Metodo di Glaser

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Metodo di Glaser

Università degli Studi di Bologna
Facoltà di Ingegneria
Dipartimento di Ingegneria Energetica, Nucleare e del Controllo
Ambientale
(D.I.E.N.C.A.)
RELAZIONE TECNICA
Verifica termoigrometrica pannelli Nidyon:
condensazione interstiziale secondo UNI EN ISO 13788
Committente: NIDYON COSTRUZIONI S.R.L., via del Gelso, 13, Santarcangelo
di R. (RN)
Bologna, 5 Settembre 2007
Introduzione
Per la progettazione di strutture perimetrali edilizie la condensazione interstiziale è un
fenomeno da scongiurare in quanto provoca rischi di danneggiamento igrometrico delle
strutture stesse con conseguente degrado dei materiali, riduzione del grado di isolamento,
migrazione dei sali e formazione di efflorescenze. Tale fenomeno risulta dipendente, oltre che
dalle caratteristiche termofisiche e geometriche delle strutture perimetrali degli edifici, anche
dalle condizioni termoigrometriche dell’ambiente sia interno (impianto e gestione delle
condizioni di confort interno da parte degli occupanti) che esterno (condizioni climatiche della
zona considerata). Questo sottolinea come la predisposizione di una parete alla formazione di
condensa al suo interno non dipende solo da come la parete è realizzata ma anche dal tipo di
impianto, dalla gestione del confort interno e dalla zona in cui la parete è installata.
Al fine di testare il comportamento delle tipiche strutture perimetrali realizzate da Nidyon si è
condotta un’analisi specifica sul rischio di condensazione interstiziale associato ad ogni
struttura.
Per fare ciò sono stati utilizzati diversi metodi di calcolo al fine di simulare il comportamento
della struttura in merito alla diffusione del vapor acqueo durante la stagione estiva e invernale.
In questo modo per ogni struttura è stato studiato il rischio di condensazione interstiziale
durante la stagione invernale e la capacità di evaporazione della condensa nel periodo estivo. I
metodi di calcolo utilizzati sono conformi a quanto indicato nella norma UNI EN ISO 13788. Lo
studio è stato finalizzato all’indagine degli effetti sulla condensazione del vapore delle
discontinuità legate alle proprietà dei materiali che compongono la parete e degli effetti legati
alla geometria degli strati. Tutto ciò è stato effettuato al fine di suggerire al produttore quelle
strategie che consentono di minimizzare i rischi di condensazione interstiziale in tutte le
strutture analizzate.
Verifica della Condensa Interstiziale
Il Dlgs311/06 prevede la verifica delle strutture perimetrali esterne ai fini della condensazione
interstiziale nei casi riportati nella Tabella 1 tratta dalla sintesi del Decreto fatta da Anit
(www.anit.it). Nelle casi corrispondenti alle celle della Tabella 1 in cui compare la lettera D la
verifica della struttura ai fini della condensazione è ritenuta obbligatoria. Come si può
osservare tale verifica è obbligatoria per tutte le tipologie di edificio da E.1 a E.7 (ad esclusione
dei fabbricati industriali E.8) nel caso di edifici di nuova costruzione, ristrutturazioni integrali e
ampliamenti di volumetria.
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Tabella 1 – Verifiche previste dall’Allegato I (art.3) del DL 311/06 [1].
Il DL 311/06 richiede di verificare per tutte le pareti opache l’assenza di condensazioni
superficiali e che la presenza di condensazioni interstiziali siano limitate alla quantità
rievaporante secondo la normativa vigente UNI EN ISO 13788. Nel caso in cui il valore di
temperatura interno e del grado igrometrico non sia noto il DL 311/06 consiglia di adottare
Tint=20°C e UR=65% nelle verifiche.
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Condensazione interstiziale: metodo di calcolo
Tra le verifiche da svolgere in sede progettuale per valutare il rischio di condensa in una
struttura il metodo di Glaser rappresenta sicuramente lo strumento più utilizzato per lo studio
del comportamento igrometrico delle strutture relativamente alla formazione di condensa
interna. Le ipotesi semplificative su cui esso si basa sono comunque piuttosto pesanti e solo
una loro attenta analisi può portare ad una esatta valutazione dei suoi limiti d’impiego come
ben evidenziato dalla norma UNI EN ISO 13788. Il metodo di Glaser comunemente usato
anche dai software per il dimensionamento degli impianti di riscaldamento e per la stesura
della relazione tecnica di accompagnamento (ex Relazione Legge 10) è un metodo applicabile
solo a strutture piane monodimensionali ovvero costituite da una successione di strati di
diversi materiali di spessore costante. L’uso di tale metodo per la simulazione del
comportamento igrometrico delle strutture tipiche di produzione Nidyon presenta delle
limitazioni in quanto tali strutture non si prestano ad essere schematizzate come pareti
monodimensionali:
si
pensi
ai
connettori
metallici
che
attraversano
le
sezioni,
alla
conformazione dell’isolante (a superficie ondulata per motivi strutturali) etc..
Per questo motivo, in questo lavoro si è deciso di simulare il comportamento delle pareti
Nidyon andando sia ad utilizzare il metodo di Glaser come indicato dalla norma UNI EN ISO
13788 sia attraverso l’utilizzo di una estensione del metodo di Glaser che permette lo studio
del
fenomeno
della
diffusione
del
vapore
in
strutture
edilizie
bi-dimensionali.
Tale
generalizzazione, Metodo di Glaser Generalizzato Bidimensionale (MGGB) è stata implementata
in un software commerciale per lo studio dei fenomeni di trasporto così da rendere possibile lo
studio dei fenomeni di condensa all’interno di strutture piane multistrato con una qualsiasi
geometria degli strati. Mediante il Metodo di Glaser Generalizzato Bidimensionale (MGGB) è
possibile verificare quanto succede dal punto di vista fisico all’interno di una parete quando, a
seguito di un gradiente di pressione parziale del vapore tra le facce estreme della parete, una
certa quantità di vapore acqueo attraversa la parete stessa per pura diffusione attraverso i
materiali. Ciò permette l’esatta valutazione delle zone della struttura bidimensionale in cui il
rischio di formazione di condensa è più elevato.
L’individuazione delle zone in cui la condensazione interstiziale è più probabile viene effettuata
andando a verificare in quali punti della struttura la pressione parziale del vapore acqueo
risulta inferiore alla pressione di saturazione del vapore calcolata alla temperatura locale; è
noto infatti che nei punti in cui la pressione parziale supera quella di condensazione si può
verificare la formazione di un fronte di condensazione.
Il metodo UNI EN 13788
La norma UNI EN ISO 13788 propone una verifica del rischio di condensazione basata sul
metodo grafico di Glaser.
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La portata di vapore che attraversa una parete multistrato formata da N materiali, in assenza
di condensazione, si può esprimere come segue attraverso la legge di Fick:
gv =
p vi − p ve
N s
j
∑δ
j =1
(1)
j
In cui δj indica la permeabilità al vapore dello strato j-esimo e sj è lo spessore dello strato jesimo.
