Verifica termo-igrometrica degli involucri edilizi

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1 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Lezione 1 Veifica temo-igometica degli involuci edilizi Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

2 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Mateiale didattico di Rifeimento Pe questo agomento, così come pe l ARIA UMIDA, il testo di ifeimento è: Aia Umida, Climatizzazione ed Involuco Edilizio Autoi: L. Bellia, P. Mazzei, F. Minichiello, D. Palma Edizione: Liguoi Napoli, 006 Il capitolo di ifeimento è il numeo 3. Vaie copie del libo sono disponibili nelle biblioteche della Facoltà di Ingegneia ed Achitettua. Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

3 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua PREMESSA L involuco edilizio ha il uolo di poteggee gli individui che vivono un edificio dalle condizioni vaiabili dell ambiente esteno. L involuco edilizio, petanto, è la pima leva attaveso cui possiamo gaantie efficienza enegetica degli edifici. Le alte due leve sono: impianti di climatizzazione efficienti, integazione del fabbisogno enegetico degli edifici mediante utilizzo di enegia pulita e innovabile convetita in loco. L involuco edilizio, olte a gaantie efficienza nel idue la tasmissione del caloe, deve ovviamente soddisfae le esigenze stuttuali e di sicuezza al fuoco, olte che comfot acustico negli ambienti (potee fono-isolante) e oppotuna inteazione visiva con il contesto (illuminazione natuale). Ad ogni buon conto, un involuco edilizio, pe quanto ben pogettato, non può gaantie sempe condizioni temo-igometiche e visive indoo confotevoli, pe cui si endono necessai impianti atti a ealizzae le suddette condizioni. Pe quanto iguada la climatizzazione, la pesenza di un adeguato impianto può isolvee qualsiasi poblema di comfot. Ciò peò potebbe indue, in edifici mal pogettati, costi economici ed ambientali non sostenibili. Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

4 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua L achitetto, petanto, deve pogettae e dimensionae con consapevolezza l involuco edilizio, scegliendo oppotunamente: Mateiali, Tecnologie, Sistemi e componenti. In questa lezione, sia affonteà un tipico poblema che taloa inteessa gli involuci edilizi mal pogettati, e che iguada sia l elevata dispesione enegetica che un inadeguato compotamento temo-igometico dell involuco edilizio. Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

5 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Solitamente, i componenti dell involuco edilizio sono suddivisi nelle due seguenti tipologie: Involuco edilizio opaco Involuco edilizio taspaente Dal punto di vista dell isolamento temico, le tasmittanze U dei componenti taspaenti sono 4-5 volte più alte ispetto a quelle dei mateiali opachi, la qual cosa significa che all usuale 15-0% di supeficie vetata di un involuco edilizio veticale compete una dispesione enegetica invenale pai a cica quella della estante pate opaca (80 85 % del totale involuco veticale). Se, petanto, le taspaenze sono un elemento di citicità in egime invenale (e fose ancoa di più in egime estivo, alle noste latitudini), queste sono comunque necessaie pe consentie un adeguata inteazione con il contesto e, pincipalmente, una buona illuminazione natuale. Pogettae significa conoscee e gestie questi fenomeni, sapendo scegliee soluzioni e tecnologie oppotune ispetto al sito, alla destinazione d uso, alle condizioni di esposizione ed ombeggiamento. Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

6 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua A patie dalla nuova nomativa Euopea sull efficienza enegetica in edilizia (EPBD 00/91/CE - Enegy Pefomance of Building Diective) è nata una nuova attenzione veso le pestazioni enegetiche globali dell edificio, con ifeimento: Alla pestazione invenale (fabbisogno di enegia pe il iscaldamento). Alla pestazione estiva (fabbisogno di enegia pe la climatizzazione estiva). Alla ichiesta enegetica pe la fonitua di acqua calda sanitaia. Alla pestazione delle appaecchiatue elettiche installate, compese le luci. La EPBD ha un impatto epocale. Pe la pima volta nella stoia di un continente, infatti, si decide di unifomae: Indicatoi di pestazione enegetica Metodologie di calcolo Obiettivi di efficienza enegetica Ciò pe gaantie all Euopa un futuo low-cabon e di piena sostenibilità. I pogettisti di domani dovanno muovesi ispetto ai temi dell efficienza enegetica in un contesto pofessionale più ampio, che guada all Euopa e non solo all Italia. Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

7 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua RICHIAMI ALLA POTENA TERMICA DISPERSA ATTRAVERSO LE STRUTTURE Secondo quanto visto nello studio dei meccanismi combinati di tasmissione del caloe, una paete multistato, sottoposta ad una diffeenza di tempeatua, è inteessata da un flusso di enegia, Q int A Ti 1 T e 3 est Q U A T T i e in cui: A = aea della supeficie della paete, [m ]. U = tasmittanza temica della paete (anche definita coefficiente globale di tasmissione del caloe) [W/(m K)]; T i = tempeatua dell ambiente inteno, [ C]; T e = tempeatua dell ambiente esteno, [ C]. Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

8 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua In temini di potenza temica pe unità di supeficie, si definisce il flusso temico: Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica Q q U Ti T A Si itiene oppotuno icodae le seguenti note: Lo scambio temico ta ambienti (inteno ed esteno) avviene nel veso delle tempeatue decescenti, in diezione otogonale alla stuttua, secondo: convezione ed iaggiamento ta ambiente inteno e supeficie intena della paete, conduzione attaveso gli stati solidi, convezione ed iaggiamento ta la supeficie estena della paete e l ambiente esteno. Le supefici otogonali al flusso temico sono isoteme. I meccanismi convettivi/adiativi inteessano una zona limitata di aia in possimità della paete intena ed estena (stato limite o stato liminae). In condizioni standad (0 C in inveno negli ambienti indoo, 6 C in estate), il flusso temico si assume uscente dall inteno dell edificio in egime invenale, entante nell edificio in condizioni estive. e

9 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica Assumendo l ipotesi di egime stazionaio (e quindi supponendo l assenza di fenomeni di accumulo di enegia in paete), il flusso temico tasmesso ta ambiente inteno e supeficie della paete ivolta veso l ambiente inteno eguaglia sia il flusso che attavesa ciascuno stato della paete sia quello scambiato ta la supeficie della paete ivolta veso l ambiente esteno e l ambiente esteno stesso. i e q U T T int i a ia T T q d e de ext T T q 1 a b ab T T q b c bc T T q 3 c d cd T T q ia ab bc cd de q q q q q q 1 i a ia i T T q h 1 d e de e T T q h 1 1 a b ab T T q s b c bc T T q s 3 3 c d cd T T q s

10 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua q T i T int a q T a T 1 b q T b T c q T c T 3 d q T d T ext e Da quanto visto, ed opeando con le equazioni invese, si evince che conoscendo il flusso temico e la esistenza temica di un singolo stato o quella liminae, si possono conoscee le cadute (vaiazioni) di tempeatua. Caduta di tempeatua ta l ambiente inteno e la supeficie intena della paete. Caduta di tempeatua attaveso lo stato 1. Caduta di tempeatua attaveso lo stato. Caduta di tempeatua attaveso lo stato 3. Caduta di tempeatua ta la supeficie estena e della paete e l ambiente esteno. Ti Ta qint Ta Tb q 1 Tb Tc q Tc Td q3 T T q d e est Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

