LE MUFFE NEGLI AMBIENTI CONFINATI Conoscerle, affrontarle, rimuoverle Sono un danno per la salute

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1 MUFFA NELLE COSTRUZIONI? Interventi immediati e mirati La comparsa di una macchia di muffa all interno di un ambiente domestico non deve essere sottovalutata, poiché è un indicatore inequivocabile di una cattiva qualità ambientale, e può essere fonte di pericoli per la salute in particolare dei bambini. Le spore di alcune muffe, infatti, causano potenti allergie, o possono rilasciare tossine che, nei polmoni, creano infiammazioni polmonari. La presenza all interno degli edifici delle spore prodotte dalla muffa ha comportato negli ultimi anni un crescente aumento dei casi di asma nei bambini e negli adolescenti. Interventi tecnici mirati e materiali naturali rendono salubre l unità abitativa. Attenzione! I danni vanno risarciti, compresi quelli alla salute. LE MUFFE NEGLI AMBIENTI CONFINATI Conoscerle, affrontarle, rimuoverle Sono un danno per la salute a cura dei geomm.: Cromwell Manaloto, Massimo Di Matteo Laura Dall Olio, Claudio Vulpiani Esperti in Edificio Salubre 1

2 AUTORI Geom. CROMWELL MANALOTO, nato a Manila, Filippine il Iscritto all albo dei Geometri e Geometri Laureati della Provincia di Ascoli Piceno n Perizie Assicurative e Valutazioni Immobiliari. Esperto in Edificio Salubre. Geom. MASSIMO DI MATTEO, nato a Torino il Iscritto all Albo dei Geometri e Geometri Laureati della Provincia di Venezia al n Progettazione integrata di edifici a basso consumo energetico e ristrutturazione energetica dell esistente, con protocollo di certificazione. Esperto in Edificio Salubre. Geom. LAURA DALL OLIO nata a Ferrara il iscritta all Albo dei Geometri e Geometri Laureati della Provincia di scritto al Collegio Geometri di Ferrara n Progettazione edifici residenziali a basso consumo energetico - Certificatore Energetico. Esperto in Edificio Salubre. Geom. CLAUDIO VULPIANI nato a Mercetelli (RI) il 09/08/1960 Funzionario Pubblico. Esperto in Edificio Salubre. 2

3 Introduzione Vivere in ambienti malsani non è certo di giovamento alla nostra salute. Spesso, però, siamo comunque obbligati dalle circostanze ad una convivenza poco salutare; le case in cui viviamo e gli ambienti in cui lavoriamo possono provocarci la cosiddetta "sick building syndrome" - sindrome da edifici malsani. Fin dal 1983 l'organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) ha riconosciuto l'esistenza di una Sindrome da edificio malsano, o Sick Building Syndrome, strettamente collegata alla tipologia di edifici costruita prevalentemente nel secolo scorso e alla presenza di quello che viene definito inquinamento indoor. Sick Building Syndrome è, quindi, un termine utilizzato «per indicare le sintomatologie, fisiche e psicologiche - soprattutto reazioni cutanee, cefalea, nausea, irritazioni oculari e delle vie aeree, affaticamento, irritabilità, vertigini legate alle condizioni dell'edificio». Figura 1. Gli autori Esperti dell'edificio Salubre Si tratta, quindi, di un termine che racchiude tutta una serie di disturbi fisici e psichici le cui cause sono immediatamente riconducibili alla tipologia di costruzioni e al loro essere "edifici malsani". Si parla di edifici malsani quando sono presenti alcune condizioni per cui ci si trova a contatto di agenti inquinanti che si sviluppano all'interno di un 3

4 edificio, i quali danno luogo ad un "inquinamento indoor" dovuto a gas, polveri, fibre, microbi, muffe e agenti chimici, e portatore di sintomi e patologie. Tra le condizioni che favoriscono lo sviluppo di questi disturbi abbiamo, le muffe, l umidità, le emanazioni provenienti da alcuni materiali in uso nelle costruzioni moderne: isolanti artificiali, vernici, laccature diluenti, impregnanti, rivestimenti sintetici e così via. A questo va aggiunta la generica scarsa ventilazione degli stessi edifici, la presenza di fumi, l'eccessiva illuminazione, l'aria secca, l'utilizzo di deodoranti per il corpo e per l'ambiente, l'utilizzo sempre crescente di videoterminali, computer, elettrodomestici e quant'altro. Secondo l'oms, circa il 40% dei materiali utilizzati nel settore edilizio è potenzialmente aggressivo. Oggi conoscere le problematiche legate alla salubrità degli edifici, permette di operare in settori innovativi e la figura dell Esperto dell Edificio Salubre rispondente alla normativa nazionale ed europea, messa in campo dal Consiglio Nazionale Geometri e Geometri Laureati sul progetto dell Associazione Nazionale Donne Geometra, è oramai indispensabile per risolvere le cause che producono malattie importanti con danni anche permanenti alla salute degli abitanti. Noi autori di questa guida siamo tra i primi 50 esperti della salubrità degli edifici, formati grazie al Corso accreditato dal Consiglio Nazionale dei Geometri e Geometri Laureati, che permette un approfondimento specializzante nelle materie mediche, tecniche, scientifiche, legali, legate alla salubrità degli edifici. Vuoi diventare anche tu un Esperto come noi? Per ogni info: espertoedificiosalubre@libero.it Gli autori 4

5 Allarme muffa negli edifici. Cosa è chiamato a fare un professionista? I fenomeni legati alla presenza di umidità negli edifici sono tra le principali cause non solo del degrado degli immobili, ma anche della diminuzione del confort abitativo nonché della loro salubrità ed igiene. Vi possono essere varie cause che portano ad avere umidità e muffa nei muri di casa, anche in case di nuova costruzione, queste vanno ricercate: in fenomeni di infiltrazioni d acqua, umidità per risalita capillare, fenomeni di condensazione dell umidità dell aria nei punti freddi delle pareti. Gli aspetti giuridici relativi alle responsabilità per danni sia patrimoniali che alla salute causati dall umidità e muffa nei muri sono molto rigorose e possono coinvolgere il proprietario, il locatario, il costruttore, il tecnico che ha eseguito il progetto e possono essere inquadrate in un contesto civile, penale, deontologico, occorre pertanto essere diligenti nello svolgimento degli incarichi professionali. «Troppa muffa sui muri» Ora si cerca un altra casa San Biagio, il padre in municipio dopo il malore che ha colpito due sue figlie È più tranquillo: mi hanno detto che il caso sarà presto preso in considerazione «La bimba di 3 anni è stata male e ha vomitato anche durante la notte, mentre l'altra di 14 anni è rimasta a casa da scuola.». CASE POPOLARI Muffa e Degrado: Benvenuti al Quartaccio Tetti rifatti appena due anni e residenti esasperati: «Mai viste infiltrazioni così gravi. Siamo pronti ad azioni legali» AFFONDANO NELLA MUFFA LE CASE COMUNALI AL QUARTACCIO, DOVE, DA DUE ANNI, GLI ULTIMI INTERVENTI DI RIFACIMENTO DEI TETTI CONTINUANO A CREARE PROBLEMI: Erica Della Pasqua IL TEMPO 26/01/2014 5

6 Sopra solo alcuni degli articoli che oramai compaiono sui giornali per denunciare i gravi danni alla salute che ambienti insalubri possono causare. Sempre più spesso le cause vengono attribuite ai costruttori, ai professionisti, ai produttori di materiali, che partecipano alla realizzazione del processo edilizio. Casa dolce casa solo se sana!!! Ci siamo mai chiesti quanto tempo l essere umano trascorre negli ambienti confinati, ovvero all interno della propria abitazione, ufficio, luogo di lavoro, scuola, cinema, bar, ristoranti, strutture sportive ecc? 6

7 La risposta è presto detta. Gli studi in materia hanno dato una risposta, ovvero il 95% del nostro tempo lo trascorriamo negli ambienti confinati. Ci vengono mille dubbi e tante domande. Viviamo in ambienti sani? Le pareti della nostra abitazione sono salubri? Siamo certi di portare i nostri figli a scuola dove magari il terreno su cui è stata costruita è contaminato da sostanze nocive e che potrebbero causare danni 7

