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Abitazione nella stagione fredda - Produzione di vapor d’acqua

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Academic year: 2021

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(1)

Termoigrometria

Massimo Garai

DIN - Università di Bologna

http://acustica.ing.unibo.it

(2)

Abitazione nella stagione fredda - Produzione di vapor d’acqua

Esistono vari meccanismi di produzione di vapor d’acqua nell’ambiente interno:

– respirazione e sudorazione delle persone

– processi come cottura cibi, lavaggio pavimenti,

lavaggio biancheria, uso bagni, ecc.

(3)

Produzione di vapore - Valori tipici

Attività Vapore, g v /h

Fornello a gas 5 cm 100

Fornello a gas 9 cm 200

Fornello a gas 16 cm 400

Pentola 20 cm in ebollizione - scoperta 900 Pentola 20 cm in ebollizione - coperta 350

Doccia calda 2000

Bagno caldo in vasca 300

Panni stesi 5 kg a 20 °C e 40% U.R. 200

Persona a riposo 50

(4)

Abitazione nella stagione fredda - Smaltimento del vapor d’acqua

 Ricambio d’aria

– valutabile in 0,8 volumi/h

– vapore allontanato: 2-4 g/m 3 di alloggio – meccanismo principale

 Condensazione su superfici fredde

– sulle vetrate: solo volano equilibratore

– su superfici opache: formazione di muffe (per φ≥0,80)

e degrado fisico di materiali sensibili e degrado delle

(5)

Ponti termici e condensa

(6)

Migrazione del vapor d’acqua attraverso le strutture edilizie

 Cause

– gradienti di pressione in materiali porosi

– gradienti di pressione nell’acqua soggetta a capillarità – gradienti di pressione osmotica dovuta ai sali disciolti – gradienti di pressione dovuti a gradienti termici

– gradienti di pressione parziale nella fase vapore – forza di gravità

 Trasporto in fase liquida

(7)

Smaltimento del vapor d’acqua

Smaltimento vapor d’acqua

Ricambio d’aria

Passaggio attraverso l’involucro

edilizio

In fase vapore

In fase liquida

(8)

Legge di Fick

 Lastra piana seminfinita di materiale omogeneo isotropo, di area frontale S e spessore s

 Se p v1 > p v2 il vapore fluisce spontaneamente dalla faccia 1 alla faccia 2

p v1 p v2

p vi p ve

(9)

Legge di Fick

 Regime stazionario

 λ indipendente da φ

 δ v indipendente da T

 T indipendente da r (calore latente)

 Si trascurano:

– trasporto di vapore in fase liquida – igroscopicità dei materiali

– solubilità in acqua di sali

(10)

Legge di Fick

 In analogia con la legge di Fourier

 Si pone per il flusso di vapor d’acqua

(11)

Parametri caratteristici

 Permeabilità al vapor d’acqua

 Resistenza (specifica) al flusso di vapor d’acqua

(12)

Parametri caratteristici

 Permeabilità al vapor d’acqua dell’aria

 Fattore di resistenza adimensionale

(13)

Resistenze liminari

 Per il flusso di calore

 Per il flusso di vapor d’acqua

(14)

Resistenza globale al flusso di vapor d’acqua

p vi p v1 p v2

r i r v

p ve r e

p vi

(15)

Resistenza (specifica) globale al

flusso di vapor d’acqua

(16)

Valori tipici

Materiale δ v ·10 9 kg v /(m·h·Pa)

Aria 680 1

Calcestruzzo armato 14 50

Intonaco di gesso 85 8

Mattoni pieni 65 10

Blocchi cementizi 75 9

(17)

Legge di Fick e permeanza

In analogia con la legge

Si pone

Definendo la permeanza al vapor d’acqua

(18)

Permeanza al flusso di vapor

d’acqua

(19)

Condensazione superficiale

 Avviene quando la temperatura della superficie interna di una facciata è uguale o inferiore alla temperatura di

rugiada dell’aria interna

p = 101 325 Pa

2 1

(20)

Condensazione interstiziale Diagramma di Glaser

p [Pa]

p s

p v condensa

(21)

Diagramma di Glaser

1. Andamento della temperatura, note T i e T e

(22)

Diagramma di Glaser

1. Andamento della temperatura, note T i e T e

(23)

Diagramma di Glaser

2. Andamento della pressione di saturazione,

utilizzando le tabelle del vapor d’acqua

(24)

Diagramma di Glaser

3. Andamento della pressione parziale del vapor d’acqua

3a. Segmento singolo

(25)

Diagramma di Glaser

3b. Poligonale

(26)

Diagramma di Glaser

Quando la curva di p v incrocia quella di p s si ha la formazione di condensa

Flusso di vapor d’acqua entrante

(27)

Diagramma di Glaser

Flusso di vapor d’acqua uscente

Flusso condensato

(28)

Diagramma di Glaser

Quantità di condensato (in d giorni) per unità di superficie

Quantità di condensato (in d giorni) totale

(29)

Quantità limite di condensa alla fine del periodo di condensazione

(da UNI EN ISO 13788)

Materiale Densità ρ, kg/m 3 G max /V, g/m 3

Laterizi 600 - 2000 500

Calcestruzzi 400 - 2400 500

Legnami e derivati 500 - 800 30·ρ·s

Intonaci e malte 600 - 2000 30·ρ·s

Fibre minerali 10 - 150 5000·ρ·s[λ/(1- 1,7λ)]

Materie plastiche cellulari

10 - 80 5000·ρ·s[λ/(1-

1,7λ)]

(30)

Contenuto critico di umidità (da UNI EN ISO 13788)

Materiale Contenuto critico di

umidità, kg/m 3 Calcestruzzo autoclavato

aerato

120

Mattone 60 - 130

Malta cementizia 180

Calcestruzzo 125

(31)

Barriera al vapore

p [Pa]

p s

p v condensa

Posta sulla “faccia calda” dell’isolante termico per bloccare il flusso di vapore all’interno della struttura

con barriera

al vapore

(32)

Materiali per barriera al vapore

Materiale δ v ·10 9 kg v /(m·h·Pa)

Bitume 11·10 -3 6·10 4

Polietilene 0,1 mm 17·10 -3 0,4·10 5

Polietilene 0,3 mm 5·10 -3 1,2·10 5

(33)

Materiali per barriera al vapore

Polietilene Guaina

bituminosa Alluminio

(34)

Termoigrometria Fine

Massimo Garai

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