La norma UNI EN ISO 13788 indica con zj la resistenza alla diffusione del vapore del materiale
j-esimo definita come:
zj =
sj
δj
Un modo equivalente per esprimere la resistenza di un materiale è il seguente:
zj =
sj
δj
=
μ jsj
δ0
in cui si è posta la resistenza dello strato j-esimo pari a:
δj =
δ0
μj
dove δ0 è la permeabilità dell’aria al vapor d’acqua (δ0=2*10-9 Kg/msPa) così che ad ogni
materiale rimane associato un diverso valore di μ. Ciò contribuisce ad aumentare la confusione
sulle grandezze fisiche in gioco così che si è deciso di utilizzare nei calcoli che verranno
presentati in questa relazione il concetto di resistenza e quello di permeabilità associato ai
singoli materiali.
Il metodo di Glaser consiste nel ricostruire l’andamento della temperatura all’interno della
sezione trasversale della struttura e quindi della pressione di saturazione dell’acqua all’interno
dell’elemento opaco. Andando a confrontare localmente il valore della pressione di saturazione
con il valore della pressione parziale del vapore calcolata nelle interfacce dei vari strati
applicando la legge della diffusione di Fick (Eq.(1)) ad ogni strato. La norma UNI EN ISO 13788
prevede che la verifica della condensazione venga effettuata su base mensile andando a
valutare la quantità di vapore che mensilmente si forma o evapora dalla struttura.
La parete è dichiarata esente da fenomeni di condensazione interstiziale se non si verificano
fenomeni di condensazione in nessun mese dell’anno. Ai fini di quanto disposto dal DL311/06
la verifica di una struttura opaca alla condensazione interstiziale può dirsi superata qualora,
anche nel caso di formazione di condensa in alcuni mesi dell’anno, la massa d’acqua
condensata riesce ad evaporare completamente durante i mesi più caldi.
Al contrario, se la condensa non è in grado di evaporare completamente durante i mesi caldi la
verifica della parete deve essere dichiarata non superata.
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La verifica secondo la metodologia descritta nella norma UNI EN ISO 13788 è stata effettuata
secondo due distinte modalità:
1. Si è dapprima proceduto ad una verifica su base “stagionale” del comportamento delle
strutture opache sotto esame. In questo tipo di verifica si sono assunte come condizioni
esterne ed interne (in termini di temperatura ed umidità relativa) le condizioni medie
dedotte sulla base dei dati climatici riportati nella norma UNI 10349 per la località di
Bologna. Questa prima analisi ha permesso di mettere in luce quali strutture presentano
maggiore criticità dal punto di vista della formazione di condensa durante il periodo
invernale
2. Per le strutture più critiche si è andati ad effettuare una analisi “mensile” della massa
condensata ed evaporata sulla base di quanto indicato dalla UNI EN ISO 13788. Tale
calcolo di dettaglio ha permesso di evidenziare le modalità secondo cui avviene durante
l’anno il deposito di condensa e la successiva rievaporazione
Il metodo MGGB
Il metodo MGGB che è stato sviluppato permette di individuare le zone in cui il fenomeno della
condensazione interstiziale si verifica all’interno di una sezione qualsiasi di cui sia nota la
geometria e la successione dei materiali utilizzati.
Questo metodo permette il controllo degli effetti delle discontinuità legate alle diverse proprietà
di diffusione che contraddistinguono i materiali che compongono la parete e delle discontinuità
geometriche sul rischio di condensazione interstiziale del vapore acqueo.
Le ipotesi semplificative su cui si basa il Metodo di Glaser Generalizzato Bidimensionale
(MGGB) utilizzato in questo lavoro sono le seguenti:
1. La parete si trova in condizioni termo-igrometriche stazionarie;
2. la parete è inizialmente asciutta;
3. i materiali che compongono la parete non sono igroscopici;
4. il trasferimento di vapore attraverso la parete avviene per pura diffusione secondo la
legge di Fick del trasporto di massa;
5. il valore di permeabilità di ogni singolo materiale componente la parete è indipendente
dalla temperatura ed assunto costante;
6. l’effetto di inerzia termica e igrometrica dei materiali da costruzione impiegati è
trascurato;
7. il calore latente di evaporazione e condensazione è supposto nullo e quindi non
influenza lo stato termico della struttura.
Il procedimento seguito per la verifica del rischio di condensazione interstiziale è il seguente:
1. Si risolve numericamente il problema della diffusione del calore per conduzione nella
parete retto dalla seguente equazione:
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λi ∇ 2 T = 0
in cui λi è la conducibilità termica del materiale i-esimo presente nella struttura. La
soluzione di questa equazione è ottenuta mediante il metodo degli elementi finiti. Nel
punto di passaggio da un materiale all’altro (punto p) viene imposta la continuità della
temperatura e l’uguaglianza del flusso termico:
⎧T p − = T p +
⎪
⎨
⎪⎩λi ∇ T p − = λk ∇ T
p+
La soluzione di questo problema fornisce la distribuzione di temperatura bidimensionale all’interno della struttura T(x,y).
2. Si calcola la distribuzione bi-dimensionale della pressione di saturazione locale del vapor
d’acqua psat(x,y). Tale valore rappresenta il valore limite superiore che la pressione
parziale può raggiungere puntualmente. La pressione di saturazione è calcolata in
funzione del valore locale della temperatura mediante la seguente relazione:
⎛
4030.183 ⎞
⎟
p sat ( x, y ) = 1000 exp⎜⎜16.6536 −
T ( x, y ) + 235 ⎟⎠
⎝
3. Si risolve numericamente il problema della diffusione del vapore nella parete retto dalla
seguente equazione:
∇2
pv
=0
T
per tutti i materiali presenti nella struttura. La soluzione di questa equazione è ottenuta
mediante il metodo degli elementi finiti. Nel punto di passaggio da un materiale all’altro
(punto p) viene imposta la continuità della pressione parziale e l’uguaglianza del flusso
di massa:
⎧ pv p − = pv p +
⎪
⎨
⎪⎩δ i ∇ pv p − = δ k ∇ p v
p+
in cui δi è la permeabilità al vapore del materiale i-esimo. La soluzione di questo
problema fornisce la distribuzione della pressione parziale del vapore all’interno della
struttura pv(x,y).
4. Si calcola punto per punto la differenza tra la pressione parziale e la pressione di
saturazione:
Δ( x, y ) = p sat ( x, y ) − pv ( x, y )
I punti della sezione a cui rimane associato un valore di Δ minore di zero costituiscono il
luogo dei punti che individua il fronte di condensazione. Se presente, il fronte di
condensazione disegna quindi una superficie nel piano (x,y) e può efficacemente essere
visualizzato graficamente.
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Tale metodologia è stata applicata alla struttura che è stata considerata maggiormente esposta
al rischio di condensa interstiziale al fine di evidenziare le zone in cui la condensa si forma.
Massa di condensato e massa evaporante
Nel caso in cui esista un fronte di condensazione all’interno di una struttura i dati numerici
relativi alla distribuzione di temperatura e di pressione parziale del vapore d’acqua vengono
utilizzati per quantificare la massa di acqua liquida che condensa durante la stagione invernale.
La presenza di un fronte di condensa per fissate condizioni termoigrometriche ai bordi di una
struttura non significa che la parete non risulti idonea dal punto di vista igrometrico.
