La verifica termoigrometrica - iuav.it

1 1La verifica termoigrometricaPiercarlo RomagnoniUniversit IUAV di Venezia2- Igrometria: l aria umida- Temperatura di rugiada, umidit specifica e umidit relativa- Il controllo dell umidit : requisiti per il benessere degli occupanti- Il controllo dell umidit : la salvaguardia dei materiali- Condensazione superficiale: - punti critici - verifica -prevenzione isolamento e ventilazione-prevenzione isolamento e ventilazione- Condensazione interstiziale:- la diffusione del vapore- analisi del fenomeno Glaser e EN ISO 13788- Ventilazione:- benessere e inquinanti indoor- tasso di ventilazione- tecnologie3L aria una miscela di specie chimiche diverse:- gas (azoto 79%, ossigeno 21%, CO20,035%)- vapore d acquaPreso un certo volume d aria la quantit di ogni gas non cambia, quella di vapore invece s :- in diminuzione: il vapore pu condensare- in aumento: vapore pu essere prodotto e immesso in ambiente (occupanti, sorgenti interne cucina, bagno, Igrometria: l aria umidaambiente (occupanti, sorgenti interne cucina, bagno, lavanderia)La costanza degli altri componenti fa s che le grandezze vengano riferite all unit di massa dell aria secca Quali sono i parametri che regolano e che misurano ilcontenuto di vapore nell aria?)

2 4 Ogni componente gassoso si comporta come se gli altri non ci fossero:la pressione complessiva pari alla somma delle pressioni che i singoli componenti avrebbero se occupassero da soli l intero volume disponibile a parit di temperatura (Legge delle pressioni parziali)p = pazoto+ possigeno+ .. + pvaporeIl vapore: l acqua evapora fino a raggiungere una pressione massimaIgrometria: l aria umidaIl vapore: l acqua evapora fino a raggiungere una pressione massimaE la pressione di saturazione psat. Dipende solo dalla temperatura!p sat= f(T)T <T p < psat5psat- dipende solo dalla temperatura (es. 100 C 1 bar)-rappresenta la pressione massima (e quindi il contenuto massimo) che il vapore pu raggiungere anche nell aria: se l aria non satura, la pressione parziale del vapore sempre inferiore pvapore psatIgrometria: l aria umida6psatpossiamo definire l umidit relativa come il rapporto tra la pressione parziale del vapore e quella di saturazione = pvapore/psat %dato che psat cambia con la temperatura, l umidit relativa pu variare anche se non cambia il contenuto di vapore dell aria, cio pIgrometria: l aria umidaanche se non cambia il contenuto di vapore dell aria, cio pvaporein particolare se la temperatura scende, psat scende, quindi aumenta l umidit relativa.

3 Raggiunto il 100% la pressione parziale deve ridursi:- si ha la condensazione- si definisce la temperatura di rugiadaper esprimere il contenuto di umidit in modo da non dipendere dalla temperatura si ricorre all umidit specificax= massa di vapore/massa d aria secca7 Esistono tuttavia situazioni e condizioni che richiedono un controllo dell umidit per evitare:- condensazione (umidit relativa del 100%) o la formazione di muffe (umidit relativa superiore all 80%) sulla superficie interna delle pareti- condensazione sulle vetrate- condensazione interstiziale dell umidit che migra per diffusione attraverso le paretiControllo termoigrometrico: i materialiSono fenomeni che possono essere previsti con appositi approcci di calcolo (verifiche) e conseguentemente quanto riguarda la condensazione superficiale il rischio legato alla temperatura superficiale interna delle consegue la criticit dei ponti termici8 Condensazione superficiale su ponte termico di strutturatermico di struttura9 Condensazione superficiale per aumento della resistenza termica della resistenza termica superficiale (presenza di mobili addossati)10 Condensazionesuperficialeperpontetermico dipontetermicodistrutturatraserramentoem uratura11L insorgere di tali fenomeni compromette:- la durabilit delle pareti- la vivibilit dell ambiente Danni alla parete per fenomeni di condensazione pu comportare.

4 La presenza di acqua di condensazione sulla superficie interna della parete; la crescita di colonie fungine; il danneggiamento degli intonaci; l imputridimento di eventuali parti in legno; l imputridimento di eventuali parti in legno; la riduzione del grado di isolamento globale della parete; la migrazione di sali eventualmente presenti all interno dei materiali che compongono la struttura e la conseguente comparsa di fenomeni di condensazione dipendono dalla temperatura della superficie interna delle pareti e quindi: - dalle temperature ambientali interne ed esterne - dalla trasmittanza termica delle paretiNaturalmente il rischio aumenta tanto pi pvaporesi avvicina a psat(pvaporealto e/o psatbassa)12 Verifiche igrometricheCondensa superficiale necessario definire:- la temperatura media mensile - la concentrazione media di vapore dell aria valori di questi parametri sono reperibili dalla UNI interna:Umidit interna.

