Lo studio dell’Indoor Environmental Quality (IEQ) e Comfort (IEC) nell’ambiente costruito è di grande rilievo, soprattutto quando indagato in ambienti adibiti ad attività cognitive e di comunicazione sfidanti, come le aule didattiche. Questo lavoro propone una metodologia di monitoraggio longitudinale di IEQ e IEC in aule universitarie allo scopo di permettere produttività e benessere, oltre che adeguatezza dal punto di vista fisico-ambientale in fase di esercizio e a piena occupazione delle aule stesse

Antonio Servetti

Arianna Astolfi

Barbara Spataro

Enrico Borgo

Giuseppina Emma Puglisi

Mario Ravera

Virginia Fissore

Italian

PORTO@iris (Publications Open Repository TOrino - Politecnico di Torino)

11 February 2024POLITECNICO DI TORINORepository ISTITUZIONALEQUALITA’ GLOBALE E COMFORT PERCEPITO NELL’AMBIENTE COSTRUITO: UNO STUDIO PILOTA INAULE UNIVERSITARIE / Puglisi, GIUSEPPINA EMMA; Fissore, Virginia; Spataro, Barbara; Borgo, Enrico; Ravera,Mario; Servetti, Antonio; Astolfi, Arianna. - (2023). (Intervento presentato al  convegno 49° Convegno Nazionale AIAtenutosi a Ferrara nel 7-9 giugno 2023).OriginalQUALITA’ GLOBALE E COMFORT PERCEPITO NELL’AMBIENTE COSTRUITO: UNO STUDIOPILOTA INPublisher:PublishedDOI:Terms of use:Publisher copyright(Article begins on next page)This article is made available under terms and conditions as specified in the  corresponding bibliographic description inthe repositoryAvailability:This version is available at: 11583/2980399 since: 2023-07-16T18:02:48ZAssociazione Italiana di Acustica     Associazione Italiana di Acustica 49° Convegno Nazionale Ferrara, 7-9 giugno 2023 Associazione Italiana di Acustica, 2023 ISBN: 978-88-88942-66-7 QUALITA’ GLOBALE E COMFORT PERCEPITO NELL’AMBIENTE COSTRUITO: UNO STUDIO PILOTA IN AULE UNIVERSITARIE  Giuseppina Emma Puglisi (1), Virginia Fissore (2), Barbara Spataro (1), Enrico Borgo (1), Mario Ravera (1), Antonio Servetti (3), Arianna Astolfi (2)  1) CALOS – Campus, Logistica e Sostenibilità, Politecnico di Torino, Torino, giuseppina.puglisi@polito.it – barbara.spataro@polito.it – enrico.borgo@polito.it – mario.ravera@polito.it 2) DENERG – Dipartimento Energia, Politecnico di Torino, Torino, virginia.fissore@polito.it – arianna.astolfi@polito.it  3) DAUIN – Dipartimento di Automatica e Informatica, Politecnico di Torino, Torino, antonio.servetti@polito.it  SOMMARIO Lo studio dell’Indoor Environmental Quality (IEQ) e Comfort (IEC) nell’ambiente costruito è di grande rilievo, soprattutto quando indagato in ambienti adibiti ad attività cognitive e di comunicazione sfidanti, come le aule didattiche. Questo lavoro propone una metodologia di monitoraggio longitudinale di IEQ e IEC in aule universitarie allo scopo di permettere produttività e benessere, oltre che adeguatezza dal punto di vista fisico-ambientale in fase di esercizio e a piena occupazione delle aule stesse.   1. Introduzione Lo studio dell’Indoor Environmental Quality (IEQ), ossia della qualità dell’ambiente costruito, è di grande interesse per la comunità scientifica. Si stanno infatti affermando tecniche di monitoraggio e metodi di valutazione innovativi poiché orientati a considerare la variazione nel tempo delle grandezze fisiche, unitamente alla risposta comportamentale dell’occupante. La EN 16798-1 [1] specifica i requisiti per la valutazione dell’IEQ con un approccio oggettivo multi-dominio, ossia ba-sato sulla misurazione di variabili che definiscono i domini del comfort (i.e., acustiche, termiche, visive, di qualità dell’aria). Essa non introduce però valutazioni di tipo soggettivo che ten-gano in considerazione l’Indoor Environmental Comfort (IEC) e