Occorre infatti verificare che l’acqua di condensa che si può formare durante il periodo
invernale sia in grado di evaporare completamente durante il periodo estivo. Se l’acqua di
condensa che si forma in inverno non riesce ad evaporare completamente prima della nuova
stagione di riscaldamento gli strati interni della parete continueranno ad accumulare al loro
interno dell’acqua liquida che ne comprometterà progressivamente le prestazioni strutturali e
termiche. In questo caso la parete non risulta idonea dal punto di vista igrometrico. Inoltre,
ogni materiale tollera al più una certa quantità di acqua liquida per unità di volume senza
alterare le sue caratteristiche funzionali, termiche e strutturali; tale limite non deve essere
oltrepassato, pena il rapido decadimento delle proprietà termofisiche del materiale.
Una struttura è dunque considerata idonea dal punto di vista igrometrico se sono soddisfatte le
seguenti due condizioni:
•
la quantità di acqua (Wc) complessivamente condensata all’interno della struttura
durante la stagione invernale risulta minore dei limiti prestabiliti per il materiale in
Wc < Wamm
questione (Wamm);
•
la quantità di acqua (Wc) complessivamente condensata all’interno della struttura
durante la stagione invernale risulta minore della quantità che può essere smaltita
mediante evaporazione nel periodo estivo (We);
Wc < We
Il calcolo della quantità di acqua che si forma durante la stagione invernale viene effettuato
numericamente andando a calcolare la differenza tra la portata di vapore (gv [kg/m2s]) che in
regime stazionario arriva al fronte di condensazione e la portata di vapore che lascia il fronte di
condensazione attraverso la seguente relazione:
⎧⎪ pv ,int − p sat , fc p sat , fc − p v ,est ⎫⎪
−
Wc = 24 ⋅ 3600 ⋅ d ⋅ ⎨
⎬
z fc
z tot − z fc ⎪⎭
⎪⎩
⎡ kg ⎤
⎢⎣ m 2 ⎥⎦
dove si è indicato con pv,int la pressione parziale del vapore sulla superficie interna della
struttura (dipende dalla temperatura interna e dal grado igrometrico interno), con pv,ext la
pressione
parziale
del
vapore
sulla
superficie
esterna
della
struttura
(dipende
dalla
temperatura esterna e dal grado igrometrico esterno), con ztot la resistenza al passaggio del
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vapore globalmente offerta dalla parete, con zfc la resistenza offerta dalla parete al passaggio
del vapore tra la parete interna e il fronte di condensazione e con psat,fc il valore medio che la
pressione di saturazione assume all’interno del fronte di condensazione.
Ai fini del calcolo della quantità di acqua condensata è quindi importante considerare il periodo
temporale da considerare come base dei calcoli (d).
Poiché il valore di Wc dipende dalle condizioni termoigrometriche dell’aria esterna attraverso
pv,ext, si presenta il problema di dover fissare delle condizioni esterne da prendere a riferimento
e da usare a base dei calcoli per quantificare Wc. Utilizzando i dati e le indicazioni riportate
nelle norme UNI10349 e UNI EN 13788 si è proceduto al calcolo della quantità di condensa
effettuando due diverse ipotesi:
•
calcolo di Wc su base mensile;
•
calcolo di Wc su base stagionale.
Calcolo di Wc su base stagionale
In questo caso il periodo temporale (d) da utilizzare per il calcolo della condensa interstiziale
durante la stagione invernale è convenzionalmente fissato in 60 giorni.
Il calcolo della condensa è stato effettuato considerando la struttura operante a Bologna così
da utilizzare i dati climatici relativi a tale zona come riportati dalla norma UNI10349.
Il calcolo della condensa è stato effettuato utilizzando due diverse “condizioni medie stagionali”
per quanto riguarda lo stato termo-igrometrico dell’aria esterna:
•
Caso 1 (condizioni conservative)
Stagione invernale
− temperatura esterna -5°C ed u.r.=90%;
− temperatura interna 20°C ed u.r.=65%;
Il calcolo diventa in questo modo estremamente conservativo in quanto si ipotizza che
per 60 giorni la temperatura esterna resti ai livelli minimi della zona considerata nel
periodo invernale.
Stagione estiva
− temperatura esterna 18°C ed u.r.=70%;
•
Caso 2 (condizioni medie stagionali secondo UNI 10349)
Stagione invernale
− temperatura esterna 3.57°C ed u.r.=88%;
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In questo caso le condizioni esterne sono state fissate andando a considerare il valore
medio della temperatura media mensile relativa alla città di Bologna nei mesi invernali
più rigidi.
Stagione estiva
− temperatura interna 21.18°C ed u.r.=64%;
Durante la stagione estiva si è considerato come temperatura (in questo caso la temperatura
esterna ed interna sono uguali) la media della temperatura media mensile relativa alla città di
Bologna nei tre mesi estivi più caldi ovvero giugno, luglio, agosto. Avendo annullato il salto
termico tra la faccia esterna ed interna della struttura si ipotizza il raggiungimento di una
condizione di equilibrio termico tra la parete e l’aria circostante.
Calcolo di Wc su base mensile
La
norma
UNI
EN
ISO
13788
fornisce
delle
indicazioni
in
merito
alle
condizioni
termoigrometriche da adottare sulla superficie interna ed esterna di una parete per effettuare
la verifica mensile della condensazione interstiziale. Nel calcolo su base mensile i valori di
temperatura e di grado igrometrico utilizzati sono riportati in Tabella 2 e coincidono con i valori
proposti nella Appendice C della UNI EN ISO 13788.
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Tabella 2 – Condizioni termoigrometriche assunte a base di calcolo
per la verifica mensile della condensazione interstiziale per pareti esterne.
Interno
Esterno
Mese
T [°C]
UR [%]
T [°C]
UR [%]
Gennaio
20
0.57
-1
0.85
Febbraio
20
0.58
0
0.84
Marzo
20
0.54
4
0.78
Aprile
20
0.51
9
0.72
Maggio
20
0.51
14
0.68
Giugno
20
0.5
18
0.69
Luglio
20
0.56
19
0.73
Agosto
20
0.52
19
0.76
Settembre
20
0.56
15
0.79
Ottobre
20
0.57
10
0.83
Novembre
20
0.57
5
0.88
Dicembre
20
0.59
1
0.88
In Tabella 2a sono riportate le condizioni termoigrometriche utilizzate per la verifica dei solai
interpiano che si affacciano su un ambiene non riscldato in inverno e non condizionato in
estate.
Tabella 2a – Condizioni termoigrometriche assunte a base di calcolo
per la verifica mensile della condensazione interstiziale per solai interpiano.
Interno
Locale non riscaldato
Mese
T [°C]
UR [%]
T [°C]
UR [%]
Gennaio
20
0.57
7
0.85
Febbraio
20
0.58
8
0.84
Marzo
20
0.54
11
0.78
Aprile
20
0.51
12
0.72
Maggio
20
0.51
14
0.68
Giugno
20
0.5
18
0.69
Luglio
20
0.56
19
0.73
Agosto
20
0.52
19
0.76
Settembre
20
0.56
15
0.79
Ottobre
20
0.57
12
0.83
Novembre
20
0.57
8
0.88
Dicembre
20
0.59
7
0.88
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Condizioni termiche al contorno
Il problema della conduzione del calore nella struttura viene accoppiato alle condizioni termiche
interne ed esterne dell’aria utilizzando i valori convenzionali della resistenza superficiale
interna ed esterna per le pareti verticali (muri) e orizzontali (solai) così come stabiliti nella
norma UNI EN ISO 6946.
Pareti verticali
−
resistenza termica superficiale esterna Rse = 0,04 m2K/W;
−
resistenza termica superficiale interna Rsi = 0,13 m2K/W.
