Dossier tecnico

02.10.2014

La ventilazione degli edifici e il problema del controllo dell’umidità

La costruzione degli edifici negli ultimi anni sta vivendo una rivoluzione: le disposizioni legislative in materia di contenimento dei consumi di energia per la climatizzazione sono divenute via via sempre più restrittive. Per ottemperare alle nuove esigenze si è provveduto ad aumentare in misura significativa la coibentazione della struttura dell’edificio, spesso ricorrendo a soluzioni tipo “cappotto termico”; allo stesso modo si è affermato l’utilizzo di serramenti con ottima tenuta termica, ottenuta lavorando sia sui materiali che sul tipo di costruzione.
 
La ventilazione degli edifici e il problema del controllo dell’umidità
 
 

Perché diventa necessaria la ventilazione meccanica controllata?

Con l’edificio a “tenuta stagna” la qualità dell’aria negli spazi confinati si abbassa notevolmente, venendo a mancare un adeguato apporto di aria nuova dall’esterno.
Gli esseri umani trascorrono la maggior parte del loro tempo all’interno di spazi confinati (anche oltre l’80%). È quindi estremamente importante ai fini dell’esistenza stessa e della tutela della salute delle persone garantire una adeguata qualità dell’aria all’interno degli ambienti vissuti.

L’aria degli ambienti interni è “inquinata”, grazie alla stessa presenza dell’uomo; in essa ci sono inquinanti percepibili (es.: odori, fumo di tabacco, umidità,..) e altri inquinanti non percepibili (es.: radon, allergeni, VOC, batteri, muffe,…).

Ce n’è abbastanza per allarmarsi, ma non è tutto. È bene avere presente che una persona a riposo produce circa 18 l/h di CO2; altri processi che avvengono all’interno delle abitazioni (per esempio il fuoco dei fornelli a gas) accrescono questa produzione. In altre parole: la presenza e l’attività umana, oltre a fenomeni chimici legati ai materiali della costruzione, degli arredi e dell’abbigliamento, producono “inquinamento indoor”.

È dunque necessario, per ragioni di comfort e salubrità degli ambienti, realizzare una opportuna “ventilazione meccanica controllata” (acronimo: VMC). Con la ventilazione si provvede alla rimozione o alla diluizione degli inquinanti. Essa diventa quindi un fattore essenziale per la salubrità e il comfort (ragioni igieniche e di benessere).


Il problema dell’umidità

A quanto detto si deve aggiungere anche il problema dell’umidità, generalmente dovuta alle persone e alle attività connesse; si osservi che lo stile di vita sta accentuando questo problema: si pensi ad esempio alla necessità dell’asciugatura dei panni all’interno dell’abitazione.

Gli effetti che ne derivano sono assolutamente indesiderabili: l’umidità aumenta le trasmittanze delle pareti disperdenti (con conseguenti maggiorazioni degli sprechi energetici) e soprattutto può generare fenomeni di condensazione interstiziale (con danneggiamenti dei materiali delle costruzioni) o condensazioni superficiali: queste si evidenziano in maniera netta con muffe visibili. Le conseguenze sono:


• Degrado degli ambienti;
• Emanazione di odori sgradevoli;
• Alterazione dell’aspetto dei locali;
• Formazione di allergeni, con conseguenze per la salute delle persone.

Per capire meglio l’entità del fenomeno è opportuno osservare la quantità di vapore che può essere prodotta all’interno degli ambienti. Una persona, in condizioni di riposo, produce circa 55 g/h di vapore (in condizioni d moderata attività 70-­‐90 g/h); la cottura dei cibi, ottenuta con combustione di gas, libera circa 800 g di vapore ogni m3 di gas bruciato; la pulizia personale genera (nel periodo di tempo in cui si effettua) circa 200 g/h per persona; ulteriori contributi di umidità provengono dall’utilizzo di ferri da stiro a vapore, dal lavaggio delle stoviglie e della biancheria, dalla possibile presenza di asciugabiancheria, ecc. Tutto ciò significa che la quantità di umidità prodotta negli ambienti di una famiglia media può facilmente superare i 10 litri di acqua al giorno.

Il controllo dell’umidità

Ma il problema principale è senza dubbio il controllo dell’umidità.
La ventilazione apporta sempre dei benefici riguardo all’influenza dell’umidità in ambiente, ma in forma molto diversa a seconda della stagione e della situazione climatica in cui ci si trova ad operare:

• Durante l’inverno la ventilazione contribuisce alla deumidificazione ambiente;
• Durante l’estate l’aumento del movimento dell’aria favorisce lo smaltimento termico del corpo umano e favorisce l’evaporazione creando una sorta di raffrescamento a livello cutaneo.

Umidità in inverno

È risaputo che in inverno si soffre generalmente di secchezza dell’aria ambiente, che alla temperatura di comfort di 20 °C presenta normalmente umidità relativa inferiore al 40%, ma spesso inferiore anche al 30% (meno di 5,5 o poco più di 4 grammi di vapore per kg di aria secca): questa secchezza è causa di discomfort e favorisce l’insorgere di disturbi di salute (raffreddore e altri tipici disturbi stagionali).

Nei diversi locali di un’abitazione le persone soggiornano per limitati periodi di tempo nel corso della giornata, mentre invece nelle camere da letto (spesso di volumetria limitata) le persone ci stanno per periodi prolungati, mediamente 7 o 8 ore per notte. Come si comporta l’umidità in questi ambienti?

Si analizzi con la figura (Figura 1) il bilancio igrometrico:

La Figura 1 illustra una situazione invernale: l’aria prelevata dall’esterno è generalmente “secca” (4÷8 g di vapore per kg di aria secca, spesso anche meno) e contribuisce a bilanciare la produzione endogena di umidità, che viene evacuata con l’espulsione verso l’esterno dell’aria esausta.

 
  La ventilazione degli edifici e il problema del controllo dell’umidità

FIGURA 1

Un’analisi del bilancio igrometrico permette di simulare le condizioni reali, e di valutare il contenuto di umidità dell’aria ambiente in diverse situazioni reali. All’interno dell’abitazione, nei locali soggiornati saltuariamente di solito, la produzione di vapore non raggiunge valori critici, salvo eccezioni localizzate e di breve durata (stanza da bagno, doccia, stireria, ecc.).

Ma proviamo ad osservare le camere da letto: una stanza dove 2 persone soggiornano per 7÷9 ore continuativamente. Il metabolismo del corpo umano determina una produzione di vapore, anche in assenza di attività fisica, che si stima in 50-­‐60 g/h per persona; è evidente che nella stanza chiusa, in assenza di ricambio d’aria, l’umidità interna tende ad aumentare.

Possiamo illustrare sul diagramma psicrometrico due simulazioni-­‐tipo, ottenute con due diverse condizioni di tasso di rinnovo d’aria.

Prima simulazione: camera da letto con 2 persone, rinnovo aria 0,5 vol/h (Figura 2):

Commento: l’umidità ambiente si attesta a regime a valori superiori al 60% U.R., non bassa ma tollerabile.

 
  La ventilazione degli edifici e il problema del controllo dell’umidità

FIGURA 2

 

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