dunque la percezione dell’occupante. L’IEC associato all’IEQ è invece di fondamentale importanza, come dimostrano studi re-centi [2]. Alte temperature in ambiente impattano sulla produtti-vità e su aspetti di salute mentale; elevate concentrazioni di in-quinanti e ridotti tassi di ventilazione causano la riduzione della produttività fino al 15%; l’efficienza delle prestazioni cognitive si riduce in ambienti con uno scarso illuminamento; elevato ru-more in ambiente riduce le prestazioni cognitive, aumenta il di-sturbo e l’insorgenza di sintomi negativi legati alla salute men-tale. Se questi effetti sono evidenti genericamente negli ambienti confinati (e.g., luoghi di lavoro, di condivisione, abitazioni pri-vate), un’attenzione particolare va posta agli ambienti per l’ap-prendimento frequentati da grandi numeri di persone. Ad ogni ordine e grado, questi sono occupati per lunghi periodi con lo scopo di trasmettere e acquisire conoscenza, dunque devono fa-cilitare il compito cognitivo richiesto agli occupanti. Garantire un ambiente ottimale per l’apprendimento è dunque un obiettivo primario da raggiungere tramite il monitoraggio, prima, e il con-trollo, poi, delle grandezze ambientali e della loro percezione. 1.1 IEQ negli spazi per l’apprendimento Brink et al. [3] hanno redatto una review sul tema dell’in-fluenza delle grandezze ambientali dell’IEQ nelle aule universi-tarie. Dalla loro indagine risulta che gli effetti di queste gran-dezze sono provati sui compiti e le capacità a breve termine, mentre un effetto cronico sul lungo periodo non è ancora evidente. In generale, più i parametri dell’IEQ rispettano i range ottimali, più si riscontrano effetti positivi sull’apprendimento. Da questo studio emerge la necessità di investigare ulterior-mente, tramite un monitoraggio prolungato nel tempo di even-tuali effetti cronici dell’IEQ sull’apprendimento. 1.2 IEC negli spazi per l’apprendimento La percezione dell’IEQ e la sua valutazione sono essenziali al fine di progettare ambienti per l’apprendimento adeguati per permettere produttività, salute fisica, mentale e benessere. L’in-dagine sull’IEC è quindi fondamentale e, se correlata all’IEQ poiché condotta parallelamente al monitoraggio ambientale, è ampiamente informativa circa l’adeguatezza di un ambiente. Non sono però molti i lavori che hanno approfondito la raccolta di dati soggettivi in ambienti reali e ripetuti nel tempo. Tra que-sti, Astolfi e Pellerey [4] hanno proposto un questionario sulla percezione della qualità ambientale a 1006 studenti di scuola su-periore, facendo emergere (i) l’importanza dello studio multi-dominio sulla valutazione della qualità degli spazi per l’appren-dimento e (ii) l’influenza reciproca della percezione dei singoli domini della qualità sulla percezione globale del comfort.   2. Metodologia 2.1 Il caso studio Il monitoraggio pilota della qualità globale (oggettiva e sog-gettiva) ha avuto luogo in aule universitarie. In particolare sono state considerate quattro aule del Campus Politecnico di Torino, le “aule P”, che sono state realizzate nel 2017 e hanno caratteri-stiche architettoniche e impiantistiche di interesse. Presentano infatti un trattamento acustico in pannelli fonoassorbenti distri-buiti sul soffitto e su parti delle pareti laterali, e dal punto di vista degli impianti di condizionamento e aerazione sono aule auto-nome, dotate di sistemi a tutt’aria gestibili in remoto. All’esterno delle aule, in corrispondenza delle unità di trattamento aria po-sizionate sulla sommità dell’edificio, sono presenti sensori per il monitoraggio della qualità dell’aria e della temperatura. Inoltre, è possibile il monitoraggio dei consumi dell’energia durante il funzionamento delle aule grazie ad una rete di smart meters.  