11 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua STRATO LIMINARE INTERNO Ti Ta qint T T q i e Dividendo membo a membo Ta Tb q 1 T T q i e Dividendo membo a membo Ti Ta T T int i e Ta Tb T T 1 i e T T q j e ext T T q i e T T T T j e ext i e int T T T T i a i e GENERICO STRATO SOLIDO (l esempio è pe lo stato geneico 1, ma il metodo vale sempe) 1 T T T T a b i e STRATO LIMINARE ESTERNO (assumendo che sia j la supeficie estena della paete) Dividendo membo a membo ext Tj Te Ti Te Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

12 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Petanto, le cadute di tempeatua (ta ambiente inteno e supeficie intena, attaveso i singoli stati, ta supeficie intena e ambiente esteno) possono essee calcolate come podotto ta la diffeenza di tempeatua ta ambiente inteno ed ambiente esteno ed il appoto ta la esistenza inteessata e la esistenza totale. Nella paete a 3 stati (1, e 3) dell esempio pecedente, avemo: Stato liminae inteno Stato 1 int T T T T i a i e 1 T T T T a b i e Stato Stato 3 T T T T b c i e Stato liminae esteno ext T T T T d e i e 3 T T T T c d i e 1 3 a b c d Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

13 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Ovviamente, il appoto ta la esistenza inteessata e la esistenza totale ci dice anche quanto il singolo stato inteessato contibuisca, in temini pecentuali, alla esistenza complessiva della paete. Il metodo sopa poposto ci consente di deteminae le tempeatue a tutte le intefacce (supefici di sepaazione ta stati) della paete inteessata. Nell esempio della paete a te stati abbiamo 4 intefacce ( a, b, c e d ). Note le cadute di tempeatua, deteminiamo le tempeatue alle intefacce. T T T T a i i a T T T T b a a b T T T T c b b c Come isconto pe veificae se abbiamo ben poceduto ai calcoli, possiamo poi valutae T e (che già conosciamo) T T T T d c c d T T T T e d d e Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

14 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua T Diagamma tipico delle tempeatue Aia intena 1 3 Aia estena Intonaco inteno a b c d Muatua in mattoni Intonaco esteno dx Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

15 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua i e q q U T T i e T T tot Alcune NOTE sulla tasmissione del caloe attaveso l involuco edilizio L entità della potenza temica scambiata è popozionale alla diffeenza di tempeatua (definita, infatti, foza spingente o anche fozante ). La potenza tasmessa, ancoa, è invesamente popozionale alla esistenza temica complessiva. La esistenza temica può essee incementata mediante utilizzo di mateiali isolanti (conduttività temica λ < 0.05 W/mK). La posizione ecipoca degli stati non influisce sul valoe della esistenza temica complessiva e quindi sull entità del flusso temico. La caduta di tempeatua attaveso uno stato è popozionale al appoto ta la esistenza temica dello stato in esame e quella totale della paete. Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

16 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua La Tasmissione del Vapoe, olte a quella del Caloe Attaveso una stuttua edilizia, olte ad un flusso di enegia è pesente un flusso di vapoe. In egime invenale, il vapoe fluisce dall inteno dell edificio veso l ambiente esteno, essendo più alta la concentazione del vapoe indoo ispetto a quella dell ambiente esteno. In coispondenza di un punto feddo della paete, il vapoe può condensae, passando in fase liquida. Tale fenomeno è detto: Condensazione intestiziale, quando avviene all inteno della paete. Condensazione supeficiale, quando avviene sulla faccia della paete ivolta veso l inteno dell edificio. La condensazione del vapoe nei mui povoca divesi danni, quali muffe, l indebolimento stuttuale, la macescenza, il degado visivo, la iduzione del potee di isolamento temico. Il flusso di vapoe in paete è popozionale alla diffeenza di concentazione di vapoe dell aia ta inteno ed esteno. Tale diffeenza è la foza spingente. Si oppongo (invesa popozionalità) al flusso di vapoe le esistenze al vapoe offete dai singoli stati che compongono la paete. Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

17 Tasmissione del Caloe Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Tasmissione del Vapoe Esiste una fote analogia ta tasmissione del caloe e tasmissione del vapoe anche nel metodo di calcolo. Pe valutae l entità del flusso di vapoe si utilizza la "legge di Fick". Flusso temico tot Diffeenza di tempeatua Inteno - esteno q T i T tot e Resistenza temica n 1 si 1 h h i i1 i e tot Diffeenza di pessione paziale del vapoe ta inteno ed esteno Flusso di vapoe n si i1 g i v p vi tot p ve Resistenza al flusso di vapoe Nell equazione, δ è la pemeabilità al vapoe del mateiale, espessa in [kg/(smpa)]. Si può notae come, pe il flusso di vapoe, gli stati liminai non offano esistenza. Il ecipoco delle esistenze al passaggio di vapoe (1/) è una gandezza chiamata pemeanza. Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

18 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Petanto, appesenta la pemeabilità al vapoe di un mateiale, una popietà che descive la sua attitudine a consentie un flusso di vapoe. E' una popietà del mateiale. La pemeabilità da misua della quantità di vapoe che fluisce nell unità di tempo attaveso uno stato di spessoe unitaio, aea unitaia, a causa di una diffeenza di pessione paziale unitaia ta le due facce dello stato. La pemeabilità a vapoe si espime in [kg/(smpa)]. I valoi di δ pe comuni mateiali da costuzione sono ipotati in APPENDICE B. Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

19 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Pe il calcolo delle pessioni paziali del vapoe (p v ), si può icoee alle fomule studiate pe l ARIA UMIDA, secondo cui: p v pv pvs p vs Si icoda che le pessioni di satuazione p vs sono FUNIONE DELLA SOLA TEMPERATURA, e appesentano quel valoe di pessione paziale del vapoe aggiunto il quale, a quella T, il vapoe d'acqua inizia a condensae (passaggio in fase liquida). Le p vs sono tabellate in un apposita appendice fonita nel mateiale didattico. Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

20 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

23 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Tasmissione del Vapoe. CALCOLO DEL FLUSSO DI VAPORE. L esempio fa ifeimento ad una paete a due stati. Pe l applicazione della legge di Fick, analogamente alla equazione che govena la tasmissione del caloe attaveso una paete, pe valutae il flusso di vapoe bisogna conoscee: g v p vi tot p ve 1. I valoi delle pessioni paziali p v del vapo d acqua, espessi in [Pa], la cui diffeenza appesenta la foza spingente del flusso di vapoe.. Le pemeabilità al vapoe δ degli stati che compongono la paete. 3. Gli spessoi s degli stati che compongono la paete. g v p vi n i1 p si i ve Dalla possima slide, affonteemo il poblema della fomazione di condensa nelle stuttue, intoducendo un oppotuno metodo di valutazione e veifica. Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

24 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua LA VERIFICA TERMO-IGROMETRICA DELLE STRUTTURE DI INVOLUCRO EDILIIO PREMESSA. Ad oggi, la legge in vigoe in Italia in mateia di efficienza enegetica in edilizia pevede che le stuttue dell involuco degli immobili nuovi o istuttuati non siano inteessate da fomazione di condensa. In paticolae, il D.P.R. 59/009, all aticolo 4 comma 17 pevede: Veificae l assenza di condensazioni supeficiali e che le condensazioni intestiziali delle paeti opache siano limitate alla quantità i-evapoabile secondo la nomativa vigente (ISO 13788/01). Qualoa non esista un sistema di contollo della umidità elativa intena, pe i calcoli necessai si assumono i valoi: UR=65% e T intena a 0 C. LA VERIFICA A CONDENSA SUPERFICIALE Veificae l assenza di fomazione di condensa supeficiale significa veificae che le tempeatue delle supefici intene dei mui, dei solai e dei pavimenti siano supeioi alle tempeatue di ugiada dell aia umida ambiente. Nelle lezioni elative all aia umida, abbiamo visto come la Tempeatua di ugiada sia la tempeatua, ifeita ad uno stato temodinamico dell aia umida, al di sotto della quale il vapoe il passa in fase liquida. Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

