Classroom Ventilation web app

La web app è un calcolatore operativo pensato per stimare e comunicare, in modo chiaro e confrontabile, la “forza” della ventilazione e della pulizia dell’aria in un’aula (o ambiente analogo), combinando:

• Ventilazione con aria esterna (OA): diluizione degli inquinanti/aerosol.

• Filtrazione su ricircolo (MERV): quota di aria ricircolata che diventa “aria pulita equivalente”.

• Filtri portatili (CADR): aria pulita fornita da dispositivi in ambiente.

• Ventilatori con aria esterna (se presenti): ventilazione aggiuntiva (solo se impostati come OA).

• CO₂ come indicatore pratico delle prestazioni della ventilazione in presenza di persone.

Questo approccio è coerente con linee guida che trattano la ventilazione come misura di prevenzione della trasmissione aerea e di miglioramento della qualità dell’aria indoor. 

Riferimenti scientifici e tecnici di base

Perché ventilazione e “clean air” contano

Il CDC/NIOSH evidenzia che, quando possibile, è utile mirare ad almeno 5 ACH di aria “pulita” (somma di ventilazione + filtrazione/air cleaning equivalente) per ridurre la concentrazione di particelle aerodisperse; inoltre sottolinea esplicitamente che ACH ed eACH (equivalent ACH) sono additivi per confronto con l’obiettivo. CDC Italia
La WHO richiama l’importanza della ventilazione per ridurre rischi sanitari indoor e la trasmissione di infezioni respiratorie in ambienti chiusi.

CO₂ come indicatore di ventilazione

REHVA (associazione europea HVAC) riporta l’uso di sensori CO₂ come metodo pratico per monitorare la prestazione di ventilazione e propone soglie operative (es. logiche “traffic light” in ambito scuole).

CADR e filtri ad alta efficienza

Il CDC/NIOSH descrive i concetti di HEPA e di scelta/uso dei purificatori con riferimento a CADR (Clean Air Delivery Rate). 

Standard di ventilazione (impostazione concettuale)

ASHRAE Standard 62.1 formalizza il calcolo della portata di aria esterna richiesta come somma di un termine “per persona” e uno “per area” (forma generale Vbz = Rp·Pz + Ra·Az). La web app usa questa logica come riferimento indicativo (non come sostituto della tabella ufficiale del tipo di ambiente). 

Parametri di input necessari (cosa inserire e cosa significa)

Di seguito tutti i campi della web app, con unità metriche.

1) Dati geometrici e di affollamento

• Lunghezza, larghezza, altezza (m)
  Servono per calcolare:

  • Area (m²) = lunghezza × larghezza

  • Volume (m³) = area × altezza
    Il volume è il denominatore di quasi tutti i calcoli di ACH.

• Capienza massima / occupazione tipica (persone) + scelta “usa per i calcoli”
  Serve per:

  • stimare OA per persona (L/s·persona)

  • valutazioni indicative legate alla densità di affollamento

  • stima della portata da CO₂ (quando usata)

2) Ventilazione HVAC

• Portata di progetto (m³/h)
  Portata nominale dell’impianto (documentazione tecnica).

• Portata misurata (m³/h) – opzionale
  Se disponibile (misura strumentale), l’app la usa al posto della portata di progetto perché è più rappresentativa dell’effettivo.

• Frazione aria esterna OA (0–1)
  Quota di aria esterna rispetto alla portata totale (es. 0,30 = 30%).

• Tipo di sistema: HVAC / Unit ventilator / Ventilazione naturale
  Se selezioni “ventilazione naturale”, la parte HVAC è considerata assente e contano solo gli interventi aggiuntivi (CADR / ventilatori OA).

3) Filtrazione su ricircolo (MERV)

• Rating MERV (1–17)
  L’app stima un’efficienza indicativa (mapping semplificato) per trasformare una porzione del ricircolo in “aria pulita equivalente”.
  Nota importante: l’efficacia reale dipende da curve del filtro, bypass, installazione e condizioni operative; la stima è utile per confronto/ordine di grandezza. Per la logica “filtrazione/air cleaning equivalente” vedi CDC/NIOSH. 

4) Filtri portatili (CADR) e rumore

• CADR max/min/tipico (m³/h)
  Inserisci i valori del produttore. La web app usa quello coerente con la velocità scelta.

• Numero unità
  Il contributo CADR viene moltiplicato per il numero di dispositivi.

• Rumore max/min/tipico (dB)
  Serve per una valutazione pratica di accettabilità (ambiente didattico).

5) Ventilatori supplementari

• Portata ventilatore (m³/h)

• Tipo aria: ricircolo interno (RIA) oppure aria esterna (OA)
  Solo i ventilatori impostati come OA contribuiscono alla ventilazione equivalente.

• Duty cycle (0–1)
  Quota di tempo effettivo di funzionamento.

6) CO₂

• CO₂ picco (ppm)
  Valore massimo osservato (tipicamente durante le lezioni).

• CO₂ esterna baseline (ppm)
  Valore di riferimento esterno (spesso 400–450 ppm; meglio se misurato localmente).

• Stima portata da CO₂ (opzionale)
  L’app può stimare una portata complessiva coerente con la CO₂ (approccio semplificato) e permettere di impostarla come “portata misurata” per ricalcolare gli ACH. L’uso della CO₂ come indicatore di ventilazione è coerente con REHVA.