Pareti orizzontali
−
resistenza termica superficiale esterna (flusso ascendente) Rse = 0,04 m2K/W;
−
resistenza termica superficiale interna (flusso ascendente) Rsi = 0,1 m2K/W.
−
resistenza termica superficiale esterna (flusso discendente) Rse = 0,04 m2K/W;
−
resistenza termica superficiale interna (flusso discendente) Rsi = 0,17 m2K/W.
Nella verifica su base “stagionale” della condensazione interstiziale i valori della temperatura e
dell’UR interna sono assunti pari a 20°C e 65% rispettivamente in ottemperanza a quanto
indicato dal DL311/06.
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1. PANNELLI SINGOLI NYSP
Descrizione
Il pannello singolo portante, con denominazione commerciale NYSP, è stato sottoposto a
verifica per stabilire il rischio di condensa interstiziale secondo le due procedure numeriche
descritte nel paragrafo precedente.
Il pannello singolo si compone di uno spessore di isolante (densità 15 kg/m3) chiuso tra due
spessori di calcestruzzo da 4 cm (densità 2000 kg/m3). Gli spessori medi di materiale isolante
utilizzati per i pannelli singoli sono riportati in Tabella 3 insieme al nome commerciale del
pannello.
Tabella 3 – Spessore dell’isolante utilizzato nei pannelli singoli NYSP.
Nome
NYSP10
NYSP12
NYSP14
NYSP16
NYSP22
0.10
0.12
0.145
0.165
0.22
Spessore
isolante [m]
A titolo di esempio, in Figura 1 è riportata una porzione del pannello singolo NYSP10. La
porzione rappresentata in Figura 1 è stata scelta come modulo base per l’analisi delle
prestazioni termoigrometriche dell’intero pannello in quanto un intero pannello può sempre
essere ottenuto sommando moduli identici a quello di Figura 1.
Fig. 1 –Modulo base del pannello singolo NYSP10.
Le caratteristiche termofisiche principali dei materiali che realizzano i pannelli singoli sono
riassunti in Tabella 4.
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Tabella 4 – Caratteristiche termofisiche dei materiali che compongono i pannelli NYSP.
Isolante termico
Densità
[kg/m3]
Conducibilità termica
[WmK]
Permeabilità al vapore
[kg/msPa x1012]
15
0.038
4.8
Cls
Densità
[kg/m3]
[WmK]
[kg/msPa x1012]
2000
1.32
2
Risultati numerici
1. Calcolo secondo il metodo di Glaser su base stagionale
Al fine di individuare la condizione maggiormente critica per i pannelli singoli si è iniziata
l’analisi
della
condensa
interstiziale
applicando
ai
pannelli
il
metodo
di
Glaser
monodimensionale utilizzando due diverse condizioni termoigrometriche al contorno.
CASO 1
Stagione invernale
− temperatura esterna -5°C ed u.r.=90%;
per 60 giorni la temperatura esterna resti ai livelli minimi della zona considerata nel
periodo invernale.
Stagione estiva
− temperatura esterna 18°C ed u.r.=70%;
per 90 giorni il muro risulti in equilibrio termico con l’aria esterna nel periodo estivo.
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Metodo di Glaser
NYSP10
isolante densità
spessore
conducibilità
permeabilità
Strato
Ambiente interno
laminare interno
15
0.1
0.038
4.8
s (m)
0
0.04
0.1
0.04
0
cls
isolante
cls
kg/m3
m
W/mK
kg/Pa m s x1012
cls
λ [W/mK] δ [kg/Pa m s] x1012
0.7
1.32
0.038
1.32
1.4
densità
Zm [m/s] x10-9
11.7
2
4.8
2
11.7
0.00
20.00
20.83
20.00
0.00
laminare esterno
stot
0.18
[m]
Wc
0.121018039
kg/m2
Wc
0.121018039
kg/m2
We
-0.43012501
kg/m2
Wtot
-0.30910697
kg/m2
0.130
0.000
0.030
2.632
0.030
0.000
0.040
T
20.00
18.86
18.86
18.60
-4.39
-4.65
-4.65
-5.00
Rtot
Rm,tot
Uw
2.862 [m2 K/W]
60.83 [m/s] x10-9
0.349 [W/m2K]
z*
40.83 [m/s] x10-9
Verifica OK
rievaporazione in estate
Pag. 14
D.I.E.N.C.A.
R
2000 kg/m3
TEL.: (+39) 051/209.32.81 - FAX: (+39) 051/209.32.96
M
psat [Pa] [kg/m2]
2337.217
2177.7
2177.7
80
2141.914
1.5
439.4301
80
430.694
430.694
419.3981
Ms
161.5
Metodo di Glaser
NYSP12
isolante densità
spessore
conducibilità
permeabilità
Strato
Ambiente interno
laminare interno
15
0.12
0.038
4.8
s (m)
0
0.04
0.12
0.04
0
cls
isolante
cls
kg/m3
m
W/mK
kg/Pa m s x1012
cls
0.7
1.32
0.038
1.32
1.4
densità
Zm [m/s] x10-9
11.7
2
4.8
2
11.7
0.00
20.00
25.00
20.00
0.00
laminare esterno
stot
0.2
[m]
Wc
0.109510685
kg/m2
Wc
0.109510685
kg/m2
We
-0.4170314
kg/m2
Wtot
-0.30752072
kg/m2
0.130
0.000
0.030
3.158
0.030
0.000
0.040
T
20.00
19.04
19.04
18.82
-4.48
-4.70
-4.70
-5.00
Rtot
Rm,tot
Uw
3.389 [m2 K/W]
65.00 [m/s] x10-9
0.295 [W/m2K]
z*
45.00 [m/s] x10-9
Verifica OK
Pag. 15
D.I.E.N.C.A.
R
2000 kg/m3
TEL.: (+39) 051/209.32.81 - FAX: (+39) 051/209.32.96
M
psat [Pa] [kg/m2]
2337.217
2201.834
2201.834
80
2171.28
1.8
436.2641
80
428.922
428.922
419.3981
Ms
161.8
Metodo di Glaser
NYSP14
isolante densità
spessore
conducibilità
permeabilità
Strato
Ambiente interno
laminare interno
15
0.145
0.038
4.8
s (m)
0
0.04
0.145
0.04
0
cls
isolante
cls
kg/m3
m
W/mK
kg/Pa m s x1012
cls
0.7
1.32
0.038
1.32
1.4
densità
Zm [m/s] x10-9
11.7
2
4.8
2
11.7
0.00
20.00
30.21
20.00
0.00
laminare esterno
stot
0.225
[m]
Wc
0.097577983
kg/m2
Wc
0.097577983
kg/m2
We
-0.40372048
kg/m2
Wtot
-0.30614249
kg/m2
0.130
0.000
0.030
3.816
0.030
0.000
0.040
T
20.00
19.20
19.20
19.01
-4.57
-4.75
-4.75
-5.00
Rtot
Rm,tot
Uw
4.046 [m2 K/W]
70.21 [m/s] x10-9
0.247 [W/m2K]
z*
50.21 [m/s] x10-9
Verifica OK
Pag. 16
D.I.E.N.C.A.