25 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua LA VERIFICA A CONDENSA SUPERFICIALE Petanto, conoscendo lo stato temodinamico dell aia umida, si calcola la T ugiada (definita tempeatua di incipiente condensazione ) e si veifica che sia supeioe alla T della supeficie intena. Esempio T i = 0 C U.R. = 65% Sul diagamma Psicometico leggo T = 13 C. Bisogna veificae che la T supeficiale intena sia supeioe a questo valoe. T =13 C Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

26 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua LA VERIFICA A CONDENSA SUPERFICIALE Pe il calcolo della tempeatua supeficiale intena, si pocede secondo quanto visto in pecedenza: 1. Deteminando la caduta di tempeatua indotta dalla esistenza liminae intena.. Valutando poi la tempeatua supeficiale intena come diffeenza ta la tempeatua dell aia intena e la caduta di tempeatua sopa calcolata. q T i T tot e Ti Ta Ti Te int tot T a Ti Ti Ta La veifica a condensa supeficiale è soddisfatta se T a > T ugiada dell aia intena all ambiente. Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

27 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua LA VERIFICA A CONDENSA INTERSTIIALE 1. La condensa intestiziale si foma alloquando la pessione paziale del vapoe ad un intefaccia del muo è supeioe alla pessione di satuazione coispondente alla tempeatua cui si tova la suddetta intefaccia muaia.. Petanto, ad ogni intefaccia (supeficie di sepaazione ta due stati in seie) bisogna veifica che la p v sia infeioe alla p vs (T intefaccia ). E necessaio pocedee ai seguenti step di veifica 1. Calcolo del flusso temico tasmesso (mediante l equazione dei meccanismi combinati di tasmissione del caloe).. Calcolo delle cadute di tempeatua ad ogni intefaccia. 3. Calcolo delle tempeatue di ogni intefaccia muaia. 4. Calcolo delle pessioni di satuazione ad ogni intefaccia (dipendenti dalla sola T INTERFACCIA ). 5. Deteminazione di p vi e p ve a patie dagli stati temodinamici dell aia umida intena ed estena e calcolo del flusso di vapoe (mediante la legge di Fick). 6. Calcolo delle cadute di pessione paziale del vapoe ad ogni intefaccia. 7. Calcolo delle pessioni paziali del vapoe ad ogni intefaccia. 8. Veifica, ad ogni intefaccia, che le pessioni paziali del vapoe siano INFERIORI alle pessioni di satuazione calcolate al punto 4. Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

28 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua LA VERIFICA A CONDENSA INTERSTIIALE STEP 1 1. Calcolo del flusso temico tasmesso (mediante l equazione dei meccanismi combinati di tasmissione del caloe). T i Te T i T q e n q tot Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica int i1 LA VERIFICA A CONDENSA INTERSTIIALE STEP. Calcolo delle cadute di tempeatua ad ogni intefaccia int T T T T i a i e T T T T b c i e ext T T T T d e i e i ext 1 T T T T a b i e 3 T T T T c d i e

29 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua LA VERIFICA A CONDENSA INTERSTIIALE STEP 3 3. Calcolo delle tempeatue di ogni intefaccia muaia T T T T a i i a T T T T b a a b T T T T c b b c T T T T d c c d LA VERIFICA A CONDENSA INTERSTIIALE STEP 4 4. Calcolo delle pessioni di satuazione (p vs ) ad ogni intefaccia (dipendenti dalla sola tempeatua). Pe ciascuna delle tempeatue delle intefacce, si pocede alla valutazione, MEDIANTE TABELLA, delle coispondenti pessioni di satuazione. Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

30 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua LA VERIFICA A CONDENSA INTERSTIIALE STEP 5 5. Deteminazione delle p vi e p ve a patie dagli stati temodinamici dell aia intena ed estena e Calcolo del flusso di vapoe (mediante la legge di Fick) p p ( T ) vi i vs i p p ( T ) ve e vs e LA VERIFICA A CONDENSA INTERSTIIALE STEP 6 6. Calcolo delle cadute di pessione paziale del vapoe ad ogni intefaccia 1 p p p v,1 vi ve p p p v, vi ve 3 p p p v,3 vi ve Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica g v p vi tot p ve Diagamma delle pv g Aia intena Intonaco inteno v p vi n i1 1 3 a b c d p si Attenzione. A diffeenza della tasmissione del caloe, nella tasmissione del vapoe gli stati liminai non inducono esistenza. i Muatua in mattoni ve Aia estena Intonaco esteno

31 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua LA VERIFICA A CONDENSA INTERSTIIALE STEP 7 7. Calcolo delle pessioni paziali del vapoe ad ogni intefaccia p va pvi vb va v,1 p p p vd vc v,3 p p p LA VERIFICA A CONDENSA INTERSTIIALE STEP 8 p vd p ve p p p vc vb v, (l ultimo è un calcolo di veifica) 8. Veifica, ad ogni intefaccia, che le pessioni paziali del vapoe siano INFERIORI alle pessioni di satuazione calcolate al punto 4. Si fa un confonto ad ogni intefaccia ta p v e p vs. Se le p vs sono più alte, alloa non si foma condensa. In caso contaio bisogna imediae. Ci si aiuta con il diagamma di GLASER. NO CONDENSA CONDENSA Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

32 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua LA VERIFICA A CONDENSA INTERSTIIALE STEP 8 Il diagamma di Glase è molto usato pe le veifiche temoigometiche delle paeti. Il Glase ha in ascissa lo spessoe della paete, con gli stati ben evidenti, e in odinata i valoi delle pessioni: paziali del vapoe (p v ) di satuazione alla T delle intefacce (p vs ) Se le due spezzate non si incociano, alloa non vi è fomazione di condensa. Se, al contaio, le due polilinee si intesecano, vi è fomazione di condensa intestiziale. In caso di fomazione di condensa, come poe imedio??? Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

33 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua IMPORTANTE PRECISAIONE TEORICA Come detto, la veifica a condensa intestiziale pevede di veificae, in ogni sezione ed intefaccia della paete, che le pessioni paziali del vapoe siano infeioi alle pessioni di satuazione del vapoe alle tempeatue dell intefaccia. In paeti mal pogettate, potebbe dai calcoli isultae in qualche intefaccia che le p v siano supeioi alle p vs. Di fatto, tale evento è numeicamente possibile, paticamente no. Può accadee al massimo che le due pessioni si eguaglino (la definizione di pessione di satuazione è popio quella di massima pessione aggiungibile dal vapoe in fase aeifome), e questo comunque significa fomazione di condensa. Andamento eale Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

34 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua RISOLVERE IL PROBLEMA DELLA CONDENSA INTERSTIIALE Il diagamma di Glase è molto utile non solo pe vedee che esiste un poblema, ma anche pe capie come isolvelo. Nell esempio qui ipotato, emege che la citicità è in coispondenza dell intefaccia ta muatua ed intonaco esteno. Le possibilità di intevento sono due: 1. Potae le p vs più in alto. Cioè, questo significa fae in modo che le tempeatue in paete siano più alte (le p vs dipendono solo dalla T).. Potae le p v più in basso. Questo significa idue il flusso di vapoe, intevenendo con una baiea al vapoe (che deve essee posta sempe pima dall inteno veso l esteno di un eventuale stato isolante). Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