Come calcola la web app (logica dei risultati)

Passo 1 — Volume e ricambi d’aria

Calcola volume (m³) e ricambi:

• ACH totale HVAC ≈ portata totale (m³/h) / volume (m³)

• OA ACH = ACH totale HVAC × frazione OA

Passo 2 — Filtrazione su ricircolo: “aria pulita equivalente”

• Ricircolo = portata totale × (1 − OA)

• Clean air da filtrazione = ricircolo × efficienza (da MERV)

• ACH equivalente da filtrazione = clean air / volume

Questa è l’idea di eACH (equivalent ACH) che il CDC/NIOSH tratta come sommabile all’ACH della ventilazione.

Passo 3 — Filtri portatili (CADR)

• Clean air da filtri portatili = CADR selezionato × numero unità

• ACH equivalente da CADR = clean air / volume

Passo 4 — Ventilatori con aria esterna

• Se impostati come OA: clean air addizionale = portata × duty

• ACH da ventilatori OA = clean air / volume

Passo 5 — ACH equivalente totale e classi di giudizio

• ACH equivalente totale = OA ACH + ACH filtrazione + ACH CADR + ACH ventilatori OA

L’app evidenzia soglie operative (minimo, buono, obiettivo). Un riferimento pratico autorevole è l’indicazione CDC/NIOSH “aim for 5 or more ACH of clean air” (ventilazione + eACH). CDC Italia

Passo 6 — CO₂: valutazione e coerenza

La CO₂ viene mostrata come:

• valore (ppm)

• differenza rispetto alla baseline esterna (Δ ppm)

• classe qualitativa (OK / possibile / probabile / critico)

REHVA riporta l’uso di CO₂ con soglie operative per promuovere più ventilazione (es. 800/1000 ppm in logica semaforica in ambito scuole). 

Come interpretare l’esito (lettura “operativa”)

1) Parti dall’ACH equivalente totale

• Se l’ACH equivalente totale è sotto il livello minimo, l’ambiente è tipicamente candidato a:

  • aumentare aria esterna (se possibile),

  • aumentare/ottimizzare filtrazione (MERV compatibile),

  • inserire o potenziare CADR (più unità o CADR maggiore),

  • prolungare il funzionamento prima/dopo l’occupazione (pratica spesso raccomandata nelle guide tecniche). 

• Se l’ACH equivalente totale è ≥ 5, sei in un intervallo coerente con l’obiettivo pratico CDC/NIOSH per “clean air”.

• Valori più alti non sono “sempre meglio” in assoluto: considerare comfort termico, rumore, correnti d’aria e consumi.

2) Usa CO₂ come “spia”

• CO₂ bassa e stabile tende a indicare ventilazione adeguata rispetto al carico di persone (non misura direttamente aerosol, ma è un proxy utile). REHVA+1

• Se CO₂ è alta e l’ACH equivalente è basso: priorità a interventi su OA/CADR/filtrazione.

• Se CO₂ è alta ma l’ACH equivalente risulta alto: verifica assunzioni (frazione OA, portate reali, posizionamento sensore, picchi locali).

3) Valuta il contributo delle singole leve

Il grafico contributi ti fa capire “chi sta facendo cosa”:

• se la maggior parte viene da CADR, l’esito dipende dalla corretta selezione/posizionamento/manutenzione dei purificatori (CADR è la metrica chiave). CDC Italia+1

• se la maggior parte viene da OA, l’efficacia è legata a portate reali e tempi di esercizio.

• se la filtrazione su ricircolo pesa molto, è importante che il filtro sia correttamente installato e mantenuto.

4) Trend CO₂/ACH e dashboard multi-aula

• Il trend consente di verificare l’effetto reale di azioni (finestra aperta, cambio velocità filtri, variazione occupazione) nel tempo.

• La dashboard ti permette di identificare rapidamente:

  • aule critiche (ACH basso),

  • aule OK (ACH elevato),

  • possibili incongruenze ACH vs CO₂ (da investigare).

Cosa significa ogni valore visualizzato (riassunto completo)

• Area (m²), Volume (m³): base geometrica.

• Ricambi aria totali (ACH HVAC): portata totale/volume.

• OA ACH: quota di ricambi dovuta ad aria esterna.

• OA per persona (L/s·persona): aria esterna disponibile per occupante.

• Standard di riferimento (indicativo): confronto semplificato ispirato alla logica di standard di ventilazione (struttura “per persona + per area”). Per applicazioni formali usare i valori specifici per destinazione d’uso secondo standard (es. ASHRAE 62.1: formula generale Vbz = Rp·Pz + Ra·Az).

• ACH da filtrazione (MERV): aria pulita equivalente dal ricircolo filtrato.

• ACH da CADR: aria pulita equivalente dei filtri portatili.

• ACH da ventilatori OA: contributo addizionale se ventilatori introducono aria esterna.

• ACH equivalente totale: somma dei contributi; utilizzabile per confronto con obiettivi “clean air”. 

• CO₂ picco, baseline, Δ: indicatore pratico di ventilazione rispetto al carico di persone; soglie operative spesso usate in ambito scuole. 

• Valutazione rumore (dB): vincolo di usabilità (comfort didattico).

• L’ACH equivalente è un indice comparativo: utile per decidere interventi e priorità, ma non sostituisce misure tecniche, verifiche impiantistiche e requisiti normativi/codici locali.

• Le efficienze MERV sono stime: la prestazione reale dipende da velocità, perdite, bypass, manutenzione e installazione.

• La CO₂ è un proxy di ventilazione in presenza di persone, non un misuratore diretto della qualità microbiologica dell’aria; è però riconosciuta come indicatore pratico in guide tecniche.