I Muri Che Respirano: Sfatiamo il Falso Mito

Alcuni operatori del mercato edilizio sostengono che se gli edifici non respirano o se non realizziamo muri che respirano, possiamo incorrere, molto probabilmente, in problemi di umidità negli ambienti interni e pregiudicarne la qualità dell’aria.

La domanda però è questa: ma i muri respirano? E se anche fosse vero, e purtroppo spesso avviene (leggi sotto perchè), sarebbe un vantaggio?

Cerchiamo insieme di fare chiarezza.

Muri che respirano falso mito

Che si tratti di abitazioni, scuole, uffici, fabbriche o centri commerciali, le persone trascorrono fino al 90% della loro vita negli edifici. Garantire un clima interno sano e confortevole negli edifici è quindi di fondamentale importanza.

Allo stesso tempo, sia i nuovi edifici che quelli esistenti devono soddisfare livelli di efficienza energetica sempre più elevati che richiedono strati di isolamento termico più spessi e un elevato grado di tenuta all’aria dell’involucro edilizio per evitare perdite termiche da flussi d’aria incontrollati.

Alcuni operatori del mercato sostengono che le strutture edilizie con una buona tenuta all’aria causerebbero climi interni malsani. Sembrerebbe che per mantenere livelli di umidità interna accettabili e quindi una buona salubrità dell’aria, occorra necessariamente utilizzare materiali “traspiranti” o che “respirino”.

Purtroppo, però, i termini “respira” o “traspira” sono confusi con fenomeni fisici diversi.

In fisica tecnica delle costruzioni di solito non si usano questi termini quando si vuole descrivere i seguenti fenomeni fisici:

  • condensa del vapore acqueo sulle superfici interne
  • effetto tampone di umidità all’interno di elementi edilizi (moisture buffering)
  • diffusione del vapore acqueo attraverso elementi edilizi
  • trasporto dell’umidità mediante infiltrazioni d’aria, ventilazione naturale o meccanica

Comfort Interno e Livelli di Umidità Relativa

Il livello di umidità interna negli edifici dipende da diversi fattori come le condizioni climatiche, le fonti interne di umidità, il tasso orario di ricambio d’aria, il volume degli ambienti e le possibili capacità di assorbimento dell’umidità dei materiali da costruzione a contatto con l’aria interna.

Fascia di comfort e agenti inquinanti

Il livello di umidità dell’aria interna può presentare ampie variazioni giornaliere a seconda dei carichi termici e di umidità causati dall’occupazione degli spazi.

La temperatura e l’umidità dell’aria interna sono alcuni dei fattori più importanti che incidono sul comfort interno, sia sul comfort termico che sulla qualità dell’aria percepita. Condizioni di umidità particolarmente elevate possono influire negativamente sul benessere termo-igrometrico.

Leggi anche l’importanza di valutare il comfort abitativo

Ci sono diversi metodi per ridurre i picchi di umidità durante l’occupazione degli ambienti e, quindi, migliorare il comfort termico e l’accettabilità delle condizioni interne. 

VTT Expert Services ha studiato come ciò sarebbe possibile utilizzando la capacità di assorbimento dell’umidità delle strutture dell’edificio. 

Cambridge Architectural Research ha invece mostrato l’importanza del ricambio d’aria per ventilazione naturale rispetto al trasporto di umidità per diffusione attraverso gli elementi di costruzione.

Moisture Buffering dei Materiali da Costruzione (Effetto Tampone)

Il concetto di effetto tampone dell’umidità (moisture buffering) delle strutture edilizie può essere espresso attraverso l’interazione igrotermica tra le strutture degli edifici e l’aria interna.

Queste interazioni possono contribuire al comfort e alla qualità dell’aria interna riducendo i picchi temporanei di umidità. Tali picchi di umidità possono ad esempio verificarsi nelle camere da letto durante la notte o nei bagni o in cucina, ma non solo.

Al fine di migliorare il comfort termico e la qualità dell’aria interna mediante metodi passivi è possibile quantificare il valore di accumulo dell’umidità dei materiali da costruzione. La figura sotto mostra alcuni materiali con la loro capacità di assorbimento dell’umidità (moisture buffering).

Moisture buffering effetto tampone umidità materiali da costruzione

VTT Expert Services ha verificato con uno studio numerico come gli strati di isolamento termico possano contribuire all’effetto tampone dell’umidità.

L’obiettivo era mostrare quanta umidità potesse essere immagazzinata nello strato di isolamento termico posizionato subito dietro al primo strato di materiale a contatto con l’aria interna dell’ambiente. La figura sotto rappresenta le diverse stratigrafie analizzate.

Moisture buffering stratigrafie analizzate

Queste simulazioni mostrano che, se l’effetto tampone del materiale a contatto con l’aria interna è elevato, la capacità di accumulo di umidità dello strato di isolamento termico retrostante è irrilevante.

Lo studio mostra che la maggior parte dell’umidità è immagazzinata nel pannello in fibra di legno poroso (Pwfb) e che non vi è alcuna reale differenza tra un materiale isolante a celle aperte come la fibra di cellulosa o un pannello PU a celle chiuse.

Accumulo umidità nella fibra di legno

Quando si utilizzano materiali superficiali con bassa capacità di accumulo di vapore acqueo (ad esempio pannelli di cartongesso), si nota un contributo maggiore di accumulo di vapore negli strati di isolamento termico. Sebbene l’effetto tampone del PU sia inferiore, la capacità di accumulo di vapore acqueo complessiva dell’elemento parete è pressoché la stessa.

Accumulo di umidità nel cartongesso

Il principale vantaggio della capacità di assorbimento dell’umidità delle strutture è la riduzione dei valori di picco dell’umidità interna durante i periodi di occupazione.

Per sfruttare in modo efficiente questa caratteristica, il materiale della superficie interna deve avere un’elevata capacità di effetto tampone. In queste condizioni, le proprietà di accumulo dell’umidità dello strato di isolamento termico non saranno rilevanti.

Trasporto dell’Umidità per Diffusione e per Ventilazione

Nello studio citato si è quindi scoperto che l’effetto di moisture buffering è rilevante per attenuare le variazioni giornaliere di umidità.

Tuttavia, quando sono state confrontate le strutture ad alto assorbimento igroscopico con quelle a basso assorbimento o meglio con presenza di barriere o freni al vapore, i valori di umidità relativa negli ambienti nel medio e lungo periodo (settimane o mesi) erano quasi gli stessi.

Il ricambio d’aria