Il problema della condensazione é importante perché, anche se non appaiono le classiche ”macchie sui muri”, esso e sempre in agguato e può ridurre le caratteristiche coibenti del nostro edificio senza che ci si possa rendere conto; le conseguenze inevitabili sono da un lato il maggior fabbisogno di energia per il riscaldamento e dall’altro i maggiori costi da sostenere per interventi di ripristino per l’eliminazione di muffe o la riparazione di impianti elettrici ed idraulici.
Affronteremo l’argomento scomponendo il
problema in due fasi:
1. In cosa consiste il fenomeno della condensazione e
le sue conseguenze
2. L’andamento
del flusso del vapore all’interno
di pareti (metodo di Glaser)
| Proviamo, per semplicità, a sintetizzare con un esempio di tipo ”idraulico” il fenomeno della condensazione: |
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L’altezza dei bordi dei recipienti potrebbe rappresentare la temperatura dell’aria, mentre il liquido contenuto potrebbe essere il vapore presente nella stessa (cioè l’umidità relativa): il recipiente A è riempito per il 50%, ma B, con la stessa quantità, è riempito per il 60% ed in C lo stesso contenuto trabocca. Dunque, abbassando la temperatura (bordo del recipiente) aumenta l’umidità relativa, fino a raggiungere il 100%; quando l’ambiente è saturo di umidità, il vapore condensa e si definisce punto di rugiada il momento in cui, ad una precisa temperatura, l'umidità relativa si trasforma in condensa.
Uno dei parametri più importanti da prendere in considerazione ai fini del mantenimento delle condizioni di benessere degli ambienti confinati e della progettazione degli impianti di climatizzazione è, quindi, l’umidità relativa dell’aria.
Riprendiamo ora il
concetto sovraesposto con un linguaggio leggermente più tecnico. L’aria umida
è un miscuglio di aria secca e vapor d’acqua e, se consideriamo un volume d’aria,
i costituenti del miscuglio si troveranno ad una data pressione parziale. La
massima pressione parziale del vapor d’acqua nel miscuglio, per una data
temperatura, è detta pressione di
saturazione e
la curva grafica generata da tale rapporto alle diverse temperature si chiamerà curva
di saturazione. Se
in una certa quantità di aria umida, nella quale la pressione del vapore sia
pari alla pressione di saturazione (aria umida satura), viene immesso dell’altro
vapor d’acqua, una parte di esso condensa e si formano alcune gocce di
liquido.
L' umidità relativa
è data dal rapporto
tra la pressione parziale di vapore e la corrispondente
pressione di saturazione alla stessa temperatura.
La conoscenza dei valori di umidità relativa e necessaria sia per i controlli
sulle condizioni di benessere negli ambienti sia per la verifica delle pressioni
di vapore all’interno delle pareti e della possibile formazione di condensa.
La condensa pero può formarsi all’interno dei muri ed è la più insidiosa perché nascosta. Per meglio capire come ciò può accadere, riprendiamo l’esempio gia visto con solo alcune variazioni:
![]() |
a = ambiente interno |
I coefficienti r1, r2, r3 sono i valori
di resistenza al passaggio del vapore cioè le diverse permeabilità degli
strati di muratura.
Se tutto funzione, l’umidità dell’ambiente interno viene smaltita dalla
ventilazione (V), ma se essa non è sufficiente, aumenta il livello nel
recipiente A; una parte di vapore passa attraverso i muri dove incontra una
certa resistenza r, fino ad evaporare all’esterno D.
Se il rubinetto r3 fosse chiuso (cioè il rivestimento esterno del muro fosse
impermeabile, come la ceramica o gli intonaci plastici) allora è forte il
rischio condensa all’interno della muratura.