8 alla salute? L illuminazione che serve alla nostra attività è supportata da un corretto utilizzo delle aperture e dell areazione del nostro ambiente? Gli articoli sopra riportati non sono una provocazione, ma spunti di riflessione per poter agire immediatamente e far verificare gli ambienti in cui trascorriamo tante ore del nostro tempo evitando di arrivare tardi, magari quando le malattie sono diventate invalidanti. Molte volte semplici gesti possono essere sufficienti per evitare l insorgere di problemi alla salute, come quello di arieggiare quotidianamente le unità immobiliari, schivando l insorgere di muffa e condensa sulle pareti ed i relativi problemi alle vie respiratorie, asma e problemi di allergie, altre volte necessitano interventi edilizi per risolvere casi più difficili. Certo è che i problemi di allergie, in netto aumento negli ultimi decenni, non nascono dall inquinamento esterno, ma da quello interno agli edifici. Oggi l orientamento è quello di occuparsi principalmente dell aspetto energetico delle strutture visto l impatto sull economia e le risorse del Pianeta, ma certamente i fattori legati alla salute degli individui negli ambienti non salubri è altrettanto importante, non solo per la qualità della vita delle persone, ma anche per il risparmio della spesa sanitaria pubblica. Gli aspetti pertanto da tenere in considerazione sono: Il raggiungimento di un alto livello di comfort degli spazi confinati; Il rispetto delle verifiche di legge; La garanzia di non incappare in contenziosi a intervento ultimato. 8

9 Niente muffa sui muri nella casa che respira In effetti il problema delle muffe è proprio nella traspirabilità delle strutture se avete già escluso che si tratti di umidità di risalita rimediabile con un intervento tecnologico. La presenza di muffa maleodorante sui muri è sempre indice di una cattiva aerazione dell ambiente, quando non di guasti o difetti strutturali nei casi più gravi. La prima cosa da fare è individuare la causa o le cause della muffa. Se all origine delle macchie sui muri c è una perdita d acqua da un tubatura, non resta che spaccare il muro e sostituire o aggiustare il pezzo guasto o ammalorato. Se invece l origine della muffa è un ponte termico, cioè un punto non isolato della struttura dove si crea un passaggio di umidità, la soluzione (impegnativa) è un cappotto termico o comunque una barriera isolante esterna. Occorre fare attenzione all eccesso di isolamento e alla qualità dei materiali isolanti, che paradossalmente possono essere proprio la causa della formazione di muffe sui muri anche in edifici nuovi e comunque non contribuiscono al comfort abitativo. Isolamenti impermeabili e barriere vapore sigillano la casa favorendo la formazione di condensa. Viceversa, materiali edili porosi (pietra, mattoni, legno ) e isolanti traspiranti (sughero, fibra di legno, lana di pecora ) permettono lo scambio di aria e mantengono la casa ben ventilata e asciutta, condizioni indispensabili per evitare la formazione di muffa, senza disperdere calore. Attenti al tranello quando si parla di isolanti termici per risparmiare sul riscaldamento. I cappotti isolanti ottenuti applicando sui muri esterni pannelli isolanti sintetici e rivestimenti plastici sono efficaci nel contenere il calore interno, ma altrettanto dissipativi nei confronti dell irraggiamento solare (ostacolano i raggi del sole) e illogici per non dire malsani dal punto di vista fisico perché impediscono all edificio di respirare. Con l umidità che non trova sfogo verso l esterno, ovvio che all interno si formi condensa e da qui la muffa sui muri. Se la casa è sigillata da materiali isolanti non traspiranti, il ricambio d aria che porta via l umidità e impedisce la muffa sui muri dipende solo da quanto restano aperte le finestre. In questo modo però va sprecato tutto il calore che si pensava di risparmiare dotandosi di un buon isolamento. È un circolo vizioso che deve mettere in guardia dall eccesso di isolamento e dai cappotti termici sintetici sigillanti. Un cappotto termico isolante dovrebbe essere traspirante e non è vero che questa caratteristica lo rende meno efficace dei concorrenti sintetici. Il passaggio di aria negli isolanti porosi (che sono quasi sempre materiali naturali, quindi anche più ecologici) è talmente lento che non comporta perdita di calore, semmai aiuta ad espellere l aria inquinata e contribuisce al comfort abitativo complessivo. L involucro superficiale della casa deve agire come una pelle che traspira e questo in realtà è l unico modo sicuro per non ritrovarsi con il problema della muffa sui muri. 9

10 Il ponte termico è tra i principali responsabili delle perdite di calore in un edificio perché, favorendo gli scambi di calore tra interno ed esterno, può arrivare anche a triplicare la trasmissione di calore in una sezione dell edificio, pur rappresentando solo una minima parte della superficie stessa. I ponti termici devono essere assolutamente evitati in quanto comportano non solo un notevole dispendio, sia economico che energetico, ma diminuiscono sensibilmente il comfort e la salubrità degli edifici. Quando la temperatura superficiale interna di una parte di parete è inferiore di qualche grado rispetto alla temperatura dell ambiente si avverte infatti una sensazione di disagio in prossimità di tale superficie, disagio che si cerca di limitare innalzando i livelli di riscaldamento e provocando in tal modo un ulteriore perdita di energia. Un altra conseguenza molto comune della loro presenza è la condensazione superficiale, che si manifesta quando un maggiore livello dell umidità relativa degli ambienti interni si combina con una temperatura superficiale delle pareti più bassa del punto di rugiada con conseguente formazione di muffe. Infine, altro importante aspetto da non trascurare, l utilizzo di materiali aventi dilatazioni termiche differenti, in presenza dei ponti termici (tipico esempio: cemento armato della struttura e laterizio del tamponamento), causa un degrado superficiale delle facciate che, sollecitate ciclicamente dalle variazioni di temperatura, dalle intemperie, dai cicli gelo-disgelo, possono essere soggette alla formazione di crepe, distacchi, infiltrazioni con degrado continuo nel tempo. Alla base di un ponte termico c è sempre un difetto progettuale o di realizzazione per cui è indispensabile conoscere le dinamiche che concorrono alla loro formazione. In generale è possibile distinguere tra ponti termici geometrici e ponti termici costruttivi. Questi ultimi derivano da Figura 2. Alcuni effetti visivi dei ponti termici sia in esterno. disomogeneità termica dei materiali e si manifestano nei punti in cui materiali ad alta conducibilità termica penetrano in un elemento strutturale che presenta una 10

11 Figura 3. Muratura con ponte termico maggiore coibentazione, ad esempio le architravi non coibentate, i pilastri in c.a., i balconi in calcestruzzo che attraversano la muratura perimetrale. I ponti termici geometrici sono invece determinati dalla figura geometrica dell elemento edilizio in cui ad una piccola superficie interna corrisponde, esternamente, una grande superficie disperdente. La regola principale per evitare i ponti termici è quindi quella di predisporre una coibentazione ottimale dell edificio, che deve essere progettata nel dettaglio e, soprattutto, eseguita a regola d arte; l isolamento deve essere continuo, con particolare attenzione alle parti aggettanti o ai punti di debolezza termica. Figura 4. Muratura con ponte termico non sufficiente Figura 5. Muratura con isolamento esterno a cappotto senza ponte termico L applicazione infatti di un pannello isolante sulla facciata esterna della trave e pilastri prima della posa dell intonaco è un metodo non corretto dal momento che attenua il ponte termico in maniera limitata in quanto la rientranza della trave può essere minima per motivi strutturali e un sottile strato di isolante 11

12 non garantisce assolutamente una correzione ottimale, per evitare la formazione di condensa e tensioni sulla muratura. Il punto di forza del sistema d isolamento dall esterno a cappotto è sicuramente il fatto che, a fronte di una estrema semplicità realizzativa, garantisce quella continuità termica indispensabile a evitare i fenomeni sopra detti. Le caratteristiche tipiche e insostituibili del cappotto possono essere così riassunte: isolare senza discontinuità dal freddo e dal caldo, sfruttare il volano termico delle murature, proteggere le facciate dagli agenti atmosferici, fornire interessanti e sensibili risparmi, porre in condizioni stazionarie termo-igrometriche l involucro e la struttura degli edifici, rendere ottimali, confortevoli e igieniche le condizioni degli spazi abitativi e contribuire sensibilmente alla riduzione delle immissioni inquinanti nell atmosfera. Tali vantaggi, vanno molto al di là del solo risparmio energetico - già di per sé molto importante - rendono l investimento nell isolamento a cappotto attraente dal punto di vista economico-finanziario, non solo su edifici nuovi ma ancor più interessante in occasione di un intervento di manutenzione delle facciate degli edifici esistenti. 12

