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1 RELAZIONE DI CALCOLO SULLA VALUTAZIONE DELLA PRESENZA DI CONDENZA IN CHIUSURE OPACHE Riferimento normativo Sulla base dei procedimenti di calcolo illustrati nella norma UNI EN ISO 13788, si è valutato il rischio di condensa superficiale/interstiziale in due stratigrafie differenti. Per vedere esplicitamente le formule usate nel calcolo si rimanda alla norma oppure al foglio excel allegato. Dati in ingresso: località geografica Sono stati analizzati i dati climatici della zona n. 57, che corrisponde alla città di Messina. ambiente Si è considerato un ambiente cucina con due persone che svolgono attività sedentaria e una cottura di cibi intensa; per avere una valutazione verosimile e contemporaneamente cautelativa, si è considerato che in questo ambiente ci siano sempre le due persone e che si cucini intensamente per 4 ore al giorno. A partire dalle seguenti produzioni orarie - persone attività sedentaria 60 g/h - cottura cibi intensa 900 g/h si è ottenuto un valore di produzione di vapore, valutata sulle 24 ore, pari a: 0,37. stratigrafie parete - n. 1: Descrizione dello strato 1 Intonaco interno a base calce e cem. 2 Blocco alveolare in poroton λ (W/m C) Spessore (m) 0,85 0,01 0,19 0,5 3 PSE 25 kg/m 3 0,040 0, Intonaco sottile plastico 0,75 0,06 1

2 - n. 2: Descrizione dello strato λ (W/m C) Spessore (m) Pannello interno in cartongesso 0,80 0,08 2 XPE 35 kg/m 3 0,035 0,08 3 Muro in mattoni pieni 0,68 0,36 4 Intonaco di calce 0,75 0,025 Di questi materiali si è dedotta dalle apposite norme la resistenza alla diffusione del vapore o in alternativa la permeabilità al vapore, in modo da poter poi calcolare lo spessore d aria equivalente dello strato: materiale µ(-) δ(kg/mspa) rif.norma intonaco a base di calce e cem 10 ISO blocco alveolare in poroton 36*10^(-12) UNI PSE 25kg/m 3 60 ISO intonaco sottile plastico 20 - pannello in cartongesso 10 ISO XPE 35 kg/m ISO muratura in mattoni pieni 18*10^(-12) UNI intonaco di calce 10 ISO La norma usata per il calcolo prevede che la suddivisione degli strati sia fatta in modo tale che essi abbiamo 0,25 ; per non avere un numero eccessivo di strati si è suddiviso in questo modo lo strato che più influenza la trasmissione di calore, ossia l isolante termico, e non altri strati, come per esempio quello di mattoni. permeabilità al vapore dell aria: 1,94 10 Analisi risultati: 1) determinazione dei dati climatici In primo luogo si sono analizzati i dati climatici giornalieri di un intero anno per poterne ricavare i seguenti valori medi mensili: 2

3 Mese gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre Tmedia,mensile URcorretta,media mensile Psat media 1 11,38 C 67,34 % 1345, ,00 C 64,45 % 1401, ,77 C 64,12 % 1474, ,58 C 67,70 % 1658, ,83 C 71,77 % 2173, ,83 C 73,27 % 2615, ,34 C 65,47 % 3230, ,01 C 59,60 % 3361, ,32 C 65,91 % 2862, ,83 C 65,44 % 2173, ,12 C 68,51 % 1830, ,19 C 71,64 % 1515,81 Pv media Tmin,media Pa 906,22 Pa 9,61 C Pa 903,49 Pa 9,91 C Pa 945,54 Pa 10,44 C Pa 1122,77 Pa 12,05 C Pa 1559,96 Pa 16,15 C Pa 1916,04 Pa 19,16 C Pa 2114,95 Pa 22,74 C Pa 2003,37 Pa 23,30 C Pa 1886,69 Pa 20,87 C Pa 1422,17 Pa 16,06 C Pa 1254,34 Pa 13,59 C Pa 1085,91 Pa 11,24 C Come previsto, trattandosi della città di Messina, situata nel sud Italia e affacciata sul mare, non si registrano valori medi mensili molto rigidi di temperatura e nemmeno elevate percentuali di umidità. Questi dati sono stati poi elaborati nel seguente grafico che mostra visivamente la dispersione delle temperature nel corso dell anno: Psat [Pa] T [ C] La linea nera rappresenta l andamento della temperatura media mensile, che va da valori prossimi a 11 C nel mese di gennaio fino a circa 26 C ad agosto. La dispersione dei punti attorno alla linea mostra appunto quanto la temperatura effettiva si discosti dalla media nel corso dell anno. 3

