Gli impianti HVAC Purificazione dell’aria indoor nelle strutture sanitarie

Preoccuparsi della qualità dell’aria negli ambienti indoor è fondamentale per la salute delle persone, a maggior ragione nelle strutture sanitarie dove il rischio di contrarre malattie da virus e batteri è potenzialmente più alto. La soluzione per ottenere un microclima ideale all’interno di questi edifici è rappresentata dagli impianti HVAC purché opportunamente progettati e realizzati. Su questo tema abbiamo intervistato l’ingegner Susanna Azzini nota esperta del settore

Fabio Chiavieri

Passiamo gran parte della nostra giornata in ambienti chiusi e in compagnia di altre persone, motivo per cui occorre prestare molta attenzione alla qualità dell’aria che in questi luoghi respiriamo. Gli impianti HVAC (acronimo di heating, ventilation and air conditioning) rappresentano la migliore per avere un micro - clima ideale all’interno degli edifici sia privati che pubblici, in particolare nelle strutture ospedaliere e di cura. Con HVAC si intende un impianto integrato per la qualità dell’aria e il comfort termico, a minor impatto ambientale possibile, la cui progettazione richiede particolare cura. All’ingegnere Susanna Azzini di 3WHE

Teamwork e membro del Consiglio Nazionale CNETO (Centro Nazionale per l’Edilizia e la Tecnica Ospedaliera) abbiamo rivolto alcune domande sull’argomento con particolare riferimento all’edilizia sanitaria.

Ingegnere, quanto conta, in termini di prevenzione, soprattutto in spazi confinati che ospitano soggetti deboli come una struttura sanitaria, la corretta progettazione di un impianto HVAC?

“La realizzazione di un efficace impianto di ventilazione nelle strutture sanitarie è strettamente correlata con il benessere ambientale e la sicurezza di pazienti e operatori. Ne consegue che la sua corretta progettazione è fondamentale per garantire i requisiti di qualità dell’aria richiesti dalle esigenze specifiche di carattere igienico-sanitario per i vari reparti e/o aree di trattamento e lavoro (per esempio blocchi chirurgici, degenze, pronto soccorso, laboratori, diagnostiche per immagini, day hospital ecc.).”

Gli ospedali e, in generale, le strutture sanitarie, sono ambienti complessi. Quali sono le osservazioni e le considerazioni tecniche preliminari alla progettazione di un impianto HVAC?

“Un impianto HVAC a servizio di aree di tipo sanitario (Ospedali ma anche Poliambulatori, Case di comunità e Centri di cura) deve essere studiato per garantire funzionalità e continuità di esercizio in ogni condizione climatica e ambientale. Preliminarmente alla progettazione andranno valutate con la Direzione Sanitaria e gli igienisti gli obiettivi da raggiungere e garantire per ogni area funzionale in merito a diversi parametri ambiente tra cui, oltre alle consuete temperatura e umidità relativa, sono rilevanti e strategici il differenziale pressorio, il numero di ricambi d’aria esterna di rinnovo, la filtrazione e l’eventuale possibilità di ricircolo. Saranno inoltre da prendere in considerazione scelte di natura strategica legate alla futura adattabilità/ modificabilità degli impianti progettati e alla loro sostenibilità ambientale ed economica.”

In tali ambienti, da cosa è influenzata la qualità dell’aria e come bisogna intervenire?

“La qualità dell’aria in ambienti confinati è strettamente correlata fondamentalmente a fattori esterni (inquinamento dell’aria esterna immessa in ambiente, presenza di pazienti portatori di cariche batteriche o virali che accedono alle strutture sanitarie senza preliminare screening) e a fattori interni (presenza di colonie batteriche dovute a scarsa igiene degli ambienti e delle attrezzature, inquinamento indoor generato da materiali presenti, rilascio di sostanze tossiche o comunque dannose da fonti e/o impianti interni presenti ecc.). Per questo motivo oltre a una corretta progettazione degli impianti di ventilazione deve essere associata una sua corretta manutenzione e pulizia e cicli di igienizzazione ambientale precisi e frequenti in funzione delle aree funzionali.”