13 Le muffe si trovano dovunque e possono crescere su qualsiasi sostanza organica ed umida. Alcuni tipi di esse possono facilmente proliferare su legno, carta, moquette, alimenti, e perfino sui materiali da costruzione quali laterizi, intonaci e materiali da isolamento. Più spesso, quando l eccessiva umidità si accumula negli edifici o sui materiali da costruzione, si verificano spesso la formazione delle muffe, soprattutto se la genesi dell umidità rimane sconosciuta o trascurata dagli stessi abitanti. La Biologia della Muffa muffe su un pesca (ingrandimento) foto da Stephen Collins Cosa sono le muffe? Come si riproducono e quali sono gli effetti alla salute degli abitanti degli spazi ed ambienti chiusi? Esiste un collegamento fra le tipiche malattie respiratorie quali, asma ed allergie derivanti alla presenza delle muffe negli ambienti chiusi che frequentiamo? Le muffe vivono nel terreno, sulle piante e sulla materia in decomposizione. Nella natura, le muffe svolgono un ruolo importante nel degradare le foglie, del legno e degli altri residui vegetali. Queste appartengono al regno dei funghi. Sostanzialmente, si differiscono dalle piante per l assenza di clorofilla quindi sopravvivono digerendo dei materiali vegetali. Sono infatti, degli organismi eterotrofi ed utilizzano come principale fonte di energia, i materiali organici reperibili. Esse producono minuscole spore per potersi riprodurre. Si possono trovare queste spore negli ambienti chiusi e anche nell aria esterna e si depositano sulle superfici interne ed esterne. Quando le spore della muffa finiscono in un luogo umido, cominciano a proliferare e digeriscono ciò su cui stanno crescendo per sopravvivere. Le muffe si diffondono rapidamente, formando il micelio (corpo fungina), a sua volta compone una sottile rete di filamenti (ife). Il micelio produce altri gruppi di radice similari alle ife, i cosiddetti rizoidi, che entrano successivamente nel materiale organico; rilasciano poi delle enzimi che assorbono l'acqua, gli zuccheri e gli amidi digeriti. Un altro tipo di ife chiamato sporangioforo, si sviluppa verso la superficie esterna, formando sporangi, i quali determinano il colore particolare della muffa 1 1 Camfill Farr (2008) Mold Biology Summary, Clean Air Solutions web: 13

14 Considerato che le muffe spesso crescono in ambienti bagnati o umidi e chiusi, il controllo dell'umidità interna è la chiave principale per evitare la proliferazione di questi fungi. Esempi dei posti più suscettibili alla formazione delle muffe quindi, includono le fughe delle piastrelle del bagno, le pareti dei piani interrati, le aree intorno alle finestre dove si formano condense ed in prossimità dei rubinetti guasti, o lavelli. Il problema della presenza di umidità potrebbero derivare anche da una perdita dal tetto, mancata manutenzione, fenomeni di condensazione prodotti dai ponti termici, allagamenti a causa di guasti idraulici o infiltrazioni di acqua piovana, piccole perdite di impianti idraulici e di malfunzionamento o errata progettazione dei sistemi di umidificazione. È quasi impossibile eliminare tutte le muffe o spore di muffe in un ambiente chiuso. Tuttavia, la crescita della muffa può essere controllata tenendo sotto controllo, appunto, il livello d umidità interna. Figura 4. Studi sulla Frequenza di Umidità Interna negli Edifici Residenziali e Pubblici 2 Un analisi di studi in diversi paesi europei, Canada e Stati Uniti nel 2004 ha indicato che almeno il 20 % degli edifici ha avuto uno o più episodi di umidità. 2 World Health Organization, Europe, WHO Guidelines for indoor air quality: dampness and molds, trans. (Germany, 2009) pg. 7 14

15 I dati sono aumentati in forma esponenziale negli anni successivi, per la sigillatura degli ambienti, in risposta al risparmio energetico. Questa stima concorda con quelli di uno studio di persone in Danimarca, Estonia, Islanda, Norvegia e Svezia, che ha dato una prevalenza globale di umidità interna del 18%, con la prevalenza più bassa in Göteborg, Svezia (12,1 % ), mentre il più alto in Tartu, Estonia (31,6 % ). L'umidità è stata definita sulla base di indicatori auto-riferiti, come perdite d'acqua o danni, scolorimento di pavimentazione e formazione di muffe visibile sulle pareti, pavimenti o soffitti. Mudarri e Fisk nel 2007, a seguito dei diversi studi condotti negli Stati Uniti, hanno stimato la prevalenza di umidità o muffa nelle case di circa il 50%. Anche se sono disponibili pochi dati per i paesi a basso reddito, diversi studi suggeriscono che umidità interna è comune anche in altre aree del mondo. Per esempio, uno studio su bambini nelle zone rurali di Taiwan in Cina 3, ha mostrato che il 12,2% dei genitori sostenevano che le loro abitazioni erano umide, il 30,1% riferivano la presenza di muffa all'interno della casa nell anno precedente, il 43,4% ha riferito la comparsa di acqua ristagnante, danni da acqua o perdite, e il 60% ha riferito almeno uno di queste evenienze. In uno studio a Singapore 4 che coinvolgeva bambini, l incidenza di umidità nella stanza da letto del bambino era del 5% e che quella della muffa era del 3%. Circa l'11% dei genitori di 10,902 studenti in uno studio in tre città in Cina (Pechino, Guangzhou e Hong Kong SRA) riferivano l esistenza di muffa sulle pareti e soffitti 5. In uno studio fatto in Giappone dove sono stati scelti i residenti di 98 case costruite fra 2000 e 2004, la presenza di condensa sui vetri delle finestre o pareti è stata segnalata dal residenti nel 41,7 % delle case esaminate, e il 15,6 % aveva muffa visibile 6. L umidità interna è stata riportata dal 13% dei 3,368 adulti che vivono in Nikel della Federazione Russa Settentrionale 7. Un caso controllato sull asma in Cisgiordania e nella Striscia di Gaza eseguito sugli abitanti in villaggi, città e campi profughi, dimostrava che 62 su 110 abitazioni (56%) avevano visibile muffa sulle pareti e soffitti 8. Lo studio concludeva che i campi profughi avevano il tasso di prevalenza di umidità con muffe visibile con circa il 75 % delle case 3 Yang et al., 1997a come citato in WHO Guidelines for indoor air quality: dampness and moulds 4 Tham et al, 2007 come citato in WHO Guidelines for indoor air quality: dampness and moulds 5 Wong et al., 2004 come citato in WHO Guidelines for indoor air quality: dampness and moulds 6 Saijo et al., 2004 come citato in WHO Guidelines for indoor air quality: dampness and moulds 7 Dotterud, Falk, 1999 come citato in WHO Guidelines for indoor air quality: dampness and moulds 8 El Sharif et al., 2004 come citato in WHO Guidelines for indoor air quality: dampness and moulds 15

