Capitolo 2. Un caso studio: la masseria Sant’Agapito.
2.9 Diagnosi energetica sul campo
La certificazione energetica rappresenta, in realtà, la conclusione di un lungo ed articolato percorso di reperimento e studio di dati inerenti al comportamento energetico, utili a qualificare un edificio. In genere tali dati vengono desunti dai capitolati e dai progetti dell’edificio (incluse modifiche, ristrutturazioni, manutenzioni), dai riferimenti standard delle normative tecniche (banche dati, abachi, manuali), da attività di metering e monitoraggio dei consumi (cfr. par. 4.2), oppure ancora, da indagini in situ e prove diagnostiche. D’altra parte la diagnosi energetica sul campo, che prevede l’analisi strumentale, di tipo qualitativo o quantitativo, delle caratteristiche e delle patologie dell’edificio, non è finalizzata alla sola certificazione, rilevando tutte quelle informazioni che non è possibile ricavare da altre fonti e confrontando i valori dichiarati o tabulati con quelli effettivamente misurati.
L’indagine diagnostica può distinguersi in una fase di campagna diagnostica ad ampio spettro, condotta generalmente per identificare lo stato di fatto ed eventualmente supportare la pianificazione di interventi, ed una fase di indagine dettagliata su patologie e difetti già noti o identificati. Gli obiettivi sono molteplici, dai rilievi fotografici e geometrici (dimensioni, spessori,
localizzazioni), a quelli strutturali, dall’analisi tecnologica dei materiali a quella funzionale, nonché alla raccolta delle opinioni degli utenti4, specie per edifici di uso collettivo come nel caso di un b&b o di un agriturismo. La misurazione dei parametri caratteristici d’involucro, degli scambi termici e della permeabilità all’aria dello stesso, e, in genere dell’ergonomia degli ambienti5, può essere condotta con indagini distruttive o non distruttive, a seconda delle necessità e delle condizioni.
Una delle prove invasive, benché facile da realizzare, è l’analisi endoscopica, che necessita l’esecuzione di un foro passante di 4-6mm sulla parete oggetto di studio al fine di inserire la sonda endoscopica a fibre ottiche. Tale strumento consente di valutare gli spessori stratigrafici, la consistenza, la densità effettiva e lo stato di conservazione. Per la determinazione del contenuto di umidità serve anche il prelievo di un campione da laboratorio. Dalla conoscenza dello spessore e della conduttività di ogni singolo layer è possibile ricavare la resistenza Ri = si/λi (e la conduttanza che ne è il reciproco).
Il valore della trasmittanza U si ottiene di conseguenza aggiungendo le resistenze superficiali definite dagli standard nazionali. Essendo noti in questo in caso i parametri di caratterizzazione (s, λ, ρ, U) delle pareti è stata evitata l’esecuzione della prova endoscopica.
Un’altra prova per la corretta determinazione del valore di trasmittanza U di un componente opaco è la prova con termo flussimetro, parzialmente invasiva a causa dell’uso della pasta conduttiva, che lascia inevitabilmente traccia sulle murature. Il termoflussimetro è costituito da una lastra solitamente in gomma, dotata di termocoppia differenziale (un avvolgimento di fili in rame e costantana
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Mediante indici normalizzati, come ad esempio il PMV o il PPD, si tenta di definire espressioni depurate dal carattere fortemente soggettivo a cui sono legate le opinioni personali, rendendo tali indici rappresentativi di un determinato parametro, ad es. il comfort termoigrometrico.
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La misurazione dei parametri microclimatici e dell’ergonomia termica prevede l’impiego di dispositivi e strumenti (termometri, sensori, anemometri, psicrometri, globo termometri, radiometri, etc.) il cui elenco, con le caratteristiche di tutta la strumentazione, è fornito nella norma UNI EN ISO 7726. Le grandezze fisiche misurabili sono: la temperatura, l’umidità assoluta (o titolo) e la velocità dell’aria, la temperatura e la temperatura media radiante delle superfici delle pareti, la composizione e la qualità dell’aria negli ambienti (IAQ).
