Calcolo punto di rugiada

Metodo di calcolo del punto di rugiada

Questo calcolatore stima il rischio di condensazione interstiziale di umidità in un involucro multistrato mediante un metodo stazionario semplificato di tipo Glaser. Il risultato è mostrato come grafici della distribuzione della temperatura e della pressione parziale del vapore acqueo lungo lo spessore della struttura.

Il calcolo è utile per confrontare stratigrafie di pareti o coperture. Aiuta a individuare in quale strato o a quale interfaccia tra strati può comparire una possibile zona di condensazione per le condizioni interne ed esterne inserite.

Valori di riferimento e raccomandazioni

Norme e ipotesi

Metodo di calcolo. Si utilizza un approccio monodimensionale stazionario (Glaser). Il trasferimento di calore è assunto stazionario attraverso lo spessore. Il trasporto di vapore acqueo è assunto stazionario e governato dalla diffusione.

Norme e documenti. La logica di calcolo segue l’approccio generale della EN ISO 13788 (valutazione della condensazione interstiziale con uno schema stazionario). Per le resistenze termiche superficiali tipiche interna ed esterna, vedere EN ISO 6946.

Limiti del modello. Il calcolo non include trasporto capillare di umidità, convezione dovuta a infiltrazioni d’aria, bagnatura da pioggia, essiccazione solare o meteo variabile. È pensato per un controllo preliminare e per confrontare alternative di stratigrafia.

Fase 1. Campo di temperatura dalle resistenze termiche

Resistenza termica dello strato. Per ogni strato, la resistenza termica si calcola dallo spessore d e dalla conducibilità termica λ.

Ri=di/λi

Unità e coerenza. Lo spessore degli strati si inserisce in mm e la conducibilità termica in W/(m·K). Il profilo di temperatura usa il rapporto Rcum/Rtot, quindi la coerenza tra strati è essenziale. Se si confronta con valori tabellati di R in m²·K/W, usare lo spessore in metri nella formula.

Resistenze superficiali. Se le resistenze superficiali sono incluse, si usano valori tipici per una parete verticale.

Rsi=0.13 m²·K/W Rse=0.04 m²·K/W

Temperature alle interfacce. La temperatura a ogni interfaccia tra strati è determinata in proporzione alla resistenza cumulata dalla superficie interna fino a quell’interfaccia, date le temperature interna T_in ed esterna T_out.

T(x)=Tin-(Tin-Tout)·Rcum(x)/Rtot

Fase 2. Pressione di saturazione come limite senza condensazione

Significato fisico. Per ogni punto della struttura, dalla temperatura locale T(x) si determina la massima pressione possibile di vapore acqueo nell’aria dei pori senza condensazione. Questo valore si chiama pressione di vapore saturo.

Esat(x)=Esat(T(x))

Unità. Esat è mostrata in Pa. La funzione Esat(T) deriva da una relazione comunemente utilizzata tra temperatura e pressione di saturazione.

Fase 3. Pressione parziale del vapore acqueo dalle resistenze alla diffusione

Pressioni parziali ai limiti. Sul lato interno ed esterno, la pressione parziale si calcola dall’umidità relativa φ e dalla pressione di saturazione alla temperatura corrispondente.

ein=φin/100·Esat(Tin)

eout=φout/100·Esat(Tout)

Resistenza alla diffusione dello strato. Per ogni strato, la resistenza alla diffusione si calcola dallo spessore d e dalla permeabilità al vapore δ.

Zi=di/δi

Unità. In questo calcolatore, δ è inserita in mg/(m·h·Pa). Quindi Z risulta in (m²·h·Pa)/mg.

Resistenze superficiali alla diffusione. Si usano aggiunte costanti nelle stesse unità per rappresentare gli strati limite alle superfici interna ed esterna.

Zsi=0.027 (m²·h·Pa)/mg Zse=0.013 (m²·h·Pa)/mg

Distribuzione lungo lo spessore. Il valore e(x) a ogni interfaccia è determinato linearmente usando la quota di resistenza alla diffusione cumulata.

e(x)=ein-(ein-eout)·Zcum(x)/Ztot

Fase 4. Principio per individuare una possibile zona di condensazione

Criterio. In un punto della struttura, la condensazione è possibile se la pressione parziale reale supera la pressione di saturazione alla stessa temperatura.

e(x)>Esat(T(x))

Interpretazione finale. Se la curva verde è sopra la curva rossa in un tratto, quel tratto è classificato come possibile zona di condensazione. Se la curva verde resta sotto la rossa ovunque, il criterio stazionario di condensazione interstiziale non è soddisfatto.

Indicazioni pratiche per l’interpretazione

Dove il rischio compare più spesso. Le zone critiche compaiono spesso vicino al lato freddo o a un’interfaccia con un materiale a bassa permeabilità. La ragione è la temperatura più bassa e l’umidità relativa più elevata nelle zone più fredde.

Cosa influisce maggiormente sul risultato. La curva verde è in genere più sensibile ai valori di δ e all’ordine degli strati. Un errore di un ordine di grandezza nella permeabilità al vapore può cambiare in modo evidente se e dove le curve si intersecano.

Come confrontare correttamente le varianti. Per un confronto chiaro, modificare un solo parametro alla volta. Per esempio, cambiare solo lo spessore dell’isolante o solo il materiale dello strato di controllo del vapore. Così è chiaro cosa sposta le curve.

FAQs

Cosa significa una possibile zona di condensazione nel grafico

È un tratto in cui vale e>Esat. Significa che, a quella temperatura, l’aria nei pori non può contenere quella quantità di vapore acqueo in fase gassosa, quindi può verificarsi condensazione.

In pratica, una zona prevista da un metodo stazionario non implica sempre un accumulo netto di umidità. Per conclusioni definitive spesso servono valutazioni transitorie e la considerazione dell’essiccazione.

Perché è importante considerare sia la temperatura sia la pressione parziale

La condensazione dipende da due fattori. La temperatura impone il limite di saturazione Esat, mentre il trasporto diffusivo determina la pressione parziale reale e.

Anche con la stessa umidità interna ed esterna, modificare λ e δ degli strati può spostare in modo diverso le curve rossa e verde.

Perché le curve spesso si incrociano più vicino al lato esterno

Più vicino all’esterno la temperatura è più bassa, quindi Esat diminuisce. Allo stesso tempo, una parte del vapore acqueo dall’interno diffonde verso l’esterno, e e non sempre diminuisce tanto rapidamente quanto Esat.

Di conseguenza, la probabilità di incrocio (e quindi di una possibile zona di condensazione) è di solito maggiore sul lato freddo.

Il risultato può essere considerato accurato per una parete reale

Questo è un calcolo stazionario semplificato. È adatto per una verifica iniziale e per confrontare stratigrafie a T e φ fissate.

Se occorre valutare accumulo ed essiccazione stagionali, effetti di pioggia e sole e il comportamento dei materiali dipendente dall’umidità, si usano modelli transitori, per esempio basati sui principi della EN 15026.

Quali dati di input causano più spesso errori

Più spesso gli errori derivano dalla permeabilità al vapore δ, soprattutto per film e membrane, e dall’ordine degli strati, cioè dove si trova lo strato di controllo del vapore. Anche la scelta della conducibilità termica λ può essere importante per materiali sensibili all’umidità.

Per maggiore affidabilità, usare valori di proprietà dalle schede tecniche dei prodotti e controllare le unità.