16 interessate. Un altro studio in Cisgiordania in modo casuale, dove sono state selezionate 188 case nel campo profughi di Al- Ama'ri mostrava che il 78,2 % delle case ha avuto problemi di umidità, perdite o muffe 9. Considerato che l'umidità si verifica frequentemente anche nelle case sovraffollate, le quali mancavano di un adeguato sistema di riscaldamento, ventilazione ed isolamento, l incidenza percentuale di umidità e bagnamenti nelle comunità a basso reddito potrebbe essere superiore alla media nazionale. Ad esempio, in uno studio su giovani madri nel Regno Unito, coloro che vivevano in strutture occupate dai proprietari o ipotecate dalle banche, riscontravano umidità (52% dei casi) e muffe (24% del totale) molto meno rispetto a coloro che vivevano nelle case popolari o negli alloggi in affitto. Nell ultimo caso, il 58% dei soggetti segnalavano la presenza di umidità mentre 56% di loro riscontravano anche la formazione delle muffe 10. Sicuramente, il problema di umidità interna rimane sempre un tema molto importante perché la carenza degli alloggi a prezzi accessibili impedisce spesso i proprietari di migliorare le condizioni degli immobili destinati ad affitto. Il continuo rialzo, poi, degli attuali prezzi di mercato dei locali destinati ad abitazione e i relativi costi di ristrutturazione e manutenzione condizionano molto i proprietari, soprattutto quelli che si trovano nel basso/medio livello di reddito, ad optare l innovazione e scelte progettuali migliori di sanificazione e risanamento delle precarie condizioni abitative della loro proprietà. Il cambiamento climatico ed i suoi effetti (per esempio, tempeste e forti piogge), il conseguente aumento del livello del mare e l'incremento della frequenza e durata delle alluvioni contribuiscono al sensibile aumento della percentuale di edifici con problemi di umidità, in particolare nelle zone soggette a inondazioni come area costiere e zone a ridosso dei fiumi. E molto rilevante anche il fenomeno di fuel poverty dove i proprietari, a causa degli elevati costi di energia per il riscaldamento, cercano di ridurre i consumi favorendo, purtroppo, l aumento della frequenza di condensazione ed umidità interna. L umidità e le muffe si possono verificare anche negli edifici scolastici, asili, uffici e altri edifici. I rischi per la salute associati con l esposizione alle muffe in questi edifici sono probabilmente simili a quelli nelle case umide, tuttavia, sarà necessario ulteriori indagine e studi mirati per valutare la prevalenza di muffe ed umidità in questa tipologia di fabbricato. 9 Al - Khatib et al., 2003 come citato in WHO Guidelines for indoor air quality: dampness and moulds 10 Baker, Henderson, 1999 come citato in WHO Guidelines for indoor air quality: dampness and moulds 16

17 I Funghi: 11 I funghi sono organismi eucarioti, che comprendono una grande varietà di specie. Essi possono essere trasportati in edifici sulla superficie di nuovi materiali o su qualsiasi abbigliamento. Possono anche penetrare negli edifici attraverso l impianto di ventilazione (attiva o passiva). Per tale motivo, i funghi si potrebbero trovare nelle polveri e su qualsiasi superficie della casa, anche se Ingrandimento delle spore fungine questa casa non ha un problema di umidità. Una volta che i funghi sono entrati in casa, la crescita fungina è quasi certa soprattutto in presenza di umidità. Molti tipi di funghi si proliferano sulle superfici bagnate o umide, cioè nei substrati con l umidità relativa leggermente sotto la saturazione. Le specie che crescono in un dato substrato dipendono maggiormente nell attività d acqua ivi presente. Per l attività d acqua, si intende il rapporto tra la pressione di vapore presente al di fuori il substrato rispetto alla pressione di vapore presente sopra l acqua pura misurata nella medesima temperatura e pressione. L attività d acqua minima per consentire la proliferazione dei funghi varia da meno 0,80 a più di 0, I funghi interni possono essere classificati in: - colonie primarie, che possono crescere in un livello di attività d acqua inferiore o uguale a 0,80; - colonie secondarie, che crescono in un livello di attività d'acqua compreso fra lo 0,80 e lo 0,90; - colonie terziare, che richiedono una attività d'acqua superiore allo 0,90 per crescere e favorire lo sviluppo del micelio. Sebbene gli elevati livelli di umidità e qualche condensazione interstiziale e superficiale possono essere sufficienti per la maggior parte delle colonie primarie e secondarie, le colonie terziarie richiedono gravi problemi di condensa. Questi problemi possono essere derivanti da particolari difetti di costruzione, fra i quali, inadeguato isolamento termico, scarsa ventilazione 11 World Health Organization, Europe, pg Grant et al, 1989; come citato in WHO Guidelines for indoor air quality: dampness and molds 17

18 interna, danni da acqua da perdite, allagamenti, inondazione o risalita di umidità dal terreno. I funghi hanno anche bisogno dei nutrienti, che possono essere i carboidrati, proteine e grassi. Le fonti di ciò sono varie e abbondanti in natura, dai residui delle piante o animali trovantisi nella polvere e materiali da costruzione (ad esempio, carta da parati e tessuti), condensazione o residui d olio, vernice e colla, legno, prodotti immagazzinati, libri e altri prodotti cartacei. Questi possono crescere anche su materiali inerti come le piastrelle di ceramica e può ottenere sufficienti nutrienti delle particelle di polvere e componenti solubili di acqua. Malgrado che la maggior parte dei funghi crescono fra i C, la temperatura interna di un locale non è fattore limitante alla loro proliferazione, bensì, influisce principalmente sulla velocità di sviluppo e sulla produzione di determinati allergeni. Rimane quindi, l'acqua e l umidità interna il fattore più critico nella crescita fungina negli spazi confinati. I funghi non solo hanno effetti negativi sulla salute, ma possono anche causare notevoli danni agli edifici. Un esempio particolare è la carie del legno. La più comune e probabilmente la più distruttiva è la Serpula lacrymans che cresce nelle regioni con clima temperato come l Australia, Europa e Giappone. Questo fungo può crescere rapidamente e può diffondersi da una trave in legno all altra provocando effetti devastanti in tutto l'edificio. Inoltre, recenti studi dimostrano che causa polmonite ipersensibile (alveolite allergica estrinseca). Livello di Umidità Alto (aw, > 0.90; ERH, > 90%) Medio (aw, ; ERH, 80 90%) Categoria Colonie Terzarie (idrofile) Alternaria alternata Aspergillus fumigatus Epicoccum spp. Exophiala spp. Fusarium moniliforme Mucor plumbeus Phoma herbarum Phialophora spp. Rhizopus spp. Stachybotrys chartarum (S. atra) Trichoderma spp. Ulocladium consortiale Rhodotorula spp. Sporobolomyces spp. Actinobacteria (or Actinomycetes) Colonie Secondarie Aspergillus flavus Aspergillus versicolora Cladosporium cladosporioides Cladosporium herbarum 18

19 Basso (aw, < 0.80; ERH, < 80%) Cladosporium sphaerospermum Mucor circinelloides Rhizopus oryzae Colonie Primarie (xerofile) Alternaria citri Aspergillus (Eurotium) amstelodami Aspergillus candidus Aspergillus (Eurotium) glaucus Aspergillus niger Aspergillus penicillioides Aspergillus (Eurotium) repens Aspergillus restrictus Aspergillus versicolorb Paecilomyces variotii Penicillium aurantiogriseum Penicillium brevicompactum Penicillium chrysogenum Penicillium commune Penicillium expansum Penicillium griseofulvum Wallemia sebi Note. aw, water activity/attività d acqua; ERH, equilibrium relative humidity/umidità relative in equilibrio Tratto da: Grant et al. (1989); Gravesen, Frisvad, Samson (1994); ISIAQ (1996) a at 12 C; b at 25 C Identificare le muffe: Le muffe fioriscono in diversi colori e sono facilmente confondibili con polvere, sporcizia, macchie, o ragnatele. Sia la muffa attiva che inattiva può avere un odore caratteristico e molto riconoscibile. La muffa attiva, nelle prime fasi di fioritura, ha filamenti simili a capelli fibrosi, che poi sviluppa un aspetto più cespuglioso alla maturità. Questa è più visibile sotto ingrandimento. La muffa attiva è morbida e può anche essere viscida e umida. La muffa inattiva, invece, è secca e polverosa. Può facilmente essere spazzolata via dai materiali danneggiati. Inquinanti Derivanti all Umidità Interna Allergeni dalle Muffe 13 Qualsiasi agente che possa indurre risposte immunitarie specifiche sono anche potenziali allergeni. Il termine allergene può riferirsi ad una singola molecola, una miscela di molecole oppure ad una particella da cui allergene molecole potrebbe essere eluito. Quest'ultimo può essere una materia morta, come particelle fecali dell'acaro, o bulbi vitali, come batteri o spore della muffa. In 13 World Health Organization, Europe, pg