R
2000 kg/m3
TEL.: (+39) 051/209.32.81 - FAX: (+39) 051/209.32.96
M
psat [Pa] [kg/m2]
2337.217
2223.368
2223.368
80
2197.537
2.175
433.4817
80
427.3606
427.3606
419.3981
Ms
162.175
Metodo di Glaser
NYSP16
isolante densità
spessore
conducibilità
permeabilità
Strato
Ambiente interno
laminare interno
15
0.165
0.038
4.8
s (m)
0
0.04
0.165
0.04
0
cls
isolante
cls
kg/m3
m
W/mK
kg/Pa m s x1012
cls
0.7
1.32
0.038
1.32
1.4
densità
Zm [m/s] x10-9
11.7
2
4.8
2
11.7
0.00
20.00
34.38
20.00
0.00
laminare esterno
stot
0.245
[m]
Wc
0.089570175
kg/m2
Wc
0.089570175
kg/m2
We
-0.39490772
kg/m2
Wtot
-0.30533755
kg/m2
0.130
0.000
0.030
4.342
0.030
0.000
0.040
T
20.00
19.29
19.29
19.12
-4.62
-4.78
-4.78
-5.00
Rtot
Rm,tot
Uw
4.573 [m2 K/W]
74.38 [m/s] x10-9
0.219 [W/m2K]
z*
54.38 [m/s] x10-9
Verifica OK
Pag. 17
D.I.E.N.C.A.
R
2000 kg/m3
TEL.: (+39) 051/209.32.81 - FAX: (+39) 051/209.32.96
M
psat [Pa] [kg/m2]
2337.217
2236.22
2236.22
80
2213.233
2.475
431.8396
80
426.4373
426.4373
419.3981
Ms
162.475
Metodo di Glaser
NYSP22
isolante densità
spessore
conducibilità
permeabilità
Strato
Ambiente interno
laminare interno
15
0.22
0.038
4.8
s (m)
0
0.04
0.22
0.04
0
cls
isolante
cls
kg/m3
m
W/mK
kg/Pa m s x1012
cls
0.7
1.32
0.038
1.32
1.4
densità
Zm [m/s] x10-9
11.7
2
4.8
2
11.7
0.00
20.00
45.83
20.00
0.00
laminare esterno
stot
0.3
[m]
Wc
0.072547906
kg/m2
Wc
0.072547906
kg/m2
We
-0.37642465
kg/m2
Wtot
-0.30387674
kg/m2
0.130
0.000
0.030
5.789
0.030
0.000
0.040
T
20.00
19.46
19.46
19.33
-4.71
-4.83
-4.83
-5.00
Rtot
Rm,tot
Uw
6.020 [m2 K/W]
85.83 [m/s] x10-9
0.166 [W/m2K]
z*
65.83 [m/s] x10-9
Verifica OK
Pag. 18
D.I.E.N.C.A.
R
2000 kg/m3
TEL.: (+39) 051/209.32.81 - FAX: (+39) 051/209.32.96
M
psat [Pa] [kg/m2]
2337.217
2260.147
2260.147
80
2242.504
3.3
428.8189
80
424.7354
424.7354
419.3981
Ms
163.3
Dai dati riportati nelle Tabelle precedenti si può osservare come in tutte le strutture si verifica
la condensazione interstiziale durante l’inverno ma la massa di acqua liquida che condensa
durante il periodo convenzionale invernale assunto a base di calcolo è in grado di rievaporare
durante la stagione estiva (We+Wc<0).
Nelle Figure 2-6 sono riportati gli andamenti della pressione parziale del vapore in funzione
della resistenza alla diffusione del vapore.
2500
p [Pa]
2000
pv
psat
1500
1000
NYSP10
500
0
0
20
40
60
80
-9
z [m/s] x10
Figura 2 – Andamento della pressione parziale e della pressione di saturazione in funzione della resistenza alla
diffusione di vapore della parete: parete NYSP10
2500
p [Pa]
2000
pv
psat
1500
1000
NYSP12
500
0
0
20
40
60
80
-9
z [m/s] x10
Pag. 19
D.I.E.N.C.A.
TEL.: (+39) 051/209.32.81 - FAX: (+39) 051/209.32.96
2500
p [Pa]
2000
pv
psat
1500
1000
NYSP14
500
0
0
20
40
60
80
-9
z [m/s] x10
2500
p [Pa]
2000
pv
psat
1500
1000
NYSP16
500
0
0
20
40
60
80
z [m/s] x10-9
Pag. 20
D.I.E.N.C.A.
TEL.: (+39) 051/209.32.81 - FAX: (+39) 051/209.32.96
2500
p [Pa]
2000
pv
psat
1500
1000
NYSP22
500
0
0
20
40
60
80
100
-9
z [m/s] x10
Si può osservare come in inverno tende a formarsi condensa in prossimità dell’interfaccia
isolante-calcestruzzo verso l’esterno in tutti i pannelli. La posizione del fronte di condensa varia
con lo spessore dell’isolante considerato.
CASO 2
Stagione invernale
In questo caso le condizioni esterne sono state fissate andando a considerare il valore
medio della temperatura media mensile relativa alla città di Bologna nei mesi invernali
più rigidi.
Stagione estiva
− temperatura interna 21.18°C ed u.r.=64%;
per 90 giorni il muro risulti in equilibrio termico con l’aria esterna nel periodo estivo.
Nel seguito vengono forniti i dati ottenuti dall’analisi basata sul metodo di Glaser per le diverse
tipologie di pannello singolo.
Pag. 21
D.I.E.N.C.A.
TEL.: (+39) 051/209.32.81 - FAX: (+39) 051/209.32.96
Metodo di Glaser
NYSP10
isolante densità
spessore
conducibilità
permeabilità
Strato
Ambiente interno
laminare interno
15
0.1
0.038
4.8
s (m)
0
0.04
0.1
0.04
0
cls
isolante
cls
kg/m3
m
W/mK
kg/Pa m s x1012
cls
0.7
1.32
0.038
1.32
1.4
densità
Zm [m/s] x10-9
11.7
2
4.8
2
11.7
0.00
20.00
20.83
20.00
0.00
laminare esterno
stot
0.18
[m]
Wc
0.0596761
kg/m2
Wc
0.0596761
kg/m2
We
-0.52416791
kg/m2
Wtot
-0.46449181
kg/m2
0.130
0.000
0.030
2.632
0.030
0.000
0.040
T
20.00
19.25
19.25
19.08
3.97
3.80
3.80
3.57
Rtot
Rm,tot
Uw
2.862 [m2 K/W]
60.83 [m/s] x10-9
0.349 [W/m2K]
z*
40.83 [m/s] x10-9
Pag. 22
D.I.E.N.C.A.
R
2000 kg/m3
TEL.: (+39) 051/209.32.81 - FAX: (+39) 051/209.32.96
psat [Pa]
2337.217
2231.275
2231.275
2207.192
809.81
799.9225
799.9225
787.034
Ms
M
[kg/m2]
80
1.5
80
161.5
Metodo di Glaser
NYSP12
isolante densità
spessore
conducibilità
permeabilità
Strato
Ambiente interno
laminare interno
15
0.12
0.038
4.8
s (m)
0
0.04
0.12
0.04
0
cls
isolante
cls
kg/m3
m
W/mK
kg/Pa m s x1012
cls
0.7
1.32
0.038
1.32
1.4
densità
Zm [m/s] x10-9
11.7
2
4.8
2
11.7
0.00
20.00
25.00
20.00
0.00
laminare esterno
stot
0.2
[m]
Wc
0.052675853
kg/m2
Wc
0.052675853
kg/m2
We
-0.50821151
kg/m2
Wtot
-0.45553565
kg/m2
0.130
0.000
0.030
3.158
0.030
0.000
0.040
T
20.00
19.37
19.37
19.22
3.91
3.76
3.76
3.57
Rtot
Rm,tot
Uw
3.389 [m2 K/W]
65.00 [m/s] x10-9
0.295 [W/m2K]
z*
45.00 [m/s] x10-9
Pag. 23
D.I.E.N.C.A.