35 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua RISOLVERE IL PROBLEMA DELLA CONDENSA INTERSTIIALE ISOLANTE ESTERNO Potae le p vs più in alto significa avee paeti più calde. Tale effetto comunemente si ottiene posizionando l isolamento temico quanto più possibile all esteno. L isolante, infatti, è lo stato che induce la più significativa caduta di tempeatua. Petanto, guadando dall inteno veso l esteno, pima dell isolante il muo è caatteizzato da tempeatua alte, dopo l isolante vi sono, invece, gli stati con tempeatue basse. Attenzione, isolae dall inteno potebbe essee un intevento peggioativo, poiché l isolamento andebbe ad abbattee le tempeatue (e quindi le p vs ) lasciando la gossa pate della paete fedda. FORMAIONE DI CONDENSA PARETE RISANATA CON ISOLAMENTO ESTERNO Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

36 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua RISOLVERE IL PROBLEMA DELLA CONDENSA INTERSTIIALE BARRIERA AL VAPORE INTERNA Potae le p v più in basso significa una minoe concentazione di vapoe nei punti feddi della paete, e quindi un minoe ischio di condensazione dello stesso. Ciò ichiede di idue il flusso di vapoe, con una adeguata baiea al vapoe (che deve essee posta sempe pima dall inteno veso l esteno di un eventuale stato isolante). BARRIERA AL VAPORE Attenzione, una baiea al vapoe dopo l isolante (guadando la paete dall inteno veso l esteno) saebbe peggioativa, povocando istagno di vapoe in un punto feddo della paete. FORMAIONE DI CONDENSA PARETE RISANATA CON BARRIERA AL VAPORE Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

37 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua RISOLVERE IL PROBLEMA DELLA CONDENSA INTERSTIIALE RIDURRE LA PRESSIONE PARIALE DI VAPORE ALL INTERNO DEGLI AMBIENTI E una stategia isolutiva che non ichiede di intevenie sulle stuttue. In inveno, infatti, alloquando si veificano i poblemi di condensazione, capita che all inteno degli ambienti si abbia un elevata concentazione di vapoe (e quindi alte p v ) a causa della pesenza di pesone (camee da letto) o di vapoi da cottua cibi (cucine). Ventilae gli ambienti può essee isolutivo, iducendo le p v. PARETE RISANATA RIDUCENDO LA CONCENTRAIONE DI VAPORE IN AMBIENTE FORMAIONE DI CONDENSA Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

38 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua NOTE A MARGINE Laddove sono pesenti stati in paallelo, è necessaio ipetee il calcolo due volte. Ad esempio, pe un solaio che pesenta uno stato in lateo-cemento, elativamente a tale stato si può tovae: Pe la tasmissione del caloe, una esistenza temica equivalente (assumendo un valoe di conducibilità fittizio) e quindi assumendo che vi sia un mateiale unico dalle popietà temo-fisiche medie. Pe la veifica a condensa, è invece oppotuno pocedee ad un doppio calcolo: Una pima volta, assumendo che la zona lateo-cementizia sia completamente di calcestuzzo. Una seconda volta, assumendo che la zona lateo-cementizia sia completamente del mateiale costituente le pignatte. In questo modo, avendo veificato in entambi i casi la stuttua ed assumendo che la veifica isulti positiva, è lecito attendesi che anche il compotamento eale della stuttua sia tale da non compotae condensazioni del vapoe. Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

39 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Sino ad oa è stato descitto un metodo semplificato pe la veifica temo-igometica delle paeti. E un metodo cautelativo (dotato, quindi, di isultati che pevedono un ceto magine di sicuezza). Se la paete non dovesse isultae idonea, pima di poe imedio saebbe il caso di analizzala in modo più accuato. Il metodo semplificato contempla le seguenti ipotesi: Il flusso temico è monodimensionale, così come quello del vapoe. Tasmissione del caloe e del vapoe avvengono in egime stazionaio. Gli stati della paete sono disposti in seie. I mateiali sono omogenei ed isotopi e non vaiano le popie caatteistiche temofisiche con l umidità o la tempeatua. Si tascuano accumuli di massa ed enegia. Sebbene i fondamentali teoici siano gli stessi, le modene pocedue tecniche (ISO 13788/01) pevedono: Calcolo effettuato su base mensile (mente i metodi semplificati pevedono un ifeimento tempoale stagionale, in condizioni nominali). Veifica della condensa intestiziale e dell umidità supeficiale citica. Se la veifica fosse negativa e quindi si valuta la possibile fomazione di condensa, non è detto che la paete non sia a noma. E infatti, pevisto il calcolo della evapoazione estiva di tale condensa e se questa dovesse essee tale da asciugae la paete, la stuttua potebbe essee consideata comunque idonea. Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

40 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Esempio di Calcolo Si considei una paete che delimita un ambiente inteno (T i = 0 C, i = 50%) dall esteno (T e = -5 C, e = 60%), con le seguenti caatteistiche. 1 3 Esempio inizialmente tatto dal libo Aia umida, poi iscontata la fomazione di condensa intestiziale, tale poblema è stato isolto mediante una stategia divesa ispetto a quanto si fa nel libo. Aia intena Intonaco inteno a b c d Muatua in mattoni Aia estena Intonaco esteno STRATO Tipo di mateiale Descizione del mateiale Spessoe [m] 1 Intonaci e malte Intonaco di gesso puo, 100 kg/m Lateizi Mattoni pieni e foati, 800 kg/m Intonaci e malte Malta di cemento, 000 kg/m Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

41 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Pocediamo subito al calcolo del flusso di vapoe g v. E necessaio conoscee: 1. I valoi delle pessioni paziali p v del vapo d acqua, espessi in [Pa], che causano il flusso di vapoe ed in paticolae la diffeenza ta tali valoi (detta fozante).. Le pemeabilità δ degli stati che compongono la paete. 3. Gli spessoi s degli stati che compongono la paete. DETERMINAIONE DELLE PRESSIONI PARIALI ALL INTERNO ED ALL ESTERNO Secondo quanto visto nello studio dell aia umida: p p v v vs vs p p La umidità elativa φ è un dato assegnato in taccia, sia pe l ambiente inteno (= 50%) che pe l ambiente esteno (= 60%). Le pessioni di satuazione del vapoe (p vs ), alle tempeatue dell ambiente inteno ed esteno, sono epeibili nella apposita tabella, in coispondenza degli appopiati valoi di tempeatua. g v p vi n i1 p si i ve Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

42 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua AMBIENTE INTERNO, T = 0 C Petanto, la p vs a 0 C è pai a 338 Pa. Consideando un umidità elativa al 50%, la p vi isulta pai a 1169 Pa. p p (0 C) p 0, vi i vs vi Pa Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

43 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua AMBIENTE ESTERNO, T = -5 C Petanto, la p vs a -5 C è pai a 40 Pa. Consideando un umidità elativa al 60%, la p ve isulta pai a 41 Pa. p p ( 5 C) p 0, , ve e vs ve Pa Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

44 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Pocediamo al calcolo del flusso di vapoe. Adesso bisogna deteminae le esistenze al passaggio di vapoe attaveso gli stati, conoscendo le pemeabilità δ degli stati che compongono la paete ed i elativi spessoi s. 1 3 s s s g v p intonaco inteno intonaco inteno muatua muatua intonaco esteno intonaco esteno vi tot p ve 1 3 0,03 Aia intena Intonaco inteno intonaco inteno 0,30 muatua 0,04 intonaco esteno 1 3 a b c d Muatua in mattoni Aia estena Intonaco esteno Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