5 Pvapore, i= pvapore,e+ p Il valore di p dovr essere moltiplicato per 1,1 e pu essere determinato in funzione della temperatura esterna exte della trasmittanza termica della parete1313602001080810640270300600900120 01500 Pv [Pa]classe 1classe 2classe 3classe 4classe 51000-50510152025 Aclasse 114 Produzione di vapore acqueo UNI EN 1525115Il valore massimo accettabiledi umidit relativa sulle superfici posto uguale a s= 80%.Il valore minimo accettabile della pressione di saturazione psat:psat( si) = pi/ 0,8Il criterio s 80% stabilito in base al rischio di crescita di muffe. Possono essere applicati criteri differenti per evitare corrosione come s 60% o, per evitare condensa in prossimit di serramenti: s 100%.16Il calcolo della temperatura minima superficiale accettabile realizzato ricordando che:Dal valore di, dalla temperatura interna ie dallatemperatura esternate, si calcola il valore di fRsidefinito da:)(fminsat1sip = eiesiRsif =minminsi Si definiscemese critico di riferimentoquello con il pi altovalore richiesto di fRsiche indicato in questo caso componente edilizio considerato dovr allora essereprogettato in modo tale da avere un fattore fRsisempremaggiore dimaxfRsimaxfRsi17t1 Per la valutazione dello scambio termico in regime stazionario (indipendenza dal tempo) possibile scrivere.

6 2eitoteimW)(UR)(q = =la resistenza totale di scambio Rtot la somma delle resistenze termiche definite di seguito: si- e i- e 1t2termiche definite di seguito:Rtot= R1+ R2+ ..+ Rsi+ RseR1, 2, ..= resistenza termica di strato;Rsi= resistenza superficiale interna;Rse= resistenza superficiale esterna. 218 Per ciascun componente edilizio, la resistenza termica RTdovr verificare la relazione:RT= Rsi+ Rse+ R1+ R2+ .. = maxRsisitotf1RR eieminsimaxRsif = =+++= RT= Rsi+ Rse+ R1+ R2+ .. = = resistenza termica totale della parete considerata [(m2K) / W]Rsi, Rse= resistenze termiche superficiali lato interno e lato del flusso termico[(m2 K)/W]AscendenteOrizzontaleDiscendenteRsi 0,100,130,17 Rse0,040,040,0419 Per evitare la condensazione superficiale:- riduzione dell umidit relativa interna: con una adeguata ventilazione, infunzione della produzione di vapore che avviene all interno;- aumentare la temperatura interna: evitare di abbassare troppo latemperatura di notte o nei periodi di assenza- eliminazione dei punti freddi: le pareti devono essere isolateuniformemente (pi facile da prevedere e realizzare al momento dellacostruzione, meno facile da correggere).

7 Il livello di umidit in un ambiente in equilibrio se il vapore smaltito inquantit uguale a quello entrante nell quantit di vapore uscente dalle murature modesta e la velocit dipropagazione molto , per evitare che il livello aumenti fino alivellipericolosi, occorre anche smaltire il vapore in altro modo ecio diluendol aria interna carica di umidit con quella esterna pi condensa interstizialeIl trasporto di vapore in una struttura descritto tramite la relazione:g = la portata specifica [kg/(s m2)] di vapore= permeabilit al vapore dell'aria = 2 10-10kg/(m s Pa). ariap dariapariapspxpg = = = permeabilit al vapore dell'aria = 2 10kg/(m s Pa). p = differenza di pressione parziale del vapore [Pa]; = fattore di resistenza al vapore [-]; x = spessore dello strato [m];sd= x = spessore equivalente di un singolo strato [m].

8 21 Propriet dei materialiDiffusivit al vapore aN 5,4 109[s-1]Spessore equivalente sd: ==Na1d d sd==d = spessore [m] = fattore di resistenza al vapore acqueo [-]aN d sd==22 Permeabilit al vapore a[kg/(m s Pa)] = [s]Aria in quiete193 10-12 Calcestruzzoa struttura chiusa1,3 - 2,6 10-12a struttura aperta18 - 36 10-12 Fibre minerali (in pannello)Fibre di vetro150 10-12 Fibre minerali ottenute da rocce feldspatiche150 10-12 Intonaci e malteIntonaci di gesso puro18 10-12 Intonaci di gesso puro18 10-12 Intonaco plastico per cappotto6,25 10-12 LateriziMattoni pieni35,41 10-12 Mattoni forati20,83 10-12 LegnamiAbete0,3 10-12 Pino4,5 10-12 Barriera al vaporeCarta bitumata60-90 10-15 PVC1-14 10-14 Foglio alluminio (s = 5 mm)

9 268 10-1823 Definitele propriet termofisiche delle strutture edilizie,la resistenza termica lo spessore equivalente sddi ogni singolo stratosi assume che ciascuna struttura sia asciuttaall'inizio dei calcoli e per ciascun mese, a partire da Ottobre, si definiscono le temperature interna ed esterna e l'umidit relativa (dati UNI 10349).Si calcola la temperatura in corrispondenza ad ogni interfaccia)(11eiTseRR +=24Si calcola il profilo della pressione di saturazione in funzione della temperatura, secondo le relazioni: per temperature 0La sezione trasversale della struttura edilizia disegnata sostituendo agli spessori effettivi x gli spessori equivalenti di ciascuno strato sd. + =3,237269,175,610epsatdLa pressione parziale del vapore calcolata in ciascuna sezione trasversale come:pv,s,int= pressione parziale del vapore ambiente internopv,s,est= pressione parziale del vapore ambiente esternodNestsv1 Nvariap1d1vintsvariapN1iditotaleariaptot sppsppspg.

10 == = = =252627282930313233La pressione parziale di vapore nondeve incrociare la pressione di saturazione altrimenti si realizza ci si verifica , si assume che nell'interfaccia in cui il fenomeno si manifesta, si considera la pressione parziale del vapore pari al valore di saturazione ( = 100%). La eventuale condensa calcolata mese per mese e tale valore aggiunto o sottratto al valore del mese precedente: deve essere evidenziata la quantit massima di condensa essere evidenziata la quantit massima di condensa eventualmente : stackunderflowOFFENDING COMMAND: ~STACK.