con diametro inferiore a 0,25mm, come da UNI EN 1934) con le giunzioni distribuite su entrambe le superfici della lastra. Misurando con un voltimetro la differenza di potenziale ai capi dell’avvolgimento, direttamente proporzionale alla differenza di temperatura (almeno 10°C), si ha, con adeguato fattore di scala e sfruttando la relazione di Fourier, un’indicazione sul flusso termico attraverso la parete (considerati gli scambi convettivi e radianti). Dal rapporto fra il flusso passante nell’elemento e la differenza di temperatura superficiale interna ed esterna si ottiene la conduttanza e quindi la trasmittanza U. Tale valore tuttavia non è preciso ma rappresenta una media progressiva ottenuta da varie osservazioni (la prova deve durare almeno 72 ore, ad intervalli di 24 ore, come prescritto nella norma ISO 8301, fino alla convergenza asintotica dei risultati) e generalmente può non essere quello usato nei calcoli di dispersione termica (ricondotto alle condizioni al contorno), dipendendo il primo dalle condizioni di misura. Peraltro la stabilizzazione di tali condizioni (in particolare equilibrio igrometrico e termico, omogeneità e planarità del provino, assenza di irraggiamento diretto, monodirezionalità del flusso) rappresenta un fattore critico per l’esecuzione della prova, che in questo caso non è stata condotta.
Alla prova con termoflussimetro spesso si fa precedere una prova termografica, ed eventualmente quella endoscopica. L’indagine termografica, utile per evidenziare irregolarità macroscopiche, consiste nella determinazione della temperatura superficiale degli elementi d’involucro attraverso la misurazione della temperatura apparente di radiazione per mezzo di un sistema sensibile alla radiazione infrarossa. La termocamera è composta da un sensore di radiazioni infrarosso operante con lunghezza d’onda maggiore di 2µm e risoluzione di 0,1°K, un dispositivo con il quale rendere l’immagine ed uno per la registrazione dei dati. Il sistema deve essere conforme alle normative, posizionato ed utilizzato in accordo con le istruzioni fornite dal produttore e sotto determinate condizioni di prova (strutture non esposte alla radiazione diretta, temperature di regime costanti e salto termico fra interno ed esterno superiore ad almeno 10°C, regime permanente di pressioni).
L’interpretazione dei dati di distribuzione della temperatura è utilizzata per individuare irregolarità termiche dovute a difetti di isolamento e presenza di ponti termici, presenza di umidità, infiltrazioni di aria, perdite degli impianti, estensione dei difetti. Considerando contorni e forma delle zone più calde o di quelle più fredde, le differenze di temperatura superficiale, le discontinuità e l’uniformità delle zone stesse, si possono facilmente individuare difetti che mostrano forme caratteristiche nell’immagine termica (come appunto ponti termici e discontinuità costruttive, zone umide, difetti d’isolamento). Le tipologie di difetti devono essere identificate anche con metodi complementari ed esaminate ulteriormente per verificare il reale grado di importanza e pianificare gli interventi da eseguire. Gli esiti della prova condotta devono essere elaborati (mediante software o altri strumenti) e presentati nel report della diagnosi in sito, che deve contenere, oltre ai dati relativi all’edificio, agli elaborati grafici e fotografici, alle schede tecniche e alle certificazioni dei materiali, le condizioni di svolgimento e le variazioni avvenute durante la prova, i risultati e le relative incertezze/tolleranze, le valutazioni finali ed ogni altra valida indicazione.