45 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Dall Appendice B del mateiale didattico Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

46 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua 1 s intonaco inteno intonaco inteno s muatua muatua 3 s intonaco esteno intonaco esteno 0,03 1, ,30 11, ,04 4, , ,110 4,410 17,10 9 m s Pa kg m s Pa m s Pa m kg kg Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

47 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua g v p vi tot p ve g v gv Pa m s Pa m s kg kg , 17,10 g v 9 5, kg sm Può essee molto utile, e lo vedemo alloquando nelle possime slide pocedeemo alla veifica a condensa delle paeti, valutae quanto incida ogni stato in temini di pecentuale di esistenza al passaggio di vapoe ispetto a quella complessiva. INTONACO INTERNO 1 1, , ,7% MURATURA 11, , ,5% INTONACO ESTERNO 3 4, ,10 Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica 9 9 5,8%

48 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Analogamente alla tasmissione del caloe (alloquando potevano conoscee la caduta di tempeatua attaveso ogni stato come podotto ta la diffeenza di tempeatua inteno-esteno e la esistenza dello specifico stato in appoto a quella totale, analogamente possiamo deteminae la caduta di pessione paziale del vapoe attaveso il geneico stato j, come podotto del appoto ta la esistenza al passaggio di vapoe dello stato e quella totale pe la diffeenza di pessione paziale del vapoe ta ambiente inteno ed ambiente esteno. stato Tfaccia1Tfaccia Ti Te Come visibile, le due equazioni sono molto simili. p p v, j v,( ie) j Vi è peò, ta tasmissione del caloe e tasmissione del vapoe una diffeenza impotante. Nella tasmissione del vapoe, gli stati liminai non offono esistenza al passaggio di vapoe (mente offono esistenza temica convettivo-adiativa). Petanto: p vi = p va p ve = p vd Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

49 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Con l utilizzo di questa elazione, possiamo deteminae le cadute di pessione paziale del vapoe e quindi, pe diffeenza, la pessione paziale del vapoe a ciascuna intefaccia (a, b, c, d). p v, j p v,(ie) j compl Secondo quanto detto in pecedenza, non vi sono esistenze al tasfeimento di vapoe da pate degli stati liminai. Petanto: p vi = p va = 1169 Pa p ve = p vd = 41 Pa STRATO 1 INTONACO INTERNO 1 p p p v,1 vi ve pv,1 pvi pve 0, p p p v,1 vi ve pv, , 0, Pa p p p p p p p Pa v,1 va vb vb va v,1 Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica vb

50 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua STRATO - MURATURA p p p pv, pvi pve v, vi ve p, p p 0,645 v vi ve v, vb vc vc vb v, pv, , 0, Pa p p p p p p p Pa vc STRATO 3 INTONACO ESTERNO 3 3 p p p pv,3 pvi pve v,3 vi ve p,3 p p 0,58 v vi ve v,3 vc vd vd vc v,3 pv, , 0, 58 39Pa p p p p p p p Pa vd L ultimo calcolo, di fatto, è stato UNA VERIFICA. Infatti, non offendo gli stati liminai esistenza al vapoe, già sapevamo che p vd ea uguale a p ve e quindi pai a 41, Pa Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

51 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Sono questi valoi di pessione paziale alle intefacce compatibili con il vapoe in fase aeifome, oppue si foma condensa???? Dobbiamo veificalo. In paticolae, dobbiamo veificae che le tempeatue alle intefacce siano sufficientemente alte ( calde ) da deteminae, alle ispettive pessioni paziali del vapoe, la esistenza della fase aeifome. Questa cosa si veifica veificando che la pessione di satuazione (dipendente dalla sola tempeatua) ad ogni intefaccia, sia supeioe alla pessione paziale del vapoe a quella intefaccia. Petanto, con il metodo visto in pecedenza (e già studiato nella tasmissione del caloe), andiamo a calcolae le tempeatue alle intefacce. Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

52 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Patiamo dal calcolo delle cadute di tempeatua (ta ambiente inteno e supeficie intena, attaveso i singoli stati, ta supeficie intena e ambiente esteno). Come visto, queste sono calcolate come podotto ta la diffeenza di tempeatua ta ambiente inteno ed ambiente esteno ed il appoto ta la esistenza inteessata e la esistenza totale. Nella paete a 3 stati (1, e 3) dell esempio pecedente, avemo: Stato liminae inteno Stato 1 int T T T T i a i e T T T T b c i e ext T T T T d e i e 1 T T T T a b i e Stato Stato 3 Stato liminae esteno 3 T T T T c d i e Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

53 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Anche se non è stettamente necessaio, ipatiamo dal calcolo del flusso temico, deteminando le esistenze temiche degli stati liminai e degli stati (conoscendo le conducibilità λ degli stati che compongono la paete ed i elativi spessoi s ). 1 3 s s s intonaco inteno intonaco inteno muatua muatua intonaco esteno intonaco esteno Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica. q T i T tot int ext e 1 1 0,13 h 7,7 i 1 1 0,04 h 5 e mk W mk W

55 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua 1 s intonaco inteno intonaco inteno s muatua muatua 3 s intonaco esteno intonaco esteno 1 0,03 0,35 0,086 mk W 0,30 1,00 0,30 mk W 3 0,04 1,40 0,09 mk W int 1 1 h 7,7 i 0,13 mk W ext 1 1 mk 0,04 h e 5 mk W 1,8 W Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

56 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Deteminiamo, con le elazioni viste in pecedenza, le cadute di tempeatua Stato liminae inteno int T T T T i a i e Stato 1 1 T T T T a b i e T T T T b c i e 3 T T T T Stato Stato 3 c d i e Stato liminae esteno ext T T T T d e i e Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica T 0,19 0 5,5 i Ta C 1,8 T 0, ,7 a Tb C 1,8 1,0 Tb Tc ,5C 1,8 T 0, ,6 c Td C 1,8 T 0, ,8 d Te C 1,8

57 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Passiamo quindi al calcolo delle tempeatue alle intefacce. T 0,19 0 5,5 i Ta C 1,8 T 0, ,7 a Tb C 1,8 1,0 Tb Tc ,5C 1,8 T 0, ,55 c Td C 1,8 T 0, ,8 d Te C 1,8 T T,5 17,5C a i T T 1,7 15,8C b a T T 19,5 3,7 C c b T T 0,55 4, C d c T T 0,8 5,0C e d L ultimo calcolo, di fatto, è stato UNA VERIFICA. Infatti, la tempeatua dell ambiente esteno ea un dato noto in taccia! Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

58 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Ti Tb 0,0C Ta 17,5C 15,8C Tc 3,7C Una volta note le tempeatue di ogni faccia del muo, possiamo calcolae, in coispondenza di tale tempeatue, la pessione di satuazione del vapoe (p vs ). Td 4,C Te 5,0C E impotante icodae che se la pessione paziale del vapoe in pecedenza calcolata isulta, con ifeimento a ciascuna intefaccia, supeioe a questa, alloa si foma veifica condensa. Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

59 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Nella paete a 3 stati (1, e 3) dell esempio pecedente, avemo: Intefaccia intena (a) Ta 17,5C p (17,5 C) 1999Pa vsa pva vsa 1169Pa p p nocondensa va Tb Intefaccia b 15,8C p (15,8 C) 1794Pa vsb pvb vsb 1079Pa p p nocondensa vb Tc Intefaccia c 3,7C p ( 3,7 C) 449Pa vsc pvc vsc 480Pa p p CONDENSA vc Td Intefaccia estena d 4,C p ( 4, C) 49Pa vsd pvd vsd 41Pa p p nocondensa vd Si foma condensa stato, ta le intefacce b e c. BISOGNA PORRE RIMEDIO Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

