Ventilazione a richiesta con sensori CO2 KNX: qualità dell'aria interna e risparmio energetico

Perché DCV: i motivi per il controllo della ventilazione basato su CO2

I sistemi di ventilazione tradizionali sono dimensionati per l'occupazione massima di progetto e funzionano a velocità fissa indipendentemente dall'occupazione effettiva. Una sala riunioni progettata per 20 persone ha la stessa portata di ventilazione alle 6:30 con zero occupanti che all'occupazione di punta alle 10:00. La potenza del ventilatore scala con il cubo della velocità dell'aria – dimezzare la portata riduce la potenza del ventilatore al 12,5% del massimo. Anche riduzioni modeste della portata generano grandi risparmi energetici.

La CO2 è l'indicatore primario dell'occupazione umana. L'aria esterna è di circa 400–420 ppm di CO2. Ogni persona genera circa 20 l/min di CO2 a riposo (lavoro d'ufficio). All'aumentare dell'occupazione, la CO2 sale al di sopra del fondo esterno. Mantenere la CO2 al di sotto di 1000 ppm sopra i livelli esterni garantisce un'adeguata aria fresca per persona secondo EN 13779. I sensori KNX CO2 forniscono una misurazione continua in ppm che guida direttamente la modulazione della ventilazione.

Sensori KNX CO2: confronto prodotti

Diversi sensori CO2 nativi KNX sono disponibili per montaggio a incasso, su guida DIN e in quadro. Tutti trasmettono la concentrazione di CO2 come DPT 9.008 (ppm) su KNX TP. Il metodo di calibrazione, il campo di misura e i parametri aggiuntivi differiscono.

Logica DCV: controllo ventilazione a quattro soglie

La logica DCV mappa la concentrazione di CO2 sulla portata di ventilazione utilizzando quattro soglie allineate con le categorie di qualità dell'aria interna EN 13779. L'isteresi tra le soglie (un punto di discesa inferiore al punto di salita) impedisce l'oscillazione rapida della velocità del ventilatore quando la CO2 si aggira vicino a una soglia.

Input: KNX CO2 sensor GA, DPT 9.008 (ppm)
Output: ventilation speed command GA, DPT 5.001 (0-100%)

Threshold table (with 50 ppm hysteresis):
  CO2 < 700 ppm (empty/outdoor level):
    → Ventilation: 20% speed (minimum, code-minimum airflow)

  CO2 700-1000 ppm (low occupancy):
    → Ventilation: 50% speed (moderate flow)
    → Switch down at 650 ppm (hysteresis to 20% level)

  CO2 1000-1400 ppm (medium-high occupancy):
    → Ventilation: 80% speed
    → Switch down at 950 ppm

  CO2 > 1400 ppm (overcrowded / alarm):
    → Ventilation: 100% speed (maximum boost)
    → KNX alarm telegram GA = ON → building management alert
    → Switch down at 1350 ppm

ETS6 logic block (MDT SCN-LCRM.01):
  Comparator 1: input A (ppm) < 700 → output = 20
  Comparator 2: input A >= 700 AND < 1000 → output = 50
  Comparator 3: input A >= 1000 AND < 1400 → output = 80
  Comparator 4: input A >= 1400 → output = 100
  Output written to GA (DPT 5.001) → Systemair SAVE or TROX TVZ

Categorie CO2 EN 13779 e obiettivi di conformità

EN 13779:2007 (Ventilazione per edifici non residenziali) definisce le categorie di qualità dell'aria interna IDA 1 fino a IDA 4 basate sulla concentrazione di CO2 al di sopra del riferimento esterno (tipicamente 400 ppm). Il sistema DCV dovrebbe mirare almeno a IDA 2 durante le ore di occupazione – ciò equivale a mantenere la CO2 al di sotto di 800-1000 ppm sopra il livello esterno, o circa 1200-1400 ppm assoluti nella maggior parte dei climi europei.

Sequenza di spurgo notturno e precondizionamento mattutino

Durante le ore non occupate, la CO2 diminuisce gradualmente fino ai livelli esterni e la logica DCV riduce la ventilazione al minimo (20% di velocità). Tuttavia, i COV (composti organici volatili) da prodotti per la pulizia, emissioni di mobili e materiali da costruzione si accumulano durante la notte anche senza occupanti. Una sequenza di spurgo notturno fa funzionare la ventilazione al 100% per 30 minuti prima dell'inizio programmato dell'occupazione, eliminando l'accumulo notturno di COV e CO2 prima dell'arrivo degli occupanti.

KNX time switch (MDT SCN-LCRM.01 weekly timer):

Night minimum (23:00 → occupancy start - 30 min):
  Write ventilation speed GA = 20 (20% minimum)
  DCV CO2 logic disabled — override by time switch
  Exception: if CO2 rises above 1000 ppm (unexpected night use)
    → DCV logic resumes and overrides night minimum

Night purge (06:00, 30 min before 06:30 occupancy start):
  Write ventilation speed GA = 100 (100% boost)
  Duration: 30 minutes (timer resets at 06:30)
  At 06:30: release override → DCV CO2 logic resumes control

Occupancy period (06:30-22:00):
  DCV logic active: CO2 thresholds control fan speed
  KNX presence detector (MDT PIR) reinforces DCV:
    No presence detected for 30 min → force minimum ventilation
    regardless of CO2 (room may have CO2 from previous occupants)

Weekend / holiday mode:
  KNX calendar block → extend night minimum to full day
  Night purge still runs at 06:00 Saturday/Sunday (HVAC system keep-alive)

Conformità BREEAM Hea 02 e ritorno energetico

Il criterio BREEAM New Construction Hea 02 (Qualità dell'aria interna) assegna crediti per il monitoraggio della CO2 con risposta automatica della ventilazione e display della CO2 visibile agli occupanti. Un sistema KNX DCV con sensori CO2 Elsner, controllo logico ETS6 e un pannello touch KNX (Gira X1 o MDT Glastaster II) che mostra la concentrazione di CO2 in tempo reale soddisfa i criteri di monitoraggio e risposta automatica. La registrazione dati (ARISTO BewO) fornisce le prove di prestazione richieste durante la valutazione BREEAM.

Il ritorno energetico per DCV è tipicamente di 1-2 anni in sale riunioni e spazi conferenze. Una sala riunioni con ventilazione di progetto massima di 500 m³/h che opera a un'occupazione reale media del 40% risparmia circa il 60% dell'energia massima del ventilatore. A 0,15 EUR/kWh e un motore ventilatore da 1,5 kW, ciò equivale a circa 900 kWh/anno risparmiati, o 135 EUR/anno per sala. Il costo del sensore CO2 (Elsner KNX CO2-T-UP) è di circa 180 EUR — ritorno in 16 mesi. Su scala di 20 sale riunioni, il sistema si ripaga in meno di 12 mesi escluse le efficienze di installazione.