Nel caso in esame, la prova termografica, eseguita in data 09/03/2012 alle ore 17:30 circa, con impianto di riscaldamento funzionante a regime e temperatura interna di circa 20°C, e successivamente ripetuta, ha prodotto i risultati contenuti nell’Allegato 2.8, da cui è immediato trarre le seguenti conclusioni:
1. l’involucro non presenta eccessive dispersioni termiche e mostra un comportamento piuttosto uniforme (temperatura superficiale esterna compresa tra 6 e 7°C circa). Ciò è dovuto da un lato alla struttura portante in muratura massiccia e dall’altro all’impiego del tufo (foto 9, 10 e 11); 2. le dispersioni termiche maggiori sono localizzate in corrispondenza di
porte, balconi e finestre, il cui spettro rivela una temperatura di 9°C con zone che arrivano a superare i 10°C (foto da 3 a 8);
3. i ponti termici in corrispondenza di spigoli e solai hanno un comportamento sufficientemente buono, con differenze di temperatura superficiale di soli 1-2°C rispetto alla parete continua. Anche ciò è
riconducibile principalmente alla struttura in muratura massiccia (foto 12, 13 e 14);
4. le finestre mostrano dall’interno un buon livello di isolamento per l’infisso in legno ma una scarsa tenuta all’aria dello stesso, con infiltrazioni di aria fredda ben visibili sul contorno. Anche il vetro, la cui temperatura superficiale interna è localmente inferiore anche ai 17°C, mostra una trasmittanza elevata, trattandosi in effetti di un vetro singolo (foto 17); 5. i ponti termici in corrispondenza degli spigoli di parete e solaio
comportano una temperatura superficiale significativamente inferiore a quella di parete esclusivamente per quanto concerne le facciate esposte a nord. Ciò lascia il sospetto di una possibile formazione di condensa, cosa del resto testimoniata dall’insorgere,anche nel recente passato, di piccole macchie di umidità con formazione di muffe (foto da 18 a 26);
6. sul solaio di copertura, benché evidenti (foto 27, 28 e 29), le tracce in corrispondenza delle travi non suscitano preoccupazioni. Il solaio stesso mostra un buon grado di isolamento (temperatura superficiale 16-17°C).
Tra le norme utili all’attività di diagnosi, infine, si richiamano: • UNI TS 11300-1
• UNI 10351:1994 “Materiali da costruzione. Conduttività termica e permeabilità al vapore.”
• UNI 10355 “Murature e solai. Valori della resistenza termica e metodi di calcolo.”
• UNI EN 12524:2001 “Materiali e prodotti per l’edilizia-proprietà igrometriche-valori tabulati di progetto.”
• UNI 14683 “Ponti termici in edilizia-coefficiente di trasmissione termica lineica-metodi semplificati e valori di riferimento.”
• UNI EN 10211-1-2 “Ponti termici in edilizia-flussi termici e temperature superficiali-metodi generali di calcolo.”
• UNI 1745 “Muratura e prodotti per muratura-metodi per determinare i valori terici di progetto.”
• UNI EN 6946:2008 “Componenti ed elementi per edilizia-resitenza termica e trasmittanza termica-metodo di calcolo.”
• UNI 10077-1-2 “Prestazione termica di finestre, porte e chiusure-calcolo della trasmittanza termica-metodo semplificato e metodo numerico per i telai.” • UNI EN 15251 “Criteri per la progettazione dell’ambiente interno e per la
valutazione della prestazione energetica degli edifici in relazione alla qualità dell’aria interna, all’ambiente termico, all’illuminazione e all’acustica.”
• UNI EN 1934:2000 “Determinazione della resistenza termica per mezzo del metodo della camera calda con termoflussimetro Muratura.”
• UNI 9252:1988 “Rilievo ed analisi qualitativa delle regolarità termiche negli involucri degli edifici. Metodo della termografia all’infrarosso.”
• UNI EN ISO 10012:2004 “Sistemi di gestione della misurazione-requisiti per i processi e le apparecchiature di misurazione.”
• UNI EN ISO 6946:1996 “building components and building components- Thermal resistence and thermal trasmittance-Calculation method.”
• UNI EN ISO 8990 “Determinazione delle proprietà di trasmissione termica in regime stazionario. Metodo della termografia all’infrarosso.”
• UNI EN 13187:2000 “Prestazione termica degli edifici-Rivelazione qualitativa delle irregolarità termiche negli involucri edilizi-Metodo all’infrarosso.”
• ISO 9869:1994 “Thermal insulation-Building elements.”
• UNI CEI EN IS/IEC 17025 e UNI CEI ENV 13005 per la taratura degli strumenti di misura. • UNI EN ISO 7726. • UNI EN ISO 9251. • UNI EN ISO 9288. • UNI EN 9346. • UNI EN 12207. • UNI 10351. • UNI 7345.