49° Convegno Nazionale AIA  Le aule P, collocate in un edificio indipendente all’interno del Campus, sono disposte ai vertici di una pianta rettangolare e collegate da un corridoio (Figura 1). Dal punto di vista architet-tonico sono aule con un’intera parete finestrata disperdente che affaccia verso aree esterne adibite a parcheggio (aula 1P e 3P, lato sud) e passaggio pedonale (aule 2P e 4P, lato nord).  Le aule sono state caratterizzate acusticamente ai fini del collaudo per la verifica dei requisiti acustici passivi degli edifici in accordo con il D.P.C.M. 5/12/1997 [5]. È stato verificato che l’isolamento dei divisori verticali interni e della facciata fossero conformi ai requisiti di legge (rispettivamente ≥ 30 dB e ≥ 48 dB), risultando pari a 37 dB ± 1,3 dB e 47 dB ± 1,3 dB. Il tempo di riverberazione mediato tra 250 Hz e 2000 Hz è risultato pari a 0,89 s, pertanto è inferiore al valore soglia indicato dalla legge [5] all’epoca del collaudo (i.e., 1,2 s). Inoltre, le aule sono state caratterizzate in termini di intelligibilità del parlato tramite il pa-rametro dello Speech Transmission Index (STI), misurato a tre diverse distanze dalla sorgente parlatore (i.e., a 3 m, a 9 m e a 17 m) e per due diversi sforzi vocali (i.e., sforzi vocali misurati a 1 m dalla sorgente parlatore pari a 60 dBA, ossia “normale”, e pari a 70 dBA, ossia “elevato”). La normativa di riferimento, la BS EN 60268-16 [6], indica che in ambienti scolastici lo STI deve assumere un valore ≥ 0,62 per essere adeguato. Nel caso di sforzo vocale “normale”, i valori misurati di STI sono risultati pari a 0,75, 0,65 e 0,59, rispettivamente alle tre distanze. Nel caso di sforzo vocale “elevato”, i valori misurati di STI sono ri-sultati pari a 0,78, 0,71 e 0,66, rispettivamente alle tre distanze. 2.2 Monitoraggio dell’Indoor Environmental Quality Il monitoraggio dell’IEQ avviene per mezzo di un multisen-sore commerciale, Aircare, che è dotato di sensori di qualità dell’aria (monitoraggio dei composti organici volatili, indice di qualità dell’aria, polveri sottili PM1-PM2,5-PM10 e CO2), di comfort ambientale (monitoraggio del livello di pressione so-nora, della temperatura e umidità relativa, dell’illuminamento e della pressione atmosferica) e di elettrosmog (monitoraggio del livello Wi-Fi rilevato). Ciascuna grandezza fisica è acquisita e comunicata con una frequenza e un intervallo diverso, in fun-zione delle caratteristiche intrinseche del sensore specifico. Poi-ché Aircare è costantemente collegato tramite connessione Wi-Fi, è possibile visualizzare in tempo reale l’andamento dei di-versi parametri su dashboard online, che permette la piena stori-cizzazione ed analisi dei dati. In Figura 1 sono riportati i punti di installazione dei sensori, e in particolare: aula 1P e 4P, rispet-tivamente esposte a sud-est e nord-ovest, dotate ciascuna di quattro Aircare; aula 2P e 3P, rispettivamente esposte a sud-ovest e nord-est, dotate ciascuna di un Aircare; corridoio, dotato di tre Aircare. Sommariamente, i principali obiettivi del monito-raggio IEQ nelle aule P sono:  1) Correlare i parametri di IEQ monitorati in ambiente con i consumi di energia elettrica reali, tramite una campagna di monitoraggio longitudinale volta anche ad individuare stra-tegie di controllo per la riduzione dei consumi; 2) Valutare l’impatto di diversi posizionamenti del multisen-sore per monitorare l’IEQ grazie alla dotazione in aula di un numero variabile di Aircare.  