4 2) valutazione del rischio di condensa superficiale Essendo nota la produzione di vapore prevista all interno della stanza considerata, si è potuto valutare il rischio di condensa superficiale. La norma effettua questa verifica introducendo il concetto di fattore di temperatura, che corrisponde al rapporto fra la differenza tra la temperatura superficiale interna e la temperatura dell aria esterna e la differenza fra le temperature dell aria interne ed esterna. Affinché non vi sia condensa il fattore di temperatura di progetto, calcolato sulla base della trasmittanza delle stratigrafie in oggetto, deve sempre essere maggiore del massimo fattore di temperatura calcolato a partire dalla minima temperatura superficiale interna nei vari mesi dell anno. La norma infatti prevede il calcolo di questo fattore per tutti i mesi dell anno, compresi quelli estivi; nella realtà però si sono valutati solo quelli invernali perché le condizioni climatiche italiane non sono le stesse di quei paesi dove la norma è stata redatta e quindi analizzare il suddetto fattore nel periodo estivo non avrebbe alcun senso viste le elevate temperature registrate. Si è scelto quindi di valutare l FRsi nei mesi in cui è in funzione l impianto di riscaldamento, quindi da ottobre ad aprile. La norma inoltre differenzia il calcolo di questo fattore sulla base delle stratigrafie in oggetto, a seconda che si tratti di una parete pesante o di una struttura leggera; per completezza di trattazione, si sono calcolati i fattori di riferimento in entrambi i casi - sebbene le nostre stratigrafie siano rappresentative di strutture pesanti - per avere rappresentata la situazione climatica attraverso il fattore di temperatura, ma si è proceduto alla verifica solo nel caso di struttura pesante. str pesante str leggera ottobre 0,1726 0,5918 novembre 0,4456 0,4952 dicembre 0,5228 0,4829 gennaio 0,4576 0,5609 febbraio 0,3876 0,5523 marzo 0,3570 0,5373 aprile 0,4138 0,4821 È giusto aspettarsi che il mese con il fattore di temperatura più alto sia uno dei mesi centrali dell inverno: questo è verificato nel calcolo basato sul metodo inerente la struttura pesante, mentre in quello per la struttura leggera il fattore più alto si ha in ottobre e quello con il valore immediatamente più basso invece, più verosimilmente, a gennaio. Quest ultima anomalia potrebbe essere giustificata a mio parere da due motivi: - si tratta di una località come Messina, in cui forse la stagione che necessita di riscaldamento potrebbe partire da novembre e non da ottobre 4

5 - la norma, essendo tarata su luoghi più freddi, difetta in alcuni punti dando risultati non verosimili dal punto di vista fisico in climi più miti. Al di là di considerazioni generali, la verifica per le nostre due stratigrafie ha portato ai seguenti risultati: stratigr.1 stratigr.2 f Rsi progetto 0,9494 0,9064 f Rsi min 0,5228 0,5918 no condensa no condensa Quindi considerando le trasmittanze termiche delle stratigrafie e utilizzando il fattore di riferimento calcolato col metodo delle strutture pesanti, non si verifica mai il fenomeno di condensazione superficiale. Volendo poi dare un quadro più completo del fenomeno si sono valutati i fattori di temperatura anche imponendo UR superficiali interne diverse da 0,8, valore prescritto dalla norma, e precisamente pari a 0,6 e 1; di seguito un riassunto dei risultati trovati: stratigr.1 stratigr.2 UR 0.6 UR 1 UR 0.6 UR 1 f Rsi progetto 0,9494 0,9064 0,9494 0,9064 f Rsi min 4,1951 0,0599 4,1951 0,0599 condensa no condensa condensa no condensa 3) valutazione del rischio di condensa interstiziale Per verificare se si registra condensazione interstiziale in qualche mese dell anno su qualche interfaccia all interno delle due stratigrafie assegnate, si è calcolato il flusso termico e di vapore in ogni mese e da questi si è dedotto il profilo delle temperature e delle pressioni (vapore e saturazione) all interno di entrambe le pareti, ottenendo grafici simili ai seguenti: 5