Quali caratteristiche deve avere oggi un impianto HVAC in ambito sanitario per garantire il suo ruolo strategico in caso di emergenze sanitarie?

“A seguito della pandemia da Covid 19 ci si è resi conto che gli impianti HVAC devono essere progettati e costruiti con caratteristiche quanto più possibile di flessibilità e adattabilità attraverso interventi in urgenza che ne consentano la modificazione e l’adattamento in pochi passaggi. Per esempio, la realizzazione di torri impiantistiche (in edifici a sviluppo verticale) consentirebbe una rapida e poco costosa modifica delle portate e delle pressioni o dell’introduzione di un sistema di filtrazione supplementare magari non richiesto in fase di realizzazione. Fondamentale è anche la possibilità di dotarsi di più ampi spazi di alloggiamento delle componenti meccaniche con aree libere per eventuali installazioni in emergenza.”

Parliamo di digitalizzazione e Ospedale 4.0: in che modo questo approccio progettuale sta indirizzando la realizzazione degli impianti HVAC con particolare riferimento al monitoraggio e alla manutenzione?

“Gli impianti di ventilazione e condizionamento dell’aria sono tra quelli che hanno subito minore rinnovamento negli ultimi decenni. Anche se la gestione digitalizzata dei parametri è stata introdotta già negli anni ’90 del secolo scorso, purtroppo non viene utilizzata appieno per le sue potenzialità. Inoltre, l’avvento di IOT e di altri sistemi di rapida e facile interazione tra le macchine richiede un rinnovo degli apparati installati e una loro implementazione anche ai fini manutentivi. Non dimentichiamo infatti che solo una corretta e continua manutenzione permette di garantire l’efficacia del risultato di qualità dell’aria previsto dal progetto.”

Quali sono le linee guida sulla qualità dell’aria nelle strutture sanitarie a cui attenersi nella progettazione degli impianti HVAC ospedalieri?

“Esistono alcuni riferimenti normativi in applicazione di disposizioni legislative (DPR 207/1997, Delibere Regionali ecc.) e le NORME UNI che, pur essendo di applicazione volontaria, costituiscono un ottimo e valido riferimento per la progettazione (non dimentichiamo che in assenza di leggi specifiche il ricorso alle NORME costituisce adempimento alla Regola dell’Arte). Diverse associazioni quali AiCARR e ASHRAE hanno pubblicato monografie su temi specifici in ambito sanitario.”

Il Ruolo Della Progettazione Ospedaliera

Sull’importanza della qualità dell’aria respirata negli ambienti sanitari l’Ing. Azzini è intervenuta anche in occasione del convegno digitale Costruirepiù dello scorso mese di febbraio. La sessione curata da CNETO ha sottolineato la necessità di aggiornare le conoscenze nell’ambito della progettazione ospe- daliera a seguito dell’evento pandemico che ha messo in crisi i sistemi sanitari di tutto il mondo. Con la relazione dal titolo “Qualità dell’aria negli ambienti sanitari”, Susanna Azzini ha evidenziato la problematica legata alla salubrità degli spazi all’interno delle strutture sanitarie.

La qualità dell’aria indoor (IAQ, Indoor Air Quality) si riferisce all’aria interna che si respira negli ambienti confinati in cui rientrano gli ospedali. Per parlare di qualità dell’aria bisogna cominciare dall’igiene degli ambienti sanitari. Grazie agli studi iniziati nel corso del 1800 oggi sappiamo che la contaminazione tra persone chiuse nello stesso ambiente avviene attraverso agenti patogeni, più generalmente inquinanti di origine biologica (virus, batteri ecc.), chimica (anestetici, antiblastici, talità della popolazione mondiale che l’aria è in realtà un mezzo di trasporto, per cui l’espirato carico di virus di un paziente affetto da una patologia respiratoria può raggiungere una persona sana anche a una distanza ritenuta in passato sufficientemente sicura - dichiara Azzini. L’aria, dunque, può essere estremamente pericolosa nel momento in cui l’ambiente è chiuso o confinato, come per esempio una sala di aspetto di un ospedale. La ventilazione di un ambiente serve proprio a rimuovere dall’ambiente stesso la parte di aerosol carico di patogeno emesso dalla persona portatrice. A maggior ragione è indispensabile che gli ospedali, dove si ha la maggiore concentrazione di persone potenzialmente affette da malattie respiratorie o comunque con problematiche di natura detergenti ecc.) o di altra natura come per esempio il particolato atmosferico, l’amianto, il Radon ecc. A questi va aggiunta la tematica legata al rilascio in ambiente di inquinanti di natura chimica da parte di arredi o componenti edilizie che determinano un potenziale rischio. Tutti questi inquinanti si muovono nell’aria.