20 questo modo, gli allergeni comprendono una grande varietà di strutture macromolecolari, che vanno dai sensibilizzatori a bassa massa molecolare (come la formaldeide) ad alcuni sensibilizzatori ad alta massa molecolare (come carboidrati polimerici e proteine). Negli ambienti umidi chiusi, sono più rilevanti gli allergeni dagli acari e gli allergeni fungini. Gli Allergeni Fungini Molte specie fungine producono allergeni del tipo I e la sensibilità a immunoglobuline E [(Ig)E] (derivante dalle più comuni specie fungini come Alternaria, Penicillium, Aspergillus e Cladosporium spp) è solitamente associato alle malattie respiratorie come asma. I funghi sono noti anche come fonti allergeni del tipo III (IgG-inducing). Le specie sono comunemente coinvolte sono del genere di Penicillium e Aspergillus, le quali si trovano spesso nelle case. Nei casi di alta concentrazione, i funghi possono dare luogo alle reazioni allergeniche del tipo III e IV, compresa la polmonite da ipersensibilità. Figura 5.Ingradimento delle spore di muffe, foto di John Martyny, PhD Molti allergeni fungine sono glicopeptidi con proprietà enzimatiche. Questi si trovano in spore, ife fungine e frammenti, ma vengono rilasciati in gran quantità durante la fase di germinazione e la crescita del micelio. Questa fase, potrebbe, addirittura, verificarsi all'interno del vie aeree. La vitalità delle spore è quindi importante per l espressione allergenica, come confermavano studi e test di laboratorio. Sebbene le spore fungine non vitali e le ife rilasciano a concentrazione inferiore, essi svolgono comunque un ruolo importante nelle allergie da funghi collegate e i possibili effetti respiratori. Spore fungine non vitali e frammenti fungini contengono dei composti potenzialmente nocivi quali (1-3)-β-D-glucani e micotossine. Le specie dei generi Cladosporium, Alternaria e Aspergillus dimostrano di poter produrre una varietà di allergeni, inclusi alcune specie principali, ad esempio, Cla h I (Cladosporum herbarum), Alt a I Alt a II (Alternaria alternata) e Asp f I e Asp f III (Aspergillus fumigatus). Tuttavia, la più potente proteina allergenica, chiamati anche allergeni principali negli estratti dai funghi e prodotti in vitro, potrebbe non essere le stesse di quelle a 20

21 cui le persone sono realmente esposte negli ambienti interni. Ciò spiega un risultato negativo durante un prick test e IgE nei soggetti affetti da asma. Test commerciali sono disponibili solo per un numero limitato di allergeni fungini da interno (tra cui gli allergeni da Alternaria) a causa delle difficoltà nella produzione e standardizzazione di estratti di allergeni fungini. Pertanto, poche informazioni sono disponibili in merito all esposizione a questi tipi di allergeni. Molti funghi si riproducono con la produzione di numerose spore che sono adeguate alla dispersione aerea. Le spore hanno la dimensione di 2-10 micron di lunghezza. Queste possono rimanere sospese in aria per lunghi periodi e possono depositare nel sistema respiratorio, alcune spore più piccole raggiungono anche gli alveoli. I funghi possono anche rilasciare dei frammenti fungini ancora più piccoli, che sono derivati da spore e ife rotte o frantumate. Si possono essere classificati in particelle submicroniche (<1µm) o grandi frammenti fungini (>1µm). Nel tratto respiratorio, ci si possono depositare più frammenti fungini che spore e come le spore, contengono allergeni e micotossine. Quindi, ambedue possono essere associati alle malattie connesse all esposizione alle muffe. La nebulizzazione della materia fungina e la sua successiva inalazione sono solo parzialmente comprendibili, ma due meccanismi sono da ritenersi di particolare importanza: il primo riguarda il rilascio attivo delle spore fungine o frammenti dovuti al movimento dell aria intera oppure dai disturbi fisici (movimenti delle persone o animali domestici); e il secondo meccanismo è la risospensione di una materia fungina precedentemente depositata a causa delle attività umane. I fattori che possono incidere sulla rapidità di rilascio dei spore fungine sono la velocità dell aria corrente, tempo, struttura della colonia, stress da essiccazione, umidità e vibrazioni. Spore fungine sono presenti nell aria esterna con livelli che vanno da meno di 100 spore/mc a più di 10 5 spore/mc. I livelli all interno sono generalmente inferiori a quelli all'aperto, ma può essere facilmente aumentato dalla crescita non voluta dei funghi negli edifici umidi. Studi negli ambienti interni umidi mostrano una vasta diversità di specie fungine e generi, probabilmente a causa delle differenze climatiche, temperatura e l'umidità, e materiali da costruzione, nonché dalla differenza campionatura e della cultura successiva. I funghi si trovano spesso sui bordi degli infissi bagnati e pareti umide delle camere, soggiorni e cucine. I materassi costituiscono un ambiente favorevole per la proliferazione della muffa, con concentrazioni misurate di spore/g di polvere Verhoeff et al., 1994a come citato in WHO Guidelines for indoor air quality: dampness and moulds 21

22 Le concentrazioni atmosferiche di funghi vitali negli ambienti interni sono solitamente da pochi a migliaia di unità formanti di colonie (colony-forming units - CFU) per ogni metro cubo di aria. In un dato spazio, le concentrazioni di funghi sono molto variabili e dipendono da diversi fattori quali: il clima e la stagione, tipo di fungo, tipologia costruttiva, età e destinazione d uso dell'edificio, e frequenza di ventilazione. Dipendono anche dal tipo di campionatura effettuata e dal metodo di analisi scelto. Questo rende molto difficile fare confronti precisi con altri studi similari. I (1-3)-β-D-glucani fungini I (1-3)-β-D-glucani sono componenti strutturali anallergici della parete cellulare della maggior pare dei funghi ed alcuni batteri e piante. 15 Sono costituiti da polimeri di glucosio con relativa massa molecolare variabile e grado di ramificazione 16 e possono rappresentare fino al 60% del peso della parete cellulare dei funghi. Nella cellula fungina parete, i (1-3)-β-D-glucani sono legati a proteine, lipidi e carboidrati e contengono ramificazioni laterali di (1-6)-β-glucano; quest ultime possono legarsi con adiacenti polimeri di (1-3) -β-d-glucani. I (1-3)- β-d glucani hanno proprietà immunomodulanti e possono avere effetti negativi sulla salute respiratoria. Le Micotossine Micotossine, conosciute anche come tossine fungine, sono biomolecole con relativa massa molecolare bassa prodotte dai funghi, alcuni dei quali sono tossici per gli animali e gli esseri umani. Le micotossine sono note perché interferiscono con la sintesi di RNA e possono causare danni al DNA. Alcune specie fungine possono produrre diverse micotossine, a seconda del substrato. Un esempio è l antibiotico penicillina prodotta dal Penicillium. Diversi micotossine, come aflatossine da Aspergillus flavus e Aspergillus parasiticus, sono invece, dei potenti cancerogeni. Molti micotossine sono anche immunotossiche. 17 Numerose micotossine sono state classificate in base alle loro diverse strutture chimiche e gruppi funzionali reattivi, comprese ammine primarie e secondarie, ossidrile o gruppi fenolici, lattami, acidi carbossilici e ammidi. Le micotossine che hanno forse ricevuto più attenzione sono i tricoteceni, prodotto da Stachybotrys chartarum. Diverse micotossine prodotte da S. chartarum e Aspergillus versicolor (cioè tricoteceni macrociclici, trichodermin, sterigmatocistina e satratoxin G) potrebbero essere presente nella maggior parte 15 Stone, Clarke, 1992 come citato in WHO Guidelines for indoor air quality: dampness and moulds 16 Williams, 1997 come citato in WHO Guidelines for indoor air quality: dampness and moulds 17 Eduard, 2006 come citato in WHO Guidelines for indoor air quality: dampness and moulds 22