60 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Tale evento è ben visibile sul Diagamma di Glase, in cui diagammando le p v e le p vs si vede come le due cuve si incocino, in possimità dell intefaccia C. Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

61 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Abbiamo un poblema di fomazione di condensa intestiziale. Veifichiamo se vi fosse anche fomazione di condensa supeficiale. In ealtà, tale veifica è già stata fatta (ed è positiva), in quanto all intefaccia a abbiamo già iscontato una p v minoe della p vs ). Pocediamo oa con l illustazione di un metodo altenativo di veifica. La calcolata tempeatua della faccia intena del muo (T a ) è 17.5 C. Alle condizioni intene (T i = 0 C e U.R. = 50%), sul diagamma psicometico leggiamo una tempeatua di ugiada pai a 1 C. Petanto, la tempeatua della supeficie intena della paete (=17,5 C), ivolta veso la stanza, è sufficientemente alta e non povoca condensazioni supeficiali. QUESTA VERIFICA E SODDISFATTA. T =1 C Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

62 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua RIMEDIO TIPO 1: AGGIUNTA DI ISOLANTE TERMICO ESTERNO La nuova paete pesenta aggiunta di 8 cm di polistiolo (isolante temico) sul lato esteno, pima dell intonaco. ATTENIONE, dal punto di vista della veifica temo-igometica, il polistiene non è ottimale come isolante esteno, avendo una bassa pemeabilità al vapoe ispetto agli alti mateiali che costituiscono la paete, la qual cosa compota una caduta significativa delle p v popio nello stato isolante. L obiettivo è alzae le tempeatue in paete e quindi le p vs. Gli ambienti continuano ad essee: Inteno: T i = 0 C, i = 50% Esteno: T e = -5 C, e = 60% Aia Aia intena intena Intonaco inteno inteno STRATO Tipo di mateiale Descizione del mateiale Spessoe [m] 1 Intonaci e malte Intonaco di gesso puo, = 900 kg/m Lateizi Mattoni pieni e foati, = 800 kg/m Polistiene Polistiene estuso in laste Intonaci e malte Malta di cemento 0.04 Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica a ba b c dc df Muatua in in mattoni mattoni Polistiene Aia Aia estena estena Intonaco esteno esteno

63 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua DETERMINAIONE DELLE PRESSIONI PARIALI ALL INTERNO ED ALL ESTERNO Sono le medesime di pima, e dipendono dalle condizioni dell ambiente inteno ed esteno. p p v v vs vs p p Pe il calcolo delle p v si pocede mediante la tabella delle pessioni di satuazione nota la tempeatua, e poi moltiplicazione pe l umidità elativa ambiente. p p (0 C) 0, vi i vs p vi p p ( 5 C) 0, , ve e vs p ve Pa Pa Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

64 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Nel calcolo del flusso di vapoe, bisogna aggiungee la esistenza al passaggio di vapoe da pate del nuovo stato di polistiene! g v p vi tot p ve 1 s intonaco inteno intonaco inteno s muatua muatua 3 s polistiene polistiene 4 s intonaco esteno intonaco esteno Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

66 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua s s intonaco inteno intonaco inteno s s muatua muatua polistiene polistiene intonaco esteno intonaco esteno 0,03 1, ,30 11, ,08, 10 3, ,04 4, , Pa Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

67 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua g v p vi tot p ve g v , 39, g v, kg sm Si pocede oa alla valutazione in temini di pecentuale della esistenza al vapoe pecentuale di ogni stato ispetto a quella complessiva. INTONACO INTERNO 1 1, , ,% MURATURA 11, , ,% POLISTIRENE 3, 10 39, ,3% INTONACO ESTERNO 4 4, , ,3% Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

68 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Deteminiamo oa la caduta di pessione paziale del vapoe attaveso il geneico stato j, come podotto del appoto ta la esistenza al passaggio di vapoe dello stato e quella totale pe la diffeenza di pessione paziale del vapoe ta ambiente inteno ed ambiente esteno. Ci icodiamo che gli stati liminai non offono esistenza al passaggio di vapoe. Secondo quanto detto in pecedenza, non vi sono esistenze al tasfeimento di vapoe da pate degli stati liminai. Petanto: p vi = p va = 1169 Pa p ve = p vd = 41, Pa STRATO 1 INTONACO INTERNO 1 p p p v,1 vi ve pv,1 pvi pve 0, 04 1 p p p v,1 vi ve pv, , 0, 04 39Pa p p p p p p p Pa v,1 va vb vb va v,1 Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica vb

69 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua STRATO - MURATURA p p p pv, pvi pve v, vi ve p, p p 0,8 v vi ve v, vb vc vc vb v, pv, , 0, 8 61Pa p p p p p p p Pa STRATO 3 POLISTIRENE 3 3 p p p pv,3 pvi pve v,3 vi ve p,3 p p 0,563 v vi ve v,3 vc vd vd vc v,3 vc pv, , 0,563 53Pa p p p p p p p Pa vd Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

70 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua STRATO 4 INTONACO ESTERNO 4 4 p p p pv,4 pvi pve v,4 vi ve p,4 p p 0,113 v vi ve v,4 vd vf vf vd v,4 L ultimo calcolo, di fatto, è stato UNA VERIFICA. Infatti, non offendo gli stati liminai esistenza al vapoe, già sapevamo che p vf ea uguale a p ve e quindi pai a 41, Pa Sono questi valoi di pessione paziale alle intefacce compatibili con il vapoe in fase aeifome, oppue si foma ANCORA condensa???? Dobbiamo veificalo. In paticolae, dobbiamo veificae che le tempeatue alle intefacce siano sufficientemente alte da deteminae, alle ispettive pessioni paziali del vapoe, la esistenza della fase aeifome. Veifichiamo la pessione di satuazione a ciascuna intefaccia Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica pv, , 0, Pa p p p p p p p Pa vf

71 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Anche se non è stettamente necessaio, ipatiamo dal calcolo del flusso temico, deteminando le esistenze temiche degli stati liminai e degli stati (conoscendo le conducibilità λ degli stati che compongono la paete ed i elativi spessoi s ).. q T i T tot e 1 s intonaco inteno intonaco inteno s muatua muatua 3 s polistiene polistiene 4 s intonaco esteno intonaco esteno Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

73 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua 1 3 s s s intonaco inteno intonaco inteno muatua muatua polistiene polistiene 1 0,03 0,086 0,35 0,30 1,00 0,30 3 mk W mk W 0,08 1,78 0,045 mk W int ext 1 1 0,13 h 7,7 i 1 1 0,04 h 5 e mk W mk W 4 s intonaco esteno intonaco esteno 4 0,04 1,40 0,09 mk W 3,06 mk W Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

74 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Oa, le cadute di tempeatua (ta ambiente inteno e supeficie intena, attaveso i singoli stati, ta supeficie intena e ambiente esteno) possono essee calcolate come podotto ta la diffeenza di tempeatua ta ambiente inteno ed ambiente esteno ed il appoto ta la esistenza inteessata e la esistenza totale. Nella paete a 4 stati (1,, 3 e 4), in cui lo stato 3 è l aggiunto isolamento temico, avemo: Stato liminae inteno Stato 1 int T T T T i a i e T T T T b c i e 4 Td Tf Ti Te 1 T T T T a b i e Stato Stato 3 Stato 4 3 T T T T c d i e Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica Stato liminae esteno ext Tf Te Ti Te