6 temperatura [ C] 21,0 20,0 19,0 18,0 17,0 16,0 15,0 14,0 13,0 12,0 11,0 0,9 1,1 1,3 1,5 1,7 1,9 spessore [m] temperature a b c d e pressione [Pa] spessore equivalente [m] press sat press vap a b c d e (questi grafici esemplificativi sono quelli relativi al mese di gennaio per la stratigrafia n. 1). Come si vede dagli stessi, il profilo delle temperature è stato calcolato in base allo spessore effettivo dei singoli strati, mentre quello delle pressioni in base allo spessore equivalente che è quello che rende conto della permeabilità al vapore di un determinato materiale. Si è così visto che, con entrambe le stratigrafie, in nessun mese dell anno e in nessuna interfaccia si genera della condensa, ossia la pressione di vapore nei vari punti non ha mai valori uguali o superiori a quelli della pressione di saturazione negli stessi punti. Se così non fosse stato si sarebbe dovuta calcolare la quantità di vapore condensata e la quantità di vapore rievaporata nei mesi estivi per accertarsi che la parete non rimanesse 6

7 umida, e si sarebbe poi proceduto al dimensionamento di un opportuno freno al vapore al fine di evitare la condensazione. Nel caso in esame, invece, si è voluta fare una valutazione su quella che può essere l umidità relativa superficiale interna massima, nel mese più sfavorito, ossia dicembre, tale per cui potrebbe verificarsi condensa. Il mese più sfavorito è stato scelto analizzando la differenza tra pressione di saturazione e pressione di vapore in tutti i mesi dell anno nelle varie interfacce, e selezionando il mese che presenta le differenze minori e quindi più a rischio di condensa interstiziale. Per capire quale fosse l UR interna massima per non avere condensa si è posta, di interfaccia in interfaccia, la pressione di vapore uguale a quella di saturazione e graficamente si è individuata la retta press.vapore esterna(costante)-press.saturazione a un interfaccia col coefficiente angolare minore, ossia quella che individua il minor delta fra pressione di vapore esterna e di saturazione a un interfaccia. Una volta noto il coefficiente angolare di questa retta si è dedotta la pressione alla quale si avrebbe condensa dalla formula:, È risultato che per la stratigrafia n. 1 pressione [Pa] press sat press vap a b c d e ra rb r(3a-3b) r(3b-3c) r(3c-3d) r(3d-3e) r(3e-3f) r(3f-3g) r(3g-3h) rc spessore equivalente [m] rd re l UR limite sia pari a 0,78; mentre per la stratigrafia n. 2 7

8 2300 pressione [Pa] press sat press vap a b c d e ra rb r(3a-3b) r(3b-3c) r(3c-3d) r(3d-3e) r(3e-3f) r(3f-3g) r(3g-3h) rc rd spessore equivalente [m] re l UR limite risulta pari a 0,96. Si è poi voluto capire come dovessero cambiare le caratteristiche del rivestimento esterno affinché si crei condensa in prossimità dello stesso. Per ragionare in questi termini si è considerata la stratigrafia n. 1 e quindi il suo rivestimento in intonaco sottile plastico. Per prima cosa sì è calcolato un nuovo flusso di vapore ponendo la pressione di vapore all interfaccia intonaco-poroton uguale a quella di saturazione, poi una volta noto il flusso, tramite un bilancio fra ambiente esterno e strato di intonaco si è dedotto il nuovo spessore equivalente di rivestimento plastico per il quale si avrebbe condensa. Da questo, conoscendo lo spessore effettivo dello strato, si è trovato il nuovo valore di µ del materiale pari a Da questo dato si capisce come in queste condizioni climatiche e con questa stratigrafia per giungere a condensa sul rivestimento esterno, esso dovrebbe avere quasi la stessa permeabilità al vapore di un freno a vapore il che credo risulti alquanto improbabile. 8

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