“Il Covid-19 ha insegnato, a discapito della vita di milioni di persone, alla to- infettivologica o batteriologica, siano dotati di impianti che consentano, attraverso il “mezzo aria”, di rimuovere il contaminante di qualsiasi natura.” D’altronde è scientificamente provato che la ventilazione, in base al numero di ricambi di aria che si danno all’ambiente, può rimuovere rapidamente i patogeni e riportare a una situazione di salubrità o quantomeno ridurre il rischio di contagio. In particolare, la concentrazione di patogeno nell’aria in un ambiente di 50 m3 alla presenza di una persona malata che tossisce ogni 30 secondi diminuisce con l’aumentare del numero di ricambi d’aria permesso dal sistema di ventilazione.

“Per poter definire la qualità dell’aria negli ambienti sanitari occorre fare un’analisi del rischio a cura degli igienisti a beneficio dei progettisti degli impianti che devono effettuare le opportune valutazioni. Una volta valutato qual è il rischio accettabile, il progettista potrà dimensionare gli impianti e stabilire strategie di azione. Poiché l’ospedale è una struttura complessa e articolata è necessario definire requisiti dell’aria nelle diverse aree ospedaliere in funzione dell’uso e quindi del rischio. Nel 1997 il Decreto Bindi – che ha sancito come si accreditano le strutture sanitarie - e altri Decreti regionali specifici hanno stabilito i requisiti minimi impiantistici per cui sono state date le prime indicazioni sui blocchi operatori, le terapie intensive, le centrali di sterilizzazione ecc. relative alle condizioni ambientali, ovvero, temperatura, umidità, ricambi d’aria, a queste si sono aggiunte la norma UNI 11425 per le sale operatorie e la UNI 14644 per le camere bianche e ambienti associati controllati. L’INAIL è uscita successivamente con ulteriori indicazioni sulla ventilazione per le RM e una linea guida sulle sale operatorie.”

“Per operare correttamente – prosegue l’ingegner Azzini - gli impiantisti dovrebbero avere a disposizione il prospetto delle normative che indicano per ogni ambiente, dopo che è stata fatta l’analisi del rischio da parte degli igienisti, quali sono i parametri corretti da garantire relativamente a temperature estate/inverno, umidità relativa, differenza di pressione tra gli ambienti e numero di ricambi ora di aria di rinnovo da dover garantire.”

Su questi temi, CNETO sta sviluppando in collaborazione con AiCARR degli studi che consentiranno anche a seguito delle esigenze particolarmen- te evidenziate durante e a seguito della pandemia, di progettare impianti di ventilazione in funzione della qualità dell’aria in alcune aree specifiche ancora non normate quali il Pronto Soccorso o, più in generale il DEA, e le Degenze, prevedendone anche livelli di flessibilità e adattabilità sinora non attuati. Di fondamentale importanza sarà l’introduzione di sistemi di monitoraggio che consentano di valutare l’efficacia del risultato di qualità dell’aria richiesto e previsto in progetto. Il tutto sempre con un occhio di riguardo alla sostenibilità ambientale ed economica anche alla luce della crisi energetica.

“Poiché gli impianti di ventilazione sono per loro natura particolarmente ‘rigidi’, è fondamentale - conclude Azzini - lavorare insieme agli architetti per condividere le scelte edilizie che permettano la realizzazione di soluzioni impiantistiche adattabili ad eventuali emergenze pandemiche che si dovessero ripresentare in futuro.”