75 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Stato liminae inteno int T T T T i a i e Stato 1 1 T T T T a b i e T T T T b c i e 3 T T T T Stato Stato 3 c d i e Stato 4 4 Td Tf Ti Te Stato liminae esteno ext Tf Te Ti Te Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica T 0, ,05 i Ta C 3,06 T 0, ,7 a Tb C 3,06 1,0 Tb Tc 0 5 8, C 3,06 T 1, ,5 c Td C 3,06 T T 0, , C 3,06 d f T T 0, ,3 C 3,06 f e

76 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Passiamo quindi al calcolo delle tempeatue alle intefacce T T 1,0 19C a i T T 0,7 18, C b a T T 8, 10,0C c b T T 14,5 4,5C d c T T 0, 4,7C f d T T 0,3 5, 0C e f L ultimo calcolo, di fatto, è stato UNA VERIFICA. Infatti, la tempeatua dell ambiente esteno ea un dato noto in taccia Note le tempeatue di ogni faccia del muo, possiamo calcolae, in coispondenza di tale tempeatue, la pessione di satuazione del vapoe (p vs ). Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

77 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Nella paete a 4 stati (1,, 3 e 3) dell esempio, avemo Intefaccia intena (a) Ta 19,0C p (19,0 C) 197Pa vsa pva vsa 1169Pa p p nocondensa va Tb Intefaccia b 18,C p (18, C) 090Pa vsb pvb vsb 1130Pa p p nocondensa vb Tc Intefaccia c 10,0C p (10,0 C) 18Pa vsc pvc 868Pa p p nocondensa vsc vc Td Intefaccia d 4,5C p ( 4,5 C) 419Pa vsd pvd vsd 346Pa p p nocondensa vd Tf Intefaccia estena f 4,7 C p ( 4,7 C) 41Pa vsf pvf vsf 41Pa p p no condensa vf In nessuna intefaccia della paete si foma condensa intestiziale Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

78 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Pu con un diagamma di Glase non pefettamente in scala (non sono stati dati gli spessoi esatti agli stati), è comunque evidente che NON si incociano mai le p v e le p vs e quindi non vi è fomazione di condensa intestiziale. LA PARETE E STATA RISANATA MEDIANTE AGGIUNTA DI ISOLANTE TERMICO ESTERNO. Si noti l abbattimento delle p vs in coispondenza dell isolante temico!!!! Anche se il poblema della condensa intestiziale è isolto, come detto in pecedenza, saebbe stato meglio un isolante tadizionale con alta pemeabilità al vapoe (la lana di veto, ad esempio), pe gaantie ancoa maggioe distanza ta le spezzate delle p v e p vs. Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

79 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Positiva la veifica a condensa intestiziale, veifichiamo anche la bontà della paete ispetto alla fomazione di condensa supeficiale. In ealtà, tale veifica è già stata fatta (ed è positiva), in quanto all intefaccia a abbiamo già iscontato una p v minoe della p vs ). Pocediamo oa con il metodo altenativo di veifica. La calcolata tempeatua della faccia intena del muo (T a ) è 19,0 C. Alle condizioni intene (T i = 0 C e U.R. = 50 %), sul diagamma psicometico leggiamo una tempeatua di ugiada pai a 1 C. Petanto, la tempeatua della supeficie intena della paete (19 C), ivolta veso la stanza, è sufficientemente calda e non povoca condensazioni supeficiali. ANCHE QUESTA VERIFICA E OVVIAMENTE SODDISFATTA. T =1 C Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

80 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua RIMEDIO TIPO : AGGIUNTA BARRIERA AL VAPORE ALL INTERNO Ritonando alla paete oiginaia, in cui si veificava condensazione intestiziale, questa volta imediamo mediante aggiunta di baiea al vapoe. Gli ambienti continuano ad essee: Inteno: T i = 0 C, i = 50% Esteno: T e = -5 C, e = 60% L uso di baiea al vapoe deve essee peò visto come soluzioni limite, da adottae solo come imedio in paeti esistenti. In paeti di nuova edificazione è meglio evitae, in quanto la baiea al vapoe impedisce la taspiazione della paete e iduce l evapoazione in estate di condensa eventualmente fomatasi in inveno. Inolte, nelle giunzioni ta i vai fogli si ceano punti in cui non è assicuata la sua funzionalità. STRATO Tipo di mateiale Descizione del mateiale Spessoe [m] 1 Intonaci e malte Intonaco di gesso puo, = 900 kg/m Baiea al vapoe Alluminio, = 700 kg/m Lateizi Mattoni pieni e foati, = 800 kg/m Intonaci e malte Malta di cemento 0.04 Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica BARRIERA AL VAPORE Aia Aia intena intena Intonaco inteno inteno a ba cb cddc df Muatua in in mattoni mattoni Aia Aia estena estena Intonaco esteno esteno

81 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua DETERMINAIONE DELLE PRESSIONI PARIALI ALL INTERNO ED ALL ESTERNO Sono le medesime di pima, e dipendono dalle condizioni dell ambiente inteno ed esteno. p p v v vs vs p p Pe le p v si pocede mediante la tabella delle pessioni di satuazione nota la tempeatua, e poi moltiplicazione pe l umidità elativa ambiente. p p (0 C) 0, vi i vs p vi p p ( 5 C) 0, , ve e vs p ve Pa Pa Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

82 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Nel calcolo del flusso di vapoe, bisogna aggiungee la esistenza al passaggio di vapoe da pate del nuovo stato di alluminio (baiea al vapoe), caatteizzato da pemeabilità δ molto bassa g v p vi tot p ve Aia Aia intena intena BARRIERA AL VAPORE Aia Aia estena estena Intonaco inteno inteno a ba cb cddc df Muatua in in mattoni mattoni Intonaco esteno esteno 1 s intonaco inteno intonaco inteno s baiea vapoe baiea vapoe 3 s muatua muatua 4 s intonaco esteno intonaco esteno Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

84 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua s intonaco inteno intonaco inteno s s s baiea vapoe baiea vapoe muatua muatua intonaco esteno intonaco esteno 0,03 1, , , ,30 11, ,04 4, ,310 9 Pa Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

85 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua g v p vi tot p ve g v , 118,310 9 g v 8,10 10 kg sm Valutazione in temini di pecentuale della esistenza di ogni stato ispetto a quella complessiva. INTONACO INTERNO 1 9 1, , ,1% BARRIERA AL VAPORE 9 111, , ,5% MURATURA , , ,0% INTONACO ESTERNO 4 9 4, ,3 10 Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica 9 0,4%

86 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Deteminiamo, oa, la caduta di pessione paziale del vapoe attaveso il geneico stato j, come podotto del appoto ta la esistenza al passaggio di vapoe dello stato e quella totale pe la diffeenza di pessione paziale del vapoe ta ambiente inteno ed ambiente esteno. Ci icodiamo che gli stati liminai non offono esistenza al passaggio di vapoe. Secondo quanto detto in pecedenza, non vi sono esistenze al tasfeimento di vapoe da pate degli stati liminai. Petanto: p vi = p va = 1169 Pa p ve = p vd = 41, Pa STRATO 1 INTONACO INTERNO 1 p p p v,1 vi ve pv,1 pvi pve 0, p p p v,1 vi ve pv, , 0, 001 1,3Pa p p p p p p p Pa v,1 va vb vb va v,1 Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica vb