23 dei campioni di materiali e polveri depositate dagli edifici che hanno subito con un danno d acqua o problemi di umidità. In uno studio condotto da Charpin e Kadouch nel 2006 nel quale sono sati confrontati i livelli di tricoteceni macrociclici nei campioni rilevati da quindici (15) abitazioni allagate e con contaminazione nota di S. chartarum o Chaetomium, e da un altro gruppo di nove (9) abitazioni senza muffa visibile. Il livello di tricoteceni macrociclici era significativamente più alta nella polvere dalle pavimentazioni delle case con presenza di muffa rispetto al gruppo di controllo; i livelli analizzati dai muri nelle case ammuffite erano anche superiori (anche se era di livello limite). Non sono state osservate delle divergenze significative sulla concentrazione nell aria. Da una parte, nello studio di Brasel in sette (7) edifici contaminati da S. chartarum, i livelli di tricoteceni macrociclici nell aria era significativamente superiore rispetto al gruppo di controllo composto da altri quattro edifici. Gli stessi autori hanno anche dimostrato che le micotossine tricoteceni da S. chartarum può disperdersi nell aria con i conidi intatti e li piccoli frammenti fungini 18. Questi studi dimostrano che le micotossine sono presenti nell'ambiente interno e che i livelli potrebbero essere anche superiori nei fabbricati soggetti da muffe o umidità. Tuttavia, non è ancora chiaro se i livelli di micotossine disperse nell aria negli edifici umidi sono sufficientemente elevata da poter essere considerato pericoloso per la salute. I Composti Organici Volatili (Volatile Organic Compounds - VOC) Diversi funghi producono metaboliti volatili, che non sono altro che una miscela di composti che possono essere comuni a molte specie, anche se alcuni producono dei composti specifici per ogni genere or specie. Composti organici volatili microbici sono spesso simili alle sostanze chimiche industriali più comuni. Ad oggi, sono stati già identificati più di 200 composti derivati da diversi funghi, 19 tra cui vari alcoli, aldeidi, chetoni, terpeni, esteri, composti aromatici, ammine e composti che contengono lo zolfo. In quanto sono pochi i composti derivati dai funghi, la rilevazione ed analisi dei VOC microbico ha un utilizzo limitato nell identificazione della crescita fungina negli ambient interni. La rilevazione di composti organici specifici consente comunque di dedurre delle conclusioni sulla crescita di funghi (visibili o nascosti), anche se i risultati non sono quantitativi Brasel et al., 2005a, b come citato in WHO Guidelines for indoor air quality: dampness and moulds 19 Wilkins, Larsen, Simkus, 2000, 2003 come citato in WHO Guidelines for indoor air quality: dampness and moulds 20 Moularat et al., 2008a, b come citato in WHO Guidelines for indoor air quality: dampness and moulds 23

24 Purtroppo, nessun studio su larga scala è stato condotto per permettere di confrontare dati derivanti dagli edifici affetti da muffe e dagli edifici di controllo, e gli studi su VOC si limitano solo nelle indagini sanitarie. I dati, quindi, sulle concentrazioni nell'aria dei VOC microbici sono quindi scarsi. FOCUS SU STACHYBOTRYS CHARTARUM (ATRA): LA MUFFA NERA Questo tipo di muffa cresce nei luoghi rimasti invasi dall acqua per un prolungato periodo di tempo e si attacca sui materiali cellulosi, ad esempio, roccia, carta, pannelli, intelaiatura degli isolamenti, carta da parati, ecc. Richiede lungo tempo per la proliferazione con aumento costante dei livelli di umidità. La Stachybotrys è solitamente nera e viscida in aspetto. Figura 6. la muffa nera La Stachybotrys è un altro fungo che ha la capacità di produrre micotossine, quelle che sono estremamente tossiche, immunosoppressive e probabilmente anche cancerogeni. L'esposizione a tali micotossine può avvenire per inalazione, ingestione, e l'esposizione cutanea. I sintomi più conosciuti conseguenti all esposizione sono: dermatiti, tosse, rinite, epistassi, brividi e sintomi influenzali, mal di testa e febbre. 24

25 La Condensa ed Il Rischio Muffa Per meglio comprendere il ruolo significativo del fenomeno di condensazione nella proliferazione e crescita delle muffe, è opportuno definire alcuni concetti e termini tecnici che influiscono sull aspetto tecnico-progettuale di un ambiente. Le Grandezze Principali Umidità assoluta dell aria (UA): esprime la densità del vapore acqueo in una massa d aria umida (miscela di vapore acqueo - aria). Più precisamente, essa misura quanti grammi di vapore acqueo che sono presenti in 1 mc d aria umida, a una data temperatura e una data pressione. Si misura in gr/mc o g/kg. Pressione di vapore (Pv): o tensione di vapore di una sostanza o di una miscela liquida è la pressione parziale del suo vapore quando raggiunge l equilibrio fra la fase liquida e la fase gassosa. Si misura in Pascal (Pa). Pressione di saturazione (Psat): è la pressione a cui (a temperatura costante) l aria diventa satura di vapore d acqua. Si misura in Pascal (Pa). Per T > 0 è ricavabile dalla formula di Wexler Per la pressione di vapore effettiva (e): e = 6.11 *10.0 Per la pressione di vapore effettiva (e): e = 6.11 *10.0 (7,5 * td / td) (7,5 * td / td) dove: t = temperatura effettiva dell'aria td = temperatura del punto di rugiada. Umidità relativa (UR): indica il rapporto percentuale tra la quantità di vapore contenuto da una massa d aria e la quantità massima (saturazione) che la stessa massa d aria può contenere nelle stesse condizioni di temperatura e pressione. Si definisce come il rapporto tra la pressione di vapore e la pressione di vapore in condizioni di saturazione. l UR è sempre in funzione della temperatura UR = Pv/Psat Temperatura di rugiada (Tr): è la temperatura alla quale (a pressione costante) l aria diventa satura di vapore acqueo, cioè raggiunge un umidità relativa del 100%. Si esprime in C o K. 25

26 Per tutte le verifiche del rischio muffa e condensa, nella fase di progetto o per la verifica, risulta indispensabile conoscere; - l umidità relativa e la temperatura dell aria ambiente; - l umidità relativa e la temperatura esterna; - la temperatura superficiale dell elemento disperdente oggetto di verifica. 26

27 Caratteristiche dei Materiali Permeabilità al vapore (δ): attitudine di un materiale a trasmettere per diffusione il vapor acqueo presente nell aria. Si misura in Kg/msPa. Coefficiente di resistenza al passaggio del vapore (μ): è il coefficiente adimensionale dato dal rapporto tra la permeabilità dell aria e quella del materiale. Spessore equivalente d aria (sd): è lo spessore di uno strato di aria in quiete avente la stessa resistenza al vapore dello strato di materiale in esame. Il valore sd si ottiene dalla moltiplicazione del parametro μ per lo spessore espresso in metri del materiale stesso. Si misura in ml. Conducibilità termica del materiale (λ): La conducibilità termica o conduttività termica è il rapporto, in condizioni stazionarie, fra il flusso di calore e il gradiente di temperatura che provoca il passaggio del calore. In altri termini, la conducibilità termica è una misura dell'attitudine di una sostanza a trasmettere il calore (vale a dire maggiore è il valore di λ, meno isolante è il materiale). Essa dipende solo dalla natura del materiale, non dalla sua forma. Si misura in W/mk. Igroscocopicità del materiale: L'igroscopia (o igroscopicità) è la capacità di una sostanza di assorbire prontamente le molecole d'acqua presenti nell'ambiente circostante. Tali sostanze sono per l'appunto dette igroscopiche. L'igroscopia può essere anche una caratteristica desiderata, quando si desidera abbassare il tasso di umidità di uno spazio chiuso. Il grado di igroscopicità definisce la maggiore o minore attitudine di una sostanza ad assorbire umidità. L'igroscopia differisce dall'idrofilia in quanto la prima riguarda la capacità di assorbire umidità, la seconda la capacità di assorbire l acqua. L'opposto dell'idrofilia è l'idrofobia. Un materiale può essere igroscopica e idrofoba. Trasmittanza termica (U): una grandezza fisica che misura la quantità di calore scambiato da un materiale o un corpo per unità di superficie e unità di temperatura e definisce la capacità isolante di un elemento. Si misura in W/m²K. Al fine di individuare tutte le superfici, o porzioni di esse, soggette al rischio muffa e condensa, risulta indispensabile conoscere: - l esatta stratigrafia della struttura oggetto di verifica; - l eventuale cambio di forma e materiale (ponte termico). 27

28 al fine di determinare il suo comportamento termo-igrometrico (andamento delle temperature e passaggio del vapore). L Aria Umida Nell Ambiente L aria ambiente contiene sempre una certa quantità di vapore, in misura variabile rispetto alla sua temperatura. In particolare questa quantità è tanto più grande quanto la temperatura è più alta. Se immaginiamo che un recipiente rappresenti l ambiente e la sua altezza è la temperatura. T1 UR 70% T1 UR 40% In questo caso, il primo recipiente è pieno al 70%, mentre il secondo al 40%. E detta UR umidità relativa il livello di liquido nel recipiente rispetto al massimo contenuto possibile. Se poi immaginiamo di avere la stessa quantità di liquido in due recipienti di altezza diversa, avremmo due differenti valori di UR. T1 UR 70% T1 UR 90% Se poi immaginiamo di far abbassare il livello del recipiente di minor altezza si arriverà a far traboccare il liquido. Si sarà raggiunta una UR del 100%, arrivando alla condensazione, ovvero alla quantità massima di vapore che l aria ambiente può contenere a quella temperatura. 28

