La termografia. Il Blower Door Test e le tecniche di diagnosi e controllo energetico

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1 La termografia Il Blower Door Test e le tecniche di diagnosi e controllo energetico di Davide Lanzoni - https://it.linkedin.com/pub/davide-lanzoni/20/396/537 Grazie al calo di prezzo delle termocamere, la termografia si sta sempre più diffondendo come tecnica di ausilio alla diagnosi energetica, di controllo della corretta regolazione o funzionamento di impianti, di corretta esecuzione e posa in opera di componenti o sistemi edilizi. La termografia è una tecnica non distruttiva rientrante nella norma UNI EN ISO 9712 che consente, tramite la rilevazione della radiazione infrarossa emessa, riflessa (e talvolta trasmessa) dagli oggetti, di visualizzare una mappa della radianza rilevata dalla termocamera (Fig. 1). Fig. 1 - Operatore con termocamera fonte: Gli operatori con formazione inadeguata, abituati ad eseguire indagini qualitative (ovvero senza misura della temperatura) come la ricerca di perdite in tubazioni o infiltrazioni d'acqua, confondono la mappa di radianza, visualizzata in falsi colori nel display dello strumento termografico, con la distribuzione delle temperature superficiali reali dell'oggetto. In realtà la termocamera dev'essere correttamente impostata dall'operatore per giungere al calcolo delle temperature superficiali reali, e l'operatore, per non incorrere in errori, dovrebbe seguire un corso di termografia conformemente alla UNI EN ISO In questo articolo vedremo una carrellata su interessanti applicazioni della termografia in ambito edilizio ed impiantistico. In edilizia, considerando le sue applicazioni alla diagnosi energetica ed alla verifica della corretta realizzazione dell'edificio, la norma da applicare è la UNI EN facente parte delle UNI sulla prestazione termica degli edifici. Questa norma richiede la formazione dell'operatore termografico e fissa un quadro di condizioni per l'approssimazione al regime stazionario di trasferimento termico attraverso l'involucro, essendo in queste condizioni eseguibili indagini che consentono con più affidabilità il confronto tra le temperature superficiali rilevate con la termocamera (Fig. 2) e quelle determinate mediante modelli di calcolo, siano essi semplici o derivanti da tecniche agli elementi finiti (Fig. 3). 1

2 Fig. 2: Immagine termografica esterna di edificio con ponti termici Fig. 3: simulazione con software ad elementi finiti (fonte: La termografia non è una tecnica in grado di generare parametri di input in una certificazione energetica, ma è in grado di avvalorare o contestare i calcoli di un attestato di prestazione energetica nel caso che le maggiori dispersioni derivanti dai ponti termici non siano stati correttamente computate: la differenza di temperatura superficiale tra la zona isolata e quella con il ponte termico può consentire di ricostruire il dettaglio costruttivo e quindi di valutare correttamente l'incidenza del ponte termico, sia nei riguardi della maggiore dispersione termica che nei riguardi della verifica della condensa superficiale. La UNI EN considera anche le anomalie termiche derivanti da infiltrazioni d'aria, difetti di isolamento e umidità. Le infiltrazioni d'aria, se eccessive, incrementano le perdite energetiche per ventilazione e talvolta si abbinano ad infiltrazioni d'acqua (Fig 4). 2

3 Fig. 4: Immagine termografica di infiltrazione d'aria da trave in legno Immagine visibile corrispondente In talune tipologie costruttive di tipo "a secco" (legno, cartongesso, prefabbricati) le infiltrazioni d'aria possono interessare intere intercapedini, oltrepassando lo strato isolante e causando un abbassamento non uniforme delle temperature superficiali interne e sul lungo termine un deperimento della struttura lignea per formazione di condensa interstiziale (Fig. 5). Fig. 5: Immagine termografica di thermal bypass - moti di aria fredda in intercapedine - fonte: 3

4 I difetti d'isolamento (Fig. 6) causano perdite energetiche ed abbassamento della temperatura superficiale con insorgere di muffe e condensa. Fig. 6: Difetto d isolamento - Cortesia di Fluke - Sono possibili, inoltre, indagini termografiche (Fig. 7) abbinate a rilievi termoigrometrici di lunga durata (Fig. 8) per verificare il comportamento dell'edificio rispetto alla norma UNI EN ed al fattore di progetto f Rsi, ed il comportamento dell'inquilino nella conduzione del l'abitazione previste dal D. Lgs. 311/2003 e s.m.i. (mantenimento della temperatura di progetto e condizioni di umidità relativa interna). Fig. 7: Immagine termografica e visibile di ponte termico interno ad abitazione di nuova costruzione - fonte: 4