Per poter effettuare con maggior precisione quest’importante valutazione esistono degli strumenti matematici i quali, conoscendo le diverse caratteristiche tecniche dei materiali adottati, consentono di evidenziare l’eventuale rischio condensa; il più noto di tutti e quello denominato come il metodo di Glaser con cui è possibile determinare la distribuzione della pressione parziale di vapore all'interno della parete. Infatti il flusso di vapore che attraversa una parete è in Kg/s:
G = p · S · (pvi - pve)
| dove: |
| p | = permeanza unitaria della parete [Kg/m2 s Pa]; |
| S | = superficie della parete [m2]; |
| Pvi | = pressione parziale del vapore all'interno [Pa]; |
| Pve | = pressione parziale del vapore all'esterno [Pa]. |
L'inverso della permeanza rappresenta la resistenza della parete alla diffusione del vapore. Quindi, nel caso di pareti multistrato, si ha:
![]()
| con: |
| Rvt | = resistenza totale della parete alla diffusione del vapore [m2 s Pa/Kg]; |
| Sn | = spessore del materiale costituente lo strato n-esimo della parete [m]; |
| pn | = permeabilità
del materiale costituente lo strato n-esimo della parete [Kg/m·s·Pa]. |
La resistenza Rv di uno strato di parete può anche essere ottenuta dalla:
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Rv = N · µ · s |
dove: |
| N | = costante che
rappresenta la resistenza dell'aria [187.52 · 10-12 Kg/s·m·Pa oppure 0,090 g/h mmHg]; |
| µ | = resistenza relativa del materiale al passaggio del vapore; |
| s | = spessore dello strato. |
Analogamente a quanto accade nel caso della trasmissione del calore, la caduta di pressione parziale di vapore fra le superfici che delimitano gli strati costituenti la parete è:
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Dpn = (pvi - pve) · |
la pressione di vapore dell'n-esimo strato è:
pvn = pvn-1 - Dpn
| dove: |
| Rvt | = resistenza totale della parete alla diffusione del vapore; |
| Rvn | = resistenza al vapore dello strato n-esimo; |
| (pvi - pve) | = caduta di pressione
parziale del vapore fra la superficie interna ed esterna della parete; |
| Dpn | = caduta di pressione
parziale di vapore fra le superfici che delimitano lo strato di resistenza Rvn. |
Stabilite le condizioni al contorno, conosciute
le condizioni climatiche della zona interessata e le caratteristiche dei
materiali impiegati, la verifica termoigrometrica
consiste in pratica nel tracciamento di un grafico in cui viene riportato
l'andamento della pressione parziale di vapore e di quella di saturazione
(Metodo di Glaser).
I punti pvi
ed pve rappresentano sulla scala delle
pressioni i valori della pressione parziale del vapore rispettivamente interna
ed esterna. Se la spezzata delle pressioni di
vapore non intercetta la curva delle pressioni di saturazione significa che
all'interno della parete, per quelle condizioni di progetto, non si ha
formazione di condensa.
Esistono materiali isolanti assolutamente permeabili al vapore (molto traspiranti), altri meno; in ogni caso la parete va sempre verificata rispetto al rischio di condensazione. Attenzione perché un muro traspirante non è da solo sufficiente a risolvere e/o prevenire i problemi: infatti esso può al massimo evacuare il 10% del vapore che e necessario rimuovere dalle case; compito questo della ventilazione, non della permeabilità della muratura.
Le
muffe invece
sono funghi che frequentemente si trovano sulle superfici umide. Esse sono una
diretta conseguenza della presenza di umidità e derivano dalle spore vegetali che
sono normalmente presenti a milioni nell’aria: se trovano
acqua per germogliare, fioriscono sulle pareti umide con danni estetici
e, specialmente, danni per la salute.
Per eliminarle è innanzitutto indispensabile rimuoverne le cause
(condensazione e umidità) e, prima di riutilizzare il locale, si consiglia di
distruggere le eventuali spore residue con una disinfezione dell’ambiente (ad
esempio usando ammoniaca diluita sulle superfici precedentemente infestate).