3. Monitoraggio dell’Indoor Environmental Comfort Il monitoraggio dell’IEC è eseguito tramite l’erogazione di un questionario, le cui domande sono state costruite in accordo con le norme di riferimento, che può essere compilato dagli oc-cupanti delle aule e quindi da studenti e docenti. Il questionario, validato in un test pilota presso il Dipartimento Energia del Po-litecnico, ha due livelli di acquisizione del dato di IEC. Il primo livello è costituito dalla domanda sommaria “Sei soddisfatto con la qualità del tuo ambiente?” a cui dar risposta su una scala di-screta a 4 punti, identificata da smiley verde scuro, verde chiaro, giallo, rosso che indicano una percezione da positiva a negativa. Il secondo livello è un’indagine dettagliata della percezione dei diversi domini dell’IEC (i.e., acustico, visivo, termico, di qualità dell’aria) con valutazioni su scale a 4 o 7 punti.   Figura 1 - Planimetria delle Aule P e del corridoio di connessione, con identifi-cazione dei punti di installazione dei multisensori Aircare (quadrati rossi e verdi, per Aircare rispettivamente collegati e non collegati alla rete di alimentazione elettrica).  4. Risultati attesi e prospettive future La campagna di monitoraggio dell’IEQ e dell’IEC in quattro aule universitarie del Politecnico di Torino ha avuto inizio ad aprile 2023. I principali risultati attesi riguardano: 1) L’osservazione longitudinale dei parametri oggettivi che ca-ratterizzano i domini dell’IEQ. Tali dati saranno correlati all’andamento delle caratteristiche ambientali esterne, ai li-velli di occupazione delle aule e al setting degli impianti; 2) L’identificazione del posizionamento migliore del multisen-sore al fine di monitorare l’IEQ nelle diverse ore di utilizzo; 3) La definizione dell’IEC tramite l’acquisizione di dati sogget-tivi da correlare a quelli oggettivi di IEQ misurati; 4) L’avvio di una campagna di sensibilizzazione e coinvolgi-mento degli occupanti con lo scopo di informare sulle tema-tiche relative all’IEQ e all’IEC. Questo modello di monitoraggio e analisi ha l’obiettivo di valo-rizzare l’importanza dell’ottimizzazione degli ambienti per l’ap-prendimento in contesti complessi come un Campus universita-rio. Il modello si colloca poi in coerenza con le tematiche di so-stenibilità, risparmio energetico e vivibilità dell’ambiente co-struito, e ambisce ad essere esteso anche ad altri contesti.  5. Bibliografia [1] EN 16798-1:2019, Energy performance of buildings - Ventilation for build-ings - Part 1: Indoor environmental input parameters for design and assess-ment of energy performance of buildings addressing indoor air quality, thermal environment, lighting and acoustics - Module M1-6 [2] Schweiker M., Ampatzi E. et al, Review of multi-domain approaches to in-door environmental perception and behaviour, Building and Environment, 176 (2020), pp. 1-25  [3] Brink H.W., Krijnen W.P., Loomans M.G.L.C., Mobach M.P., Kort H.S.M., Positive effects of indoor environmental conditions on students and their performance in higher education classrooms: A between-groups experi-ment, Science of the Total Environment 869 (2023), pp. 1-13 [4] Astolfi A., Pellerey F., Subjective and objective assessment of acoustical and overall environmental quality in secondary school classrooms, Journal oft he Acoustical Society of America 123(1) (2008), pp. 163-173 [5] Decreto del Presidente del Consiglio dei Ministri 5 dicembre 1997, Deter-minazione dei requisiti acustici passivi degli edifici, Gazzetta Ufficiale della Repubblica Italiana, Serie generale n. 297, 22/12/1997 [6] BS EN 60268-16:2011, Sound system equipment - Part 16: Objective rating of speech intelligibility by speech transmission index 

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