29 T1 UR 70% T1 UR 100% ALZARE RIDURRE Se si vuole evitare la condensazione o il rischio muffa, ci sono due possibili strategie; - alzare i bordi del contenitore, ovvero aumentare la temperatura interna dell ambiente e della superficie che la circonda (coibentare - isolare) - ridurre il livello del liquido all interno, ovvero ridurre il vapore dall aria ambiente (produzione), smaltire il vapore in eccesso attraverso la ventilazione (arieggiare, ventilare meccanicamente) 29

30 I Due Fenomeni di Condensazione La condensa superficiale, si forma sulla faccia della struttura rivolata sul lato interno, nei punti in cui la temperatura è più fredda (temperatura di rugiada). La condensa interstiziale, avviene all interno delle strutture in corrispondenza del cambio di materiale diverso (interfaccia) o all interno di uno stesso strato di materiale. 30

31 Quando si verifica la Condensa Superficiale? T = 13 C Condizione di saturazione nel diagramma psicometrico, nelle condizioni previste dalla legge Nelle ascisse è riportata la temperatura, sulle ordinate il quantitativo assoluto di vapore (g/kg di aria secca), nelle iperbole le linee di umidità costante. Se per esempio vogliamo verificare le condizioni imposte dal DPR 59/09, con una temperatura di 20 C e 65% UR spostandosi nelle ordinate troviamo il quantitativo assoluto di vapore a queste condizioni, pari a 9 g di vapore per Kg di aria secca. Se ci spostiamo verso sinistra fino ad incrociare la curva di UR 100% (curva saturazione) e leggendo il corrispondente all incrocio sulle ascisse, troviamo la temperatura di condensa 13 C. In pratica nelle condizioni di T e UR descritte si avranno fenomeno di condensa ogni volta che l aria ambiente carica di umidità incontra strutture dove la temperatura è uguale o inferiore a 13 C, più precisamente 13,2 C. Questa temperatura viene detta temperatura di rugiada. 31

32 La temperatura superficiale interna, è diretta conseguenza non solo della stratigrafia della struttura (coibentazioni) ma anche cambio di materiale e sua forma geometrica (ponte termico o costruttivo), al variare delle temperature esterne (al crescere dei Gradi Giorno, bisogna aumentare l isolamento). In condizioni interne pari a 20 con UR 65 %, tutte le temperature inferiori ai 13,2 C, portano alla sicura formazione di condensa. Nel foto sopra 10 C, il punto di condensa avviene, se con una temperatura interna di 20 C, attraverso una UR del solo 52,5 %. Il ponte termico diventa quindi critico, in quanto, anche mantenendo un umidità relativa ideale, sì è sempre soggetti non solo alla condensa, ma ancor prima alla muffa. Quando si verifica la Condensa Interstiziale? Nel DPR 59/09, la condensa interstiziale è ammessa, purché fino ad una quantità massima inferiore a 500 g/mq. La condensa accumulata deve completamente rievaporare nell arco dell anno, ovvero non deve rimanerne di residua all interno della struttura. I principali metodi di calcolo per la verifica della condensa interstiziale sono il metodo di Glaser e il WUFI Il metodo di Glaser ha delle ipotesi semplificate, rispetto alla complessa fenomenologia fisica del problema, in quanto si basa su condizioni di tipo stazionario, dove il trasporto dell umidità è unidimensionale e si verifica solo per trasmissione del vapore, senza considerare: - l effetto provocato dai gradienti termici esistenti nella struttura - il trasporto di umidità che si possono associare ai moti convettivi dell aria 32

33 - che eventuale acqua condensata nella struttura, possa muoversi dalle zone di condensa verso altre più secche. l limiti del metodo avendo come ipotesi delle condizioni di contorno costanti sono quelli di non considerare delle condizioni reali, come ad esempio - l igroscopicità del materiale, in quanto nel metodo due materiali con uguale coefficiente di resistenza al vapore si comportano nella stessa maniera. E evidente che nella realtà, se due materiali hanno una diversa capacità di assorbimento dell umidità, anche la migrazione dell umidità nella struttura sarà differente - gli eventi esterni che possono influenzare la migrazione stessa del vapore, come ad esempio il sole, il vento la pioggia che bagna la superficie esterna - la gestione interna dell ambiente, dove come per l esterno anche l interno non è sempre valutabile sulla base di una medesima temperatura e UR costante Il metodo di calcolo fornito dalla norma UNI EN ISO 13788, essendo un metodo semplificato ha dei limiti di applicabilità che possono quindi essere fonte di errori. Trascurare per esempio il moto dell umidità in fase liquida in genere da origine a una sovrastima del rischio di condensazione interstiziale. Tale approssimazione risulta per esempio penalizzante in alcune situazioni di progetto, dove viene previsto un isolamento sul lato interno. Dovendo agire dall interno, se in presenza di un isolante molto permeabile al vapore, con un calcolo in regime stazionario risulta indispensabile l uso di barrire al vapore o quanto meno di un sistema che realizzi un freno al vapore (teli, isolante poco traspirante, ecc). In queste condizioni si può utilizzare un sistema di calcolo diverso, come il software WUFI (istituto IBP Fraunhofer Istitut Bauphysik) in grado di verificare in regime reale il corretto funzionamento della struttura, sulla base della sua reale capacità d accumulo e diffusione di tutti i materiali,oltre che agli eventi esterni e alla gestione interna. Esempio di Calcolo con Metodo di Glaser 1) Coibentazione interna, da realizzare con sistema di controparete con pannelli in fibra di legno e lastra in gesso fibra, senza l utilizzo di un freno al vapore. 33

34 Pressione di saturazione [Pa] Pressione nell'interfaccia [Pa] Presenza di condensa 34

35 Mese Superficie esterna Interfaccia 1 Interfaccia 2 Interfaccia 3 Interfaccia 4 Interfaccia 5 Superficie interna ottobre ottobre novembre novembre dicembre dicembre gennaio gennaio febbraio febbraio marzo marzo aprile aprile maggio maggio giugno giugno luglio luglio agosto agosto settembre

36 settembre Condensa accumulata Interfaccia 3 Mese Flusso di vapore [kg/m²] Condensa accumulata [kg/m²] ottobre 0,0000 0,0000 novembre 0,3292 0,3292 dicembre 0,7181 1,0473 gennaio 0,8444 1,8917 febbraio 0,6633 2,5550 marzo 0,4130 2,9680 aprile -0,0609 2,9072 maggio -0,5394 2,3678 giugno -1,1172 1,2506 luglio -1,5756 0,0000 agosto 0,0000 0,0000 settembre 0,0000 0,

37 Diagramma Glaser nel mese di gennaio Da calcolo il sistema di isolamento previsto non funziona, in quanto la condensa accumulata nell interfaccia 1, anche se rievaporabile nell arco dell anno è pari a 2700 g/mq, quindi di molto superiore ai 500 g/mq consentiti dalla Legge. Per risolvere il problema, volendo mantenere la tipologia di materiale, senza ricorrere a un materiale meno permeabile al vapore, come ad esempio un XPS, si può ipotizzare di inserire un freno al vapore, fra i due pannelli isolanti, con proprietà igrovariabile, chiuso alla diffusione in regime invernale ed aperto alla retrodifussione nel regime estivo. 2) Coibentazione interna, con sistema di controparete coibentata con pannelli in fibra di legno e lastra in gesso fibra, con utilizzo di un freno al vapore igrovariabile 37

38 Pressione di saturazione [Pa] Pressione nell'interfaccia [Pa] Presenza di condensa Mese Superfici e esterna Interfaccia 1 Interfaccia 2 Interfaccia 3 Interfaccia 4 Interfaccia 5 Interfaccia 6 Superfici e interna ottobre ottobre novembr e novembr e dicembre dicembre gennaio gennaio febbraio febbraio marzo marzo

