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Analisi del rischio di muffa e condensa sui ponti termici, dalle verifiche di legge all’analisi numerica

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Problematiche legate all'insorgere di muffa e strumenti per la corretta progettazione dei ponti termici

L'insorgere di muffa e condensa in edifici esistenti o di nuova costruzione è una delle principali cause di contenzioso nel mondo edile. Nelle righe che seguono cercheremo di inquadrare le problematiche legate a questi fenomeni e presenteremo uno strumento per la corretta progettazione dei ponti termici.
 
 
Il rischio di condensazione superficiale
La formazione di condensa superficiale dipende da due fattori: la concentrazione di vapore contenuto nell'aria e la temperatura superficiale delle strutture interne dell'ambiente abitato. In altre parole la condensazione sulle pareti,  sui solai e nei giunti dei serramenti si verifica quando l'umidità dell'ambiente supera una certa soglia critica oppure quando la temperatura delle superfici scende sotto un determinato livello.
In condizioni "normali" sia l'umidità dell'ambiente che la temperatura superficiale interna delle strutture sono tali da non creare problemi di condensazione. Per capire cosa succede invece in condizioni "critiche" basta pensare a due situazioni molto frequenti nella vita di tutti i giorni: quando facciamo una doccia calda e quando prendiamo una bottiglia  fredda dal frigorifero.
Nel primo caso assistiamo alla formazione di condensa sulle superfici del bagno (lo specchio, le piastrelle, ecc.) perché con la nostra doccia abbiamo caricato di umidità l'aria dell'ambiente tanto che il fenomeno della condensazione si verifica anche su superfici a temperature elevate (sicuramente superiori a 20°C).
Nel secondo caso invece la condensa si verifica perché nonostante un normale livello di umidità, la temperatura della lattina è così inferiore della soglia critica tanto che l'aria quando ne lambisce la superficie rilascia istantaneamente il proprio carico di vapore "bagnando" la bottiglia.
Questo ci insegna che nei casi in cui si verifica il fenomeno ed escluso che esso dipenda da infiltrazioni d'acqua o da problemi di risalita capillare, le cause da ricercare per capire/risolvere il problema sono solo due: temperatura delle superfici e umidità dell'ambiente.
 

 
Fig. 1 e 2 - La formazione di condensa superficiale è un fenomeno con cui abbiamo a che fare nella vita di tutti i giorni: lo specchio appannato dopo la doccia, o la bottiglia "bagnata" appena presa del frigorifero. Questo fenomeno però non si deve verificare sulle superfici interne delle strutture opache, pareti e soffitti devono rimanere sempre asciutti.
 
Legge o norma, chi ha ragione?
Gran parte dei contenziosi legati a problemi di muffa e condensa negli edifici si giocano sull'interpretazione delle "regole d'arte" definite dalle leggi e norme degli ultimi 20 anni. Il problema è che da un lato la legge non ha previsto limiti da rispettare per un lungo periodo e tuttora non affronta in modo completo la materia, dall'altro le norme già dal 1999 suggerivano procedure di calcolo operative per evitare problemi di condensa e muffa negli edifici.
Infatti ancora oggi il Dlgs 192/05, Dlgs 311/06 e DPR 59/09 introducono indicazioni relative al controllo della condensa superficiale, ma  non affrontano il problema del controllo del rischio di muffa.
Entrando nel dettaglio vediamo che le indicazioni di legge impongono al progettista la verifica dell'assenza di formazione di condensa superficiale in condizioni interne fisse, ovvero 65%UR e 20°C e con queste ipotesi la formazione di condensa si verifica a partire da temperature inferiori a 13°C circa, come evidenziato dal diagramma psicrometrico riportato.
Le norme tecniche invece con la pubblicazione della UNI 10350:1999 e successivamente con la norma UNI EN ISO 13788:2003 prevedono oltre al controllo delle prestazioni igrotermiche (rischio di condensa superficiale e interstiziale) anche la verifica del rischio di muffa, ovvero il calcolo in condizioni di umidità relativa interna pari all'80%, e come si vede dal grafico in questo caso la temperatura critica minima si attesta intorno a 16°C circa.
Per numerose specie fungine e di muffe le condizioni ideali per proliferare non si manifestano a saturazione, ovvero con UR pari al 100%, ma mediamente a partire da condizioni che superano l'80%. Quindi immaginando un ambiente sano che nel tempo si avvicina alle condizioni critiche, prima noteremo la formazione di muffe sulle superfici termicamente più deboli e poi sulle stesse la formazione di condensa.
È proprio da questo dato che la norma tecnica propone il metodo per calcolare la soglia dall'allarme.
 