R
2000 kg/m3
TEL.: (+39) 051/209.32.81 - FAX: (+39) 051/209.32.96
psat [Pa]
2337.217
2247.45
2247.45
2226.964
806.2346
797.9085
797.9085
787.034
Ms
M
[kg/m2]
80
1.8
80
161.8
Metodo di Glaser
NYSP14
isolante densità
spessore
conducibilità
permeabilità
Strato
Ambiente interno
laminare interno
15kg/m3
0.145m
0.038W/mK
4.8kg/Pa m s x1012
s (m)
0
0.04
0.145
0.04
0
cls
isolante
cls
cls
0.7
1.32
0.038
1.32
1.4
densità
Zm [m/s] x10-9
11.7
2
4.8
2
11.7
0.00
20.00
30.21
20.00
0.00
laminare esterno
stot
0.225
[m]
Wc
0.045297455 kg/m2
Wc
0.045297455 kg/m2
We
-0.49199026 kg/m2
Wtot
0.130
0.000
0.030
3.816
0.030
0.000
0.040
T
20.00
19.47
19.47
19.35
3.86
3.73
3.73
3.57
Rtot
Rm,tot
Uw
4.046[m2 K/W]
70.21[m/s] x10-9
0.247[W/m2K]
z*
50.21[m/s] x10-9
-0.44669281 kg/m2 rievaporazione in estate
Pag. 24
D.I.E.N.C.A.
R
2000kg/m3
TEL.: (+39) 051/209.32.81 - FAX: (+39) 051/209.32.96
psat [Pa] M [kg/m2]
2337.217
2261.837
2261.837
80
2244.574
2.175
803.085
80
796.1315
796.1315
787.034
Ms
162.175
Metodo di Glaser
NYSP16
isolante densità
spessore
conducibilità
permeabilità
Strato
Ambiente interno
laminare interno
15
0.165
0.038
4.8
s (m)
0
0.04
0.165
0.04
0
cls
isolante
cls
kg/m3
m
W/mK
kg/Pa m s x1012
cls
0.7
1.32
0.038
1.32
1.4
densità
Zm [m/s] x10-9
11.7
2
4.8
2
11.7
0.00
20.00
34.38
20.00
0.00
laminare esterno
stot
0.245
[m]
Wc
0.040291887
kg/m2
Wc
0.040291887
kg/m2
We
-0.48125068
kg/m2
Wtot
-0.4409588
kg/m2
0.130
0.000
0.030
4.342
0.030
0.000
0.040
T
20.00
19.53
19.53
19.42
3.82
3.71
3.71
3.57
Rtot
Rm,tot
Uw
4.573 [m2 K/W]
74.38 [m/s] x10-9
0.219 [W/m2K]
z*
54.38 [m/s] x10-9
Pag. 25
D.I.E.N.C.A.
R
2000 kg/m3
TEL.: (+39) 051/209.32.81 - FAX: (+39) 051/209.32.96
psat [Pa]
2337.217
2270.403
2270.403
2255.071
801.223
795.0796
795.0796
787.034
Ms
M
[kg/m2]
80
2.475
80
162.475
Metodo di Glaser
NYSP22
isolante densità
spessore
conducibilità
permeabilità
Strato
Ambiente interno
laminare interno
15
0.22
0.038
4.8
s (m)
0
0.04
0.22
0.04
0
cls
isolante
cls
kg/m3
m
W/mK
kg/Pa m s x1012
cls
0.7
1.32
0.038
1.32
1.4
densità
Zm [m/s] x10-9
11.7
2
4.8
2
11.7
0.00
20.00
45.83
20.00
0.00
laminare esterno
stot
0.3
[m]
Wc
0.029537949
kg/m2
Wc
0.029537949
kg/m2
We
-0.45872645
kg/m2
Wtot
-0.4291885
kg/m2
0.130
0.000
0.030
5.789
0.030
0.000
0.040
T
20.00
19.65
19.65
19.56
3.76
3.68
3.68
3.57
Rtot
Rm,tot
Uw
6.020 [m2 K/W]
85.83 [m/s] x10-9
0.166 [W/m2K]
z*
65.83 [m/s] x10-9
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R
2000 kg/m3
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psat [Pa]
2337.217
2286.312
2286.312
2274.587
797.7912
793.1387
793.1387
787.034
Ms
M
[kg/m2]
80
3.3
80
163.3
Dai
dati
riportati
nelle
Tabelle
precedenti
si
può
osservare
come
le
condizioni
termoigrometriche assunte sulle due facce estreme della struttura influenzino notevolmente i
risultati. Se si effettua un confronto tra la quantità di acqua condensata durante l’inverno
all’interno del pannello si nota immediatamente come nel CASO 1 la quantità di condensa sia
nettamente superiore a quella che si forma nel CASO 2. Durante l’estate le condizioni assunte
nel CASO 2 asicurano una quantità d’acqua evaporata superiore a quella che si ha nel CASO 1.
Si può quindi concludere osserrvando le Figure 7 e 8 che le condizioni al contorno assunte a
base dei calcoli nel CASO 1 sono da ritenersi le condizioni più provanti. Il fatto che la verifica
sia soddisfatta nel CASO 1 permette ragionevolmente di affermare che con le temperature
medie stagionali caratteristiche della località in esame non vi sono rischi di condensazione non
rievaporabile per nessuno dei pannelli singoli provati.
2
Massa condensata [kg/m anno]
0.14
Caso 1
0.12
Caso 2
0.1
0.08
0.06
0.04
0.02
0
NYSP10
NYSP12
NYSP14
NYSP16
NYSP22
Figura 7– Massa condensata durante il periodo invernale nei pannelli singoli nel caso di condizioni al contorno
differenti (valori minimi CASO 1, valori medi stagionali CASO 2).
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2
Massa evaporata [kg/m anno]
0.6
Caso 1
Caso 2
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
NYSP10
NYSP12
NYSP14
NYSP16
NYSP22
Figura 8– Massa evaporabile durante il periodo estivo nei pannelli singoli nel caso di condizioni al contorno differenti
(valori minimi CASO 1, valori medi stagionali CASO 2).
In Figura 9 viene mostrato l’andamento della massa condensata (Wc) ed evaporata (We) in
funzione dello spessore dell’isolante. Si nota come la quantità maggiore di condensa si verifica
nel caso del pannello più sottile (NYSP10). Si nota tuttavia come nel caso del pannello NYSP10
anche la capacità di evaporazione (We) raggiunge un valore massimo in quanto il vapore
incontra una minore resistenza nell’attraversare un pannello di spessore ridotto.
Sempre in Figura 9 si nota come la differenza tra la massa che condensa e quella che evapora
(delta in Figura 9) sembra indipendente dallo spessore dell’isolante.
