzione del contagio passa infatti attraverso un controllo della concentrazione e della distribuzione della carica virale che, sia pure con le proprie specificità, non è radicalmente diverso da quello di molti altri contaminanti indoor. Il corretto ricambio d’aria può infatti limitare il livello di CO2 e contenere la concentrazione della carica virale nell’ambiente confinato allo stesso tempo.

La ventilazione e il COVID-19

Tuttavia, la sola ventilazione naturale può risultare insufficiente per diverse ragioni che il gruppo di lavoro formato da: per AGORÀ Davide Michetti, Silvia Pinci, Carla De Meo; per l’IIS MARGHERITA HACK Gaetana Iacobone, Sonia Sgavicchia, Alessia Buggea, Giulia Bezzini, Nicolino Carbone, Silvia D’Isidoro e ai 109 studenti delle classi 3A, 3B, 3C, 4B, 4C; per UNIBZ Andrea Gasparella, Federica Morandi; per IUAV a Francesca Cappelletti; per UNIPD Ilaria Pittana; per UNITN a Alessandro Prada, ha voluto così sintetizzare:

Non riduce di per sé il contaminante alla fonte. Nel caso della CO2 la sua produzione aumenta con il numero di persone e con il livello di attività. Analogamente, la carica virale aumenta con il numero di persone infette e dipende dall’attività (parlare o alzare il tono di voce, così come svolgere attività fisica aumenta l’emissione di cariche virali).

• Come osservato, la ventilazione naturale può non garantire l’elevato numero di ricambi orari richiesto o non garantirlo in maniera costante.

Può favorire la ricircolazione dell’aria interna con il trasporto delle cariche virali a postazioni lontane da quelle occupate dalle persone infette, potenzialmente anche in locali diversi, accentuando le problematiche di distanziamento.

• Ricorrendo all’immissione diretta di aria esterna, può impattare notevolmente da un lato sul comfort termoigrometrico, dall’altro sul consumo energetico dell’edificio. Generando discomfort, può indurre comportamenti correttivi che risultano controproducenti per il controllo della qualità dell’aria. Un ruolo importante è giocato dal volume dell’ambiente in relazione al numero di occupanti. Volumi maggiori possono contribuire a mitigare il problema riducendo, a parità di produzione di contaminanti, la concentrazione raggiunta nello stesso intervallo di tempo e con la stessa portata di ventilazione. Nel caso del virus, è evidente che volumi più grandi consentono anche un maggiore distanziamento. Questo può aiutare a prevenirne la propagazione, ma solo a condizione che la circolazione dell’aria sia controllata o almeno nota, in modo da poter scegliere una disposizione corretta delle postazioni di lavoro. Ciò non è banale nel caso della ventilazione naturale. Un ultimo fattore è rappresentato dal tempo di esposizione che a parità di concentrazione aumenta il rischio di contagio. È quindi importante sapere a quanto limitare la permanenza in locali in condizioni di possibile esposizione al contagio, in relazione al volume dell’ambiente, al tasso di ventilazione e al numero di occupanti.

La pianificazione della riapertura delle scuole

Per quanto evidenziato, il progetto potrà assumere nuove valenze per pianificare e gestire la riapertura delle scuole.

In particolare, consentirà di:

• Sulla base delle misure già raccolte e della situazione di partenza, stabilire sin d’ora:

a.quali livelli di qualità sono conseguibili con le nuove prescrizioni sul distanziamento, o quali interventi sono richiesti per il soddisfacimento dei requisiti di qualità dell’aria (aumento delle aperture in termini di frequenza e/o durata, riduzione dell’occupazione, riduzione dell’orario di permanenza, installazione di sistemi di ventilazione meccanica);

b.quali parametri possono essere utilizzati per monitorare a basso costo la qualità dell’aria anche negli altri ambienti della scuola, definendo correlazioni e algoritmi di previsione che possono attivare segnalazioni di allerta;

c.quale potrà essere l’impatto energetico delle nuove pratiche operative;

d.la praticabilità di ulteriori misure correttive e migliorative sui comportamenti, sulla gestione dell’edificio e degli impianti o sull’implementazione di ulteriori soluzioni impiantistiche.

• Nella fase di rientro a scuola, aggiornando il protocollo e integrando la strumentazione:

a.supportare le valutazioni e le scelte operative, contribuendo a controllare l’attuazione e l’efficacia delle misure adottate;

b.evidenziare l’impatto delle misure adottate sulle condizioni ambientali locali per il singolo soggetto, in funzione dei presìdi (mascherine, barriere) e dei comportamenti (distanziamento, aperture, durata delle lezioni) adottati, monitorando le nuove concentrazioni di inquinanti direttamente in postazioni rappresentative;

c. analizzare l’effetto delle misure adottate sul comfort e sulla performance degli studenti e prevenire azioni di miglioramento scorrette o controproducenti;

d.sperimentare sensori e sistemi, per monitorare l’ambiente e gli occupanti e per comunicare con essi, o per aumentare e gestire la ventilazione, filtrare o purificare l’aria.

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