 
Fig. 3 - Diagramma psicrometrico: ogni punto del grafico rappresenta una determinata condizione di umidità relativa, umidità assoluta e temperatura. Dal diagramma si vede come partendo dalle condizioni indicate dalla legge (condizioni standard 65%UR e 20°C) e si interseca la linea corrispondente a UR 80% per una temperatura di circa 16°C e quella di UR 100% di circa 13°C. Queste rappresentano rispettivamente le due soglie critiche alle quali si verifica il rischio di formazione di muffa e di condensazione.
 
Il ponte termico, la verifica del punto più critico
Abbiamo visto che se la temperatura di una superficie a contatto con un ambiente a 20°C e con un'umidità relativa del 65% scende sotto la soglia dei 16°C e poi dei 13°C si incorre nel rischio che sulla stessa si verifichi la formazione rispettivamente di muffa e di condensa.
I ponti termici rappresentano "l'anello debole" dell'involucro in prossimità dei quali questi rischi sono più alti, ed è proprio in questi punti che andrebbero eseguite le verifiche igrotermiche previste, ma come sappiamo un conto è verificare una stratigrafia con elementi paralleli tra loro (cosa facile) un altro eseguire la verifica per un nodo architettonico con geometria variabile (cosa difficile).
 
Esiste un nuovo strumento distribuito da ANIT (http://www.anit.it/) che semplifica le operazioni di calcolo e consente di valutare singolarmente ogni nodo architettonico: si tratta della nuova versione di IRIS per l'analisi agli elementi finiti dei ponti termici in grado di:
1 - calcolare il rischio di muffa e condensa sulla superficie interna dei ponti termici;
2 - valutare il "peso" energetico di ogni ponte termico attraverso il calcolo del coefficiente lineico;
3 - disegnare la distribuzione di temperature e flussi sulla sezione del nodo analizzato.
 
L'analisi energetica di un ponte termico può essere eseguita attraverso diversi metodi più o meno sofisticati, con livelli di affidabilità differenti (dal 5 al 50%) secondo la norma UNI EN ISO 14683. Il software IRIS 2.0 implementa algoritmi per un calcolo numerico agli elementi finiti (conformi alla UNI EN ISO 10211:2008) che ottimizzano il risultato con un'affidabilità del ± 5%.
IRIS 2.0 contiene tutti i tipi di ponte termico previsti dalla norma UNI EN ISO 14683:2008 e altri necessari all'analisi dell'involucro nei casi più comuni e per ogni modello l'utente può modificare lo spessore della struttura e del materiale isolante e inserire i materiali necessari con le loro caratteristiche termiche.
 

 
Fig. 4 - Con IRIS 2.0 dallo schema dell'edificio è possibile individuare la categoria dei ponti termici e tra le casistiche proposte scegliere il caso più vicino al nodo da analizzare. I nodi disponibili sono tutti quelli della UNI EN ISO 14683 con l'aggiunta di altre configurazioni frequenti.
 
 
Illustriamo la procedura con un esempio: il primo passo è la selezione di  una località tra le province italiane, in modo da ottenere la temperatura media del mese più freddo, che verrà utilizzata come condizione al contorno per la superficie esterna (eventualmente modificabile) e la zona climatica per la verifica dei limiti di trasmittanza.
Occorre poi selezionare la categoria di ponte termico (pilastro, balcone, spigolo...) e tra le casistiche previste quella che meglio si avvicina al nodo da analizzare (isolamento interno, esterno, continuo, con interruzioni, ecc).
A questo punto è sufficiente indicare spessore e conduttività termica degli elementi che compongono il ponte termico e lanciare il calcolo, il risultato è rappresentato nelle figure che seguono.
La velocità di calcolo e la facilità nell'ottenere i risultati finali consentono un ampio uso del software, ad esempio
• per il calcolo del coefficiente lineico: corretta progettazione di edifici a basso consumo, verifiche Legge 10, certificazioni energetiche, detrazioni fiscali;
• per l'analisi del rischio di muffa e condensa: verifica legge 10 nazionale e regionale, casi di contenzioso, diagnostica e interventi sull'esistente;
• come supporto alla termografia: analisi e interpretazione termogrammi, realizzazione di termogrammi di riferimento, diagnosi energetica.
Maggiori informazioni sull'analisi dei ponti termici sono disponibili dal sito www.anit.it.
 
 
 
Fig. 5 - Distribuzione della temperatura nel nodo (a sinistra) e andamento del flusso (a destra). Il risultato è l'elaborazione agli elementi finiti effettuata con IRIS 2.0. Con queste informazioni è possibile calcolare il peso energetico del ponte termico e il rischio di condensazione nello spigolo.

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