Sulla base di tale osservazione si è quindi deciso di produrre una analisi di dettaglio del
pannello singolo NYSP10 ritenendolo rappresentativo del comportamento di tutti gli altri
pannelli singoli nonchè quello in cui si forma maggiore condensa in inverno.
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0.5
W [kg/m2]
0.4
scls=0.04 [m]
0.3
0.2
0.1
0
Wc
-0.1
We
-0.2
delta
-0.3
-0.4
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
sis [m]
Figura 9 – Massa condensata (Wc) ed evaporabile (We) dai pannelli NYSP in funzione dello spessore dell’isolante.
2. Calcolo secondo UNI EN ISO 13788 su base mensile
Il calcolo su base mensile della quantità di acqua che condensa all’interno del pannello è
effettuato assumendo le condizioni termoigrometriche al contorno riportate in Tabella 2.
Si è analizzato dapprima il comportamento del pannello singolo più sottile (NYSP10) in quanto
si è visto dall’analisi preliminare effettuata su base stagionale essere l’elemento più critico.
In Figura 10 è riportato l’andamento della pressione parziale e della pressione di saturazione in
funzione della resistenza alla diffusione del vapore offerta dai singoli strati di materiale di cui si
compone la parete. I risultati sono graficati mese per mese.
2500
p [Pa]
2500
p [Pa]
2000
2000
1500
1500
1000
1000
pv
pv
500
500
psat
psat
0
0
0
10
20
30
40
z [m/s] x10-9
50
60
0
70
10
20
30
40
z [m/s] x10-9
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60
70
Ottobre
Novembre
2500
p [Pa]
2500
p [Pa]
2000
2000
1500
1500
1000
1000
pv
pv
500
500
psat
psat
0
0
0
10
20
30
40
z [m/s] x10-9
50
60
70
0
10
20
Dicembre
30
40
-9
z [m/s] x10
50
60
70
Gennaio
2500
p [Pa]
2500
p [Pa]
2000
2000
1500
1500
1000
1000
pv
pv
500
500
psat
psat
0
0
0
10
20
30
40
z [m/s] x10-9
50
60
70
0
10
20
Febbraio
30
40
-9
z [m/s] x10
50
60
70
Marzo
2500
p [Pa]
2500
p [Pa]
2000
2000
1500
1500
1000
1000
pv
pv
500
500
psat
psat
0
0
0
10
20
30
40
-9
z [m/s] x10
50
60
70
0
10
20
Aprile
30
40
z [m/s] x10-9
50
60
70
Maggio
2500
p [Pa]
2500
p [Pa]
2000
2000
1500
1500
1000
1000
pv
pv
500
500
psat
psat
0
0
0
10
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40
z [m/s] x10-9
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0
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z [m/s] x10-9
50
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60
70
Giugno
Luglio
2500
p [Pa]
2500
p [Pa]
2000
2000
1500
1500
1000
1000
pv
pv
500
500
psat
psat
0
0
0
10
20
30
40
z [m/s] x10-9
50
60
70
0
10
Agosto
20
30
40
z [m/s] x10-9
50
60
70
Settembre
Figura 10 – Andamento della pressione di saturazione e della pressione parziale all’interno del pannello NYSP10: calcolo mensile
secondo UNI EN ISO 13788.
Il mese da cui i calcoli sono partiti è stato individuato secondo i dettami della norma UNI EN ISO 13788
come il mese che precede la formazione della condensa nella parete. Nel caso in questione il calcolo parte da
Ottobre. Si può notare infatti dal calcolo mensile come la formazione di condensa abbia inizio nel mese di
Novembre e termini nel mese di Aprile. Da Aprile in poi la parete scarica la condensa accumulata all’interno
per evaporazione. Nei mesi di Aprile e Maggio la parete viene liberata completamente dalla condensa così
che nei mesi di Giugno, Luglio, Agosto, Settembre e Ottobre la parete si mantiene perfettamente asciutta al
suo interno.
In Figura 11 è messa in evidenza la quantità di condensa che si crea mensilmente (colonne blu) e la quantità
di acqua che è in grado di evaporare dalla parete (colonne rosse). Si nota come la parete di piccolo spessore
permetta una evaporazione del vapore molto sostenuta durante la stagione calda così che nel giro di pochi
mesi la parete si presenta perfettamente libera dalla condensa ed asciutta.
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0.04
W [kg/m2]
en
n
Fe aio
bb
ra
io
M
ar
zo
Ap
ril
M e
ag
gi
G o
iu
gn
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Lu
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Ag
S e ost
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m
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O e
tt
N o br
ov
e
em
D bre
ic
em
br
e
0
G
-0.04
-0.08
-0.12
-0.16
Figura 11 – Massa condensata (colonne blu) ed evaporabile (colonne rosse) mensilmente: NYSP10.
In Figura 12 è riportata l’andamento temporale della massa di acqua liquida accumulata nella struttura. Si
può apprezzare che la quantità massima di acqua accumulata nella struttura risulta pari a 0.107 kg/m2; tale
massimo viene raggiunto nel mese di Marzo. Da Aprile inizia la evaporazione dell’acqua formatasi nel
pannello. A Maggio continua l’evaporazione così che a Giugno la parete si presenta libera da ogni quantità di
acqua liquida condensata al suo interno. La parete si mantiene asciutta fino a Novembre quando la
condensazione interstiziale si verifica nuovamente. Si può notare inoltre come il calcolo mensile sia in buono
accordo con il calcolo della quantità di condensa effettuato in precedenza su base stagionale. Osservando i
dati riportati in Figura 7 si può osservare che nel caso della parete NYSP10 il calcolo stagionale indicava un
valore di condensa accumulata nella stagione invernale pari a 0.12 kg/m2 contro i 0.107 kg/m2 ottenuti con
il calcolo mensile.
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0.12
Mc [kg/m2]
0.1
NYSP10
0.08
0.06
0.04
0.02
Ge
nn
ai
o
Fe
bb
ra
io
M
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zo
Ap
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M
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gi
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Gi
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Se
tte
m
br
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Ot
to
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No
e
ve
m
br
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Di
ce
m
br
e
0
Figura 12 – Andamento mensile della massa di acqua condensata che si accumula nel pannello NYSP10.
Si è quindi ripetuto il calcolo per le altre strutture a pannello singolo. In Figura 13 è messa in evidenza la
quantità di condensa che si crea mensilmente (colonne blu) e la quantità di acqua che è in grado di
evaporare dalla parete (colonne rosse) nella parete NYSP22. Si nota come la parete NYSP22 tende ad
accumulare minore condensa che non la NYSP10.
0.04
W [kg/m2]
G
en
na
Fe io
bb
ra
io
M
ar
zo
Ap
ril
e
M
ag
gi
o
G
iu
gn
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m
br
e
O
tto
b
N
ov re
em
br
D
e
ic
em
br
e
0
-0.04
-0.08
-0.12
-0.16
Figura 13 – Massa condensata (colonne blu) ed evaporabile (colonne rosse) mensilmente: NYSP22.