39 aprile aprile maggio maggio giugno giugno luglio luglio agosto agosto settembre settembre Condensa accumulata Interfaccia 3 Interfaccia 5 Mese Flusso di vapore [kg/m²] Condensa accumulata [kg/m²] Flusso di vapore [kg/m²] Condensa accumulata [kg/m²] ottobre 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 novembre 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 dicembre 0,0000 0,0000 0,0540 0,0540 gennaio 0,0018 0,0018 0,2530 0,3070 febbraio -0,0028 0,0000 0,0815 0,3885 marzo 0,0000 0,0000-0,3507 0,0377 aprile 0,0000 0,0000-0,8052 0,

40 maggio 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 giugno 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 luglio 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 agosto 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 settembre 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 Diagramma Glaser nel mese di gennaio Da calcolo, il sistema di isolamento previsto funziona, in quanto la condensa accumulata, rievaporabile nell arco dell anno è pari a 400 g/mq, e inferiore ai 500 g/mq consentiti dalla Legge. Sebbene concesso, perché verificato con il metodo Glaser, attraverso una verifica con il software WUFI, si possono avere maggiori garanzie sul sistema scelto, compreso il tipo di coibente proposto (igroscopicità del materiale). 40

41 Esempio di Calcolo con Software WUFI 41

42 Dai risultati, si rileva come la condensa assorbita e poi rilasciata dalla struttura è di molto inferiore, circa 100 g/mq, quindi non influente sulla struttura del tipo coibente ipotizzato (fibra di legno) e le sue capacità termiche. Il freno vapore con funzione igrovariable è stato posizionato tra i due pannelli, in modo da realizzare perfettamente la tenuta all aria. Un isolante umido peggiorerebbe le proprie capacità termiche, non assolvendo a pieno alla funzione, uno non in grado di assorbire la condensa, però rischierebbe di rilasciarla per caduta ad altri materiali. Nel caso in esaminato, dopo verifica, si è quindi deciso di installare un coibente aperto alla diffusione, di tipo naturale in grado di assorbire eventuali accumuli di condensa, dotandolo di un freno al vapore di tipo igrovariabile, in grado di realizzare un adeguato sistema di tenuta all aria e al vapore interno. 42

43 Le caratteristiche dei materiali, nonché gli spessori e la loro posizione a formare la stratigrafia disperdente, con il variare delle condizioni interne ed esterne (T e UR) determinano non solo l andamento della temperatura nella struttura, ma anche della pressione relativa e di saturazione del vapore. 43

44 Dove la spezzata che rappresenta la pressione di saturazione incontra quella che rappresenta la pressione del vapore, con condizioni di verifica costanti dettate dal metodo di glaser, si può formare della condensa interstiziale. Per evitare la condensa, la pressione di saturazione (Psat) e quella di vapore (Pv) non si devono mai toccare. Quando si verifica la Muffa? Come detto, tutto è in funzione della temperatura esterna, dell isolamento e dell inerzia termica delle struttura verso l esterno, ma è la temperatura ed umidità interna che provoca i fenomeni. Si deve tener conto dell andamento nel tempo di temperatura e umidità sulla superficie interna al variare delle temperature esterne. La geometria degli elementi e la conducibilità dei materiali hanno un ruolo fondamentale. Il rischio muffa riguarda soprattutto le strutture pesanti, mentre la condensa principalmente le strutture leggere. Il D. Leg. 311/2006, come modificato dal DPR 59/2009 impone che le verifiche di assenza di condensazione superficiale vadano effettuate con umidità relativa interna 65%. 44

45 Metodo Di Calcolo secondo il DPR 59/09 Esempio in località Venezia 1 - Definizione della temperatura dell aria esterna C Temperatura media mensile dell aria esterna (da norma UNI 10349): 3,3 2 - Definizione dell umidità esterna Pressione di vapore media mensile dell aria esterna (da norma UNI 10349): Pa Definizione della temperatura interna L edificio di tipo residenziale, quindi la temperatura dell aria interna nella stagione di riscaldamento (da DPR 412/93): 20 C 4 Definizione della umidità interna 45

46 Nelle condizioni descritte dal DPR 59/09, considerando le condizioni fisse 20 C e 65%UR, si ha una pressione di vapore interna pari a Pvap (20 C,65%URL) 1519 Pa 5 Pressione di saturazione in corrispondenza della superficie interna La norma prescrive che, per prevenire la formazione di muffe, l UR in corrispondenza della superficie sia al massimo dell 80%. E necessario calcolare la pressione di saturazione di cui Pi rappresenta l 80% e la temperatura corrispondente che rappresenterà il valore minimo possibile per la temperatura superficiale Tsi. 6 temperatura corrispondente al valore di pressione di saturazione trovato applicando la seguente formula: è possibile ricavare il valore della temperatura superficiale corrispondente alla pressione di saturazione trovata. In questo caso: E questo il valore della temperatura superficiale minima per essere certi di non avere una formazione di muffe sulla superficie interna delle strutture. T rischio muffa = 16,69 C 46

47 Metodo Di Calcolo secondo la UNI EN ISO 13788:2003 La normativa dà la possibilità di calcolare l UR dell ambiente interno a partire da quella esterna. Al valore della pressione di vapore esterna si aggiunge un Λp che tiene conto della produzione di vapore all interno dell edificio. Per questo vengono definite cinque Classi di umidità interna, ciascuna associabile ad una data destinazione d uso dell edificio. 1. Magazzini 2. Uffici, negozi 3. Alloggi con basso indice di affollamento 4. Alloggi con alto indice di affollamento, palestre, cucine, edifici riscaldati con sistemi a gas senza camino 5. Edifici speciali il Λp correlato ad ogni classe è ricavabile dal grafico, che riporta in ascissa la temperatura mensile. Incrociando la verticale corrispondente alla temperatura esterna della località con la spezzata corrispondente alla classe dell edificio si ottiene il valore corrispondente Λp 47

48 In alternativa, è possibile ricavare il valore corrispondente Λv, ovvero l apporto specifico di vapore, pari alla produzione di vapore in un ambiente diviso per il rinnovo d aria e il volume dell ambiente. Questo valore deve essere aggiunto all umidità volumica dell aria esterna, per ricavare l umidità volumica dell aria. Quindi, con una Pvap mensile dell aria esterna (da norma UNI 10349): Pa 643 classe umidità interna edificio: 3 edificio residenziale asse X : 3,3 C asse Z : circa 692 Aggiungendo alla pressione esterna di 643 Pa, da un valore di Pvap pari a 1335 che corrisponde ad un umidità relativa del 57%. Temperatura superficiale di rischio!!! Considerazioni Finali sui Due Metodi Dal calcolo si vede che le condizioni interne descritte dalla norma UNI EN ISO 13788:2003 sono meno severe di quelle descritte dal DPR 59/09, ovvero in condizioni di UR 57% il punto di condensa scende 11 C, mentre quello di muffa a 14,5 C, più precisamente 11,26 C e 14,67 C. 48

49 T condensa 11 C T rischio muffa = 14 C Calcolo del fattore di rischio secondo DPR 59/09 La norma definisce una grandezza chiamata fattore di temperatura, che deriva da una relazione tra temperatura superficiale della struttura, temperatura interna e temperatura esterna. La relazione è la seguente : 49

50 Utilizzando la temperatura superficiale minima precedentemente calcolata è possibile ricavare il fattore di temperatura minimo per garantire la non-formazione di muffe. Calcolo del fattore di rischio secondo UNI EN ISO 13788:2003 Calcolo del fattore di temperatura, come prima Il fattore di temperatura delle strutture delimitanti l ambiente dovrà sempre rispettare la seguente relazione Per poter progettare la struttura in modo che rispetti questa prescrizione, è possibile utilizzare la seguente relazione: In questo caso 50

51 Calcolo del fattore di rischio: Considerazioni Finali sui Due Metodi Dai calcoli, si vede che le condizioni interne descritte dalla norma UNI EN ISO 13788:2003 sono meno severe di quelle descritte dal DPR 59/09, ovvero in tali condizioni di U.R. 57% la Umax ammissibile è pari a Umax 1,28 W/mqK, anziché 0,772 W/mqK. 51

52 L Importanza della Ventilazione La ventilazione dei locali assume un ruolo determinate per la gestione dell UR al fine di impedire i fenomeni di condensa e la proliferazione delle muffe. Mediante l apertura delle finestre si smaltisce circa il 95-97% dell umidità presente nell alloggio, e solo il 3-5% viene smaltito dall involucro se di tipo permeabile. 52