87 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua STRATO BARRIERA AL VAPORE p p p pv, pvi pve v, vi ve p, p p 0,985 v vi ve v, vb vc vc vb v, pv, , 0, Pa p p p p p p p Pa vc STRATO 3 MURATURA 3 3 p p p pv,3 pvi pve v,3 vi ve p,3 p p 0,01 v vi ve v,3 vc vd vd vc v,3 pv, , 0, 01 9 Pa p p p p p p p Pa vd Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

88 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua STRATO 4 INTONACO ESTERNO 4 4 p p p pv,4 pvi pve v,4 vi ve p,4 p p 0,004 v vi ve v,4 vd vf vf vf v,4 L ultimo calcolo, di fatto, è stato UNA VERIFICA. Infatti, non offendo gli stati liminai esistenza al vapoe, già sapevamo che p vd ea uguale a p ve e quindi pai a 41, Pa Sono questi valoi di pessione paziale alle intefacce compatibili con il vapoe in fase aeifome, oppue si foma ANCORA condensa???? Dobbiamo veificalo. In paticolae, dobbiamo veificae che le tempeatue alle intefacce diano sufficientemente calde da deteminae, alle ispettive pessioni paziali del vapoe, la esistenza della fase aeifome. Veifichiamo la pessione di satuazione a ciascuna intefaccia. Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica pv, , 0, 004 4Pa p p p p p p p Pa vf

89 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Anche se non è stettamente necessaio, ipatiamo dal calcolo del flusso temico, deteminando le esistenze temiche degli stati liminai e degli stati (conoscendo le conducibilità λ degli stati che compongono la paete ed i elativi spessoi s ). 1. q s T i T tot e intonaco inteno intonaco inteno s baiea vapoe baiea vapoe 3 s muatua muatua 4 s intonaco esteno intonaco esteno Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

91 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua 1 3 s s s intonaco inteno intonaco inteno baiea vapoe baiea vapoe muatua muatua 1 0,03 0,086 0,35 mk W 0,0001 4, ,30 1,00 0,30 mk W 7 mk W int ext 1 1 0,13 h 7,7 i 1 1 0,04 h 5 e mk W mk W 4 s intonaco esteno intonaco esteno 4 0,04 1,40 0,09 mk W 1,8 mk W Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

92 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Come già visto in pecedenza, valutiamo le cadute di tempeatua (ta ambiente inteno e supeficie intena, attaveso i singoli stati, ta supeficie intena e ambiente esteno) come podotto ta la diffeenza di tempeatua ta ambiente inteno ed ambiente esteno ed il appoto ta la esistenza inteessata e la esistenza totale. Nella paete a 4 stati (1,, 3 e 4), in cui lo stato è l aggiunta baiea al vapoe, avemo: Stato liminae inteno Stato 1 int T T T T i a i e T T T T b c i e 1 T T T T a b i e Stato Stato 3 3 T T T T c d i e Stato 4 4 Td Tf Ti Te Stato liminae esteno ext Tf Te Ti Te Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

93 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Stato liminae inteno int T T T T i a i e Stato 1 1 T T T T a b i e 3 T T T T Stato Stato 3 c d i e Stato 4 4 Td Tf Ti Te Stato liminae esteno ext Tf Te Ti Te Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica T 0,19 0 5,5 i Ta C 1,8 T 0, ,7 a Tb C 1,8 T T T T b c b c i e 7 4,54 10 T T 0 5 0, 0C 1,8 1,0 Tc Td ,5C 1,8 T T 0, ,5 C 1,8 d f T T 0, ,8 C 1,8 f e

94 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Passiamo quindi al calcolo delle tempeatue alle intefacce T T,5 17,5C a i T T 0,7 15,8C b a T T 0,0 15,8C c b T T 19,5 3,7 C d c T T 0,5 4, C f d T T 0,8 5, 0C e f L ultimo calcolo, di fatto, è stato UNA VERIFICA. Infatti, la tempeatua dell ambiente esteno ea un dato noto in taccia Note le tempeatue di ogni faccia del muo, possiamo calcolae, in coispondenza di tale tempeatue, la pessione di satuazione del vapoe (p vs ). Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

95 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Nella paete a 4 stati (1,, 3 e 4) avemo: Ta Tb Intefaccia intena a 17,5C Intefaccia b 15,8C p (17,5 C) 1999Pa vsa p (15,8 C) 1794 Pa vsb pva vsa 1169Pa p p nocondensa pvb vsb va 1168Pa p p nocondensa vb Tc Td Tf Intefaccia c 15,8C Intefaccia d 3,7C Intefaccia estena f p (15,8 C) 1794 Pa vsc p ( 3,7 C) 448Pa 4, C p ( 4, C) 430Pa vsd vsd pvc pvd vsd 54Pa p p nocondensa vsc 45Pa p p nocondensa pvd vsd vc vd 41Pa p p nocondensa vd In nessuna intefaccia della paete si foma condensa intestiziale Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

96 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Anche in questo caso, pu con un diagamma di Glase non pefettamente in scala (non sono stati dati gli spessoi esatti agli stati), è comunque evidente che non si incociano le p v e le p vs e quindi non vi è fomazione di condensa intestiziale. LA PARETE E STATA RISANATA MEDIANTE AGGIUNTA DI BARRIERA AL VAPORE Si noti l abbattimento delle p v in coispondenza della baiea al vapoe!!!!! Come detto, peò, l uso di baiea al vapoe deve essee peò visto come soluzioni limite, da adottae solo come imedio in paeti esistenti. Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

97 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Positiva la veifica a condensa intestiziale, veifichiamo anche la bontà della paete ispetto alla fomazione di condensa supeficiale. In ealtà, tale veifica è già stata fatta (ed è positiva), in quanto all intefaccia a abbiamo già iscontato una p v minoe della p vs ). Pocediamo oa con il metodo altenativo di veifica. La calcolata tempeatua della faccia intena del muo (T a ) è 17,5 C. Alle condizioni intene (T i = 0 C e U.R. = 50%), sul diagamma psicometico leggiamo una tempeatua di ugiada pai a 1 C. Petanto, la tempeatua della supeficie intena della paete (17.5 C), ivolta veso la stanza, è sufficientemente calda e non povoca condensazioni supeficiali. ANCHE QUESTA VERIFICA E OVVIAMENTE SODDISFATTA. T =1 C Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica

98 Univesità degli Studi di Napoli Fedeico II - Coso di Studi in Scienze dell Achitettua Note conclusive Come detto in pecedenza, la legge italiana non impedisce in assoluto anche la minima fomazione di condensa intestiziale, ma ammette stuttue che inducano una minima condensazione, puché tale massa di acqua condensata sia ievapoabile in egime estivo. Petanto, appuata la fomazione di condensa intestiziale, il pogettista deve calcolae la massa di acqua condensata, con la seguente fomula: Fabizio Ascione Scaletta della lezione di Fisica Tecnica m g g ' '' co v v dove: m co è la potata massica di condensato, in kg/m. la diffeenza, in paentesi, ta i flussi di vapoe è appunto misua dell accumulo di acqua in paete. In paticolae, il pimo flusso è quello (g v) è quello che poviene dall ambiente inteno, mente il secondo (g v) è quello che si tasmette all esteno, al netto della quota condensata. La diffeenza ta i due è, appunto, la massa di acqua condensata in kg/(m s) sono i numei di secondi nel giono 60 è il numeo di gioni del peiodo invenale a ischio di condensa. Pe ogni tipologia di mateiale, accomandazioni del Comitato Temotecnico Italiano accomandano delle massime quantità ammissibili di condensa accumulabile. Deve isultae m co < m co-limite e comunque sempe non maggioe di 500 g/m. Tali agomenti saanno appofonditi in successive lezioni