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In Figura 14 è riportato l’andamento temporale della massa di acqua liquida accumulata nella struttura
NYSP22. Si può apprezzare come la quantità massima di acqua accumulata nella struttura risulta pari a
0.051 kg/m2; tale massimo viene raggiunto nel mese di Febbraio. Da Marzo inizia la evaporazione dell’acqua
formatasi nel pannello. Ad Aprile e Maggio continua l’evaporazione così che a Giugno la parete si presenta
libera da ogni quantità di acqua liquida condensata al suo interno. La parete si mantiene asciutta fino a
Novembre quando la condensazione interstiziale si verifica nuovamente. Si può notare inoltre come il calcolo
mensile sia in buono accordo con il calcolo della quantità di condensa effettuato in precedenza su base
stagionale. Osservando i dati riportati in Figura 7 si può osservare che nel caso della parete NYSP22 il calcolo
stagionale indicava un valore di condensa accumulata nella stagione invernale pari a 0.073 kg/m2 contro i
0.051 kg/m2 ottenuti con il calcolo mensile.
0.06
Mc [kg/m2]
0.05
NYSP22
0.04
0.03
0.02
0.01
Ge
nn
ai
o
Fe
bb
ra
io
M
ar
zo
Ap
ril
e
M
ag
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o
Gi
ug
no
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Se
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m
br
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Ot
to
br
No
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br
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Di
ce
m
br
e
0
Figura 14 – Andamento mensile della massa di acqua condensata che si accumula nel pannello NYSP22.
3. Calcolo bidimensionale MGGB
Al fine di conoscere dove è localizzato il fronte di condensazione all’interno della struttura si è
quindi eseguito un calcolo di dettaglio del campo termico e della distribuzione della pressione
parziale del vapore all’interno del pannello singolo NYSP10.
Il calcolo delle campo bidimensionale di temperatura è stato effettuato utilizzando un
programma agli elementi finiti conforme, per la parte termica, alle indicazioni della norma UNI
EN ISO 10211-1: 1998 e per la parte igrometrica al metodo di calcolo e verifica descritto nella
norma UNI EN ISO 13788 Appendice F (Modelli computerizzati). Il vantaggio del calcolo
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bidimensionale è quello di permettere la simulazione della struttura tenendo conto della reale
geometria comprensiva di discontinuità geometriche e materiali (andamento sinusoidale
dell’interfaccia isolante-calcestruzzo, connettori metallici etc.).
In Figura 15 è riportato il campo di temperatura bidimensionale nel pannello NYSP10
considerando come condizioni al contorno quelle descritte in precedenza per il CASO 1.
Dall’osservazione della distribuzione bidimensionale della temperatura si può osservare come
in prossimità dell’interfaccia ondulato tra l’isolante e il calcestruzzo le isoterme deviano
dall’andamento rettilineo che assumono nella parte centrale del componente. La dove le
isoterme non risultano più parallele alle facce estreme del pannello il campo di temperatura
non risulta più monodimensionale e quindi l’approccio basato sul metodo di Glaser indicato
dalla norma UNI EN ISO 13788 non risulta più corretto.
Figura 15 – Distribuzione 2D della temperatura (in K) all’interno del pannello NYSP10.
La deviazione dalla monodimensionalità del campo di temperatura è sottolineata in Figura 16
dalla distribuzione dei vettori flusso termico che, come risulta evidente, cessano di essere
paralleli proprio in corrispondenza dell’interfaccia tra l’isolante e il calcestruzzo.
La presenza dei connettori metallici (non evidenziati nella sezione riportata in Figura 15 e 16)
non influenza al contrario l’andamento delle isoterme.
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Figura 16 – Distribuzione 2D del vettore flusso termico nel pannello NYSP10.
In Figura 17 è riportata la distribuzione della pressione parziale del vapore nella sezione del
pannello NYSP10. Appare evidente come anche le isobare tendono a seguire l’andamento
dell’interfaccia tra l’isolante e il calcestruzzo.
Figura 17 – Distribuzione 2D della pressione di saturazione (in Pa) all’interno del pannello NYSP10.
In Figura 18 è riportata la differenza tra la pressione di saturazione locale e il valore assunto
dalla pressione parziale del vapore (Δ). Nei punti in cui tale differenza diventa negativa si ha
formazione di condensa.
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Si può quindi apprezzare dalla Figura 18 la posizione assunta dal fronte di condensazione
all’interno del componente. La condensa si forma in prossimità dell’interfaccia tra l’isolante e il
calcestruzzo posizionata in prossimità della faccia esterna del pannello. Come si può notare
dalla Figura 18, il fronte di condensazione (zona blu scura in Figura 18) si forma all’interno
dell’isolante in prossimità dell’interfaccia.
Il fronte di condensazione è più esteso laddove lo spessore di calcestruzzo è maggiore
(avvallamenti dell’isolante).
Figura 18 – Distribuzione 2D della differenza tra la pressione di saturazione e la pressione parziale del vapore
all’interno del pannello NYSP10.
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CONCLUSIONI
PANNELLI SINGOLI NYSP
Nella Tabella che segue vengono riassunti i principali risultati ottenuti nei calcoli nel caso dei
pannelli singoli portanti.
Il dettaglio delle proprietà termofisiche adottate è riportato nell’Allegato 2.
NYSP
Verifica termoigrometrica
Pannello
NYSP10
UNI EN ISO 13788 (All. 1)
A2
0.107 kg/m2
max:0.121 kg/m2
(*)
max:0.110 kg/m2
(*)
max:0.098 kg/m2
(*)
max:0.090 kg/m2
(*)
max:0.073 kg/m2
(*)
Marzo
NYSP12
A2
0.093 kg/m2
Febbraio
NYSP14
A2
0.082 kg/m2
Febbraio
NYSP16
A2
0.073 kg/m2
Febbraio
NYSP22
A2
0.051 kg/m2
Febbraio
Legenda
A1=
Non si verifica condensazione in nessuna interfaccia: la struttura è dichiarata esente da condensazione
interstiziale
A2=
La condensazione avviene in una o più interfacce ma, per ogni interfaccia coinvolta, si prevede che tutta
l’acqua condensata evapori nei mesi caldi. Viene riportato la massima quantità di condensazione che si verifica
e il mese in cui si ha il massimo.
A3=
La condensazione avviene in una o più interfacce e non evapora completamente nei mesi caldi. La struttura non
ha superato la verifica e si indica la massima quantità di condensa che si verifica in ogni interfaccia insieme alla
quantità di condensa residua dopo 12 mesi in ogni interfaccia.
(*)
Il calcolo dlla quantità teorica massima condensabile è stato effettuato considerando i risultati del calcolo
stagionale effettuato considerando una temperatura esterna pari a -5°C per i 60 giorni invernali (90% UR).
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Allegato 1
Condizioni termoigrometriche assunte a base di calcolo
per la verifica mensile della condensazione interstiziale.
Interno
Esterno
Mese
T [°C]
UR [%]
T [°C]
UR [%]
Gen
20
0.57
-1
0.85
Feb
20
0.58
0
0.84
Mar
20
0.54
4
0.78
Apr
20
0.51
9
0.72
Mag
20
0.51
14
0.68
Giu
20
0.5
18
0.69
Lug
20
0.56
19
0.73
Ago
20
0.52
19
0.76
Set
20
0.56
15
0.79
Ott
20
0.57
10
0.83
Nov
20
0.57
5
0.88
Dic
20
0.59
1
0.88
Allegato 2
Caratteristiche termofisiche dei materiali che compongono i pannelli NYSP.
Isolante termico
Densità
[kg/m3]
[WmK]
[kg/msPa x1012]
15
0.038
4.8
Cls
Densità
[kg/m3]
[WmK]
[kg/msPa x1012]
2000
1.32
2
Pag. 39
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Metodo di Glaser

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