5 Fig. 8: Grafico temporale di rilievo termo igrometrico di lunga durata fonte: Altre indagini riguardano la verifica della corretta posa dei materiali ed, essendo di tipo qualitativo, sono effettuabili anche durante la stagione estiva, come ad esempio i controlli sulla corretta esecuzione dei rivestimenti a cappotto (Fig. 9). Fig. 9: Immagine termografica di isolamento a cappotto ripresa in estate fonte: Particolarmente interessanti sono le indagini sugli impianti radianti, che possono aiutare nella regolazione dell'impianto (Fig. 10: impianto radiante a soffitto con temperatura eccessiva), individuare zone non correttamente funzionanti o con non corretta circolazione del fluido termovettore (Fig impianto 5

6 Fig. 10: Foto impianto radiante a soffitto non correttamente regolato fonte: radiante a pavimento intasato dalla formazione di alghe e causa del carico con acqua non adeguatamente trattata ed assenza di barriera all'ossigeno). Fig. 11: foto impianto radiante intasato fonte: Altra tipologia di impianti controllabili sono gli impianti HVAC ed i normali impianti a radiatori nei quali si può verificare il corretto funzionamento delle batterie degli scambiatori, le temperature delle canalizzazioni, il corretto settaggio dell'impianto per evitare il formarsi di stratificazioni d'aria, le temperature di mandata e ritorno dei corpi scaldanti. La termografia consente anche verifiche riguardanti il comfort (norma UNI EN 7730), consentendo di "visualizzare" le temperature radianti e le asimmetrie radianti (Fig. 12) molto meglio di quanto possano fare un globotermometro. Anche il gradiente verticale della temperatura dell'aria può essere in alcuni casi visualizzabile con la termocamera (foto n.13). 6

7 Fig. 12: Discomfort per pavimento fredda fonte: Fig. 13: Visualizzazione del gradiente verticale della temperatura dell aria su un muro interno fonte: Altro test molto utile abbinabile alla termografia è il blower door test (foto n. 14), descritto dalla norma UNI EN 13829, che come la UNI EN fa parte delle famiglia di norme sulla prestazione termica degli edifici. Il test misura il parametro n50, ovvero il numero di ricambi d'aria del volume netto riscaldato con una differenza di pressione di 50 pascal tra interno ed esterno. Questo parametro consente di classificare gli edifici in base alla loro ermeticità, qualificandone la qualità costruttiva, giustificando l'esigenza dell'installazione o meno di un impianto di ventilazione meccanica controllata o la perdita di efficienza di un impianto già installato, oppure la sostituzione dei serramenti. 7

8 Fig. 14 Apparecchiatura per blower door test fonte: L'abbinamento dell'indagine termografica al blower door test consente spesso di individuare infiltrazioni e difetti costruttivi prima non individuabili o meno accentuati (Fig. 15). Fig. 15: Termografia di un serramento in condizioni normali e in condizioni di depressurizzazione m ediante blower door Sotto il punto di vista impiantistico, la termografia è un importante ausilio per i controlli manutentivi sugli impianti fotovoltaici (Fig. 16), elettrici (Fig. 17), meccanici, ed industriali in genere (Fig. 18), ed è una tecnica 8

9 che consente sia di prevenire incendi dovuti a surriscaldamenti che semplici fermi impianto per guasti non previsti. Fig. 16: Termografia di moduli fotovoltaici: le celle difettose sono subito identificabili Fig. 17: Termografia di impianto elettrico: si nota un difetto di serraggio ed uno sbilanciamento di fase Fig. 18: Termografia di un rullo di carta in produzione: la zona più fredda è dovuta ad una sezione di asciugatura poco efficiente 9

10 Abbinata ad altre tecniche di "condition monitoring" ovvero di manutenzione su condizione (effettuazione o programmazione della manutenzione in base alla misurazione di parametri di processo) consente di ridurre i rischi per la sicurezza, i danni economici per mancata produzione, e di migliorare l'efficienz a energetica. Bibliografia 1. Lanzoni Davide - Diagnosi e certificazione energetica. Prove strumentali sugli edifici Lanzoni Davide - Termografia: applicazioni sugli impianti elettrici ed industriali ?pf_rd_m=A11IL2PNWYJU7H&pf_rd_s=lpo-topstripe&pf_rd_r=0YX68A85K0Y5NBY3BX18&pf_rd_t=201&pf_rd_p= &pf_rd_i= Corsi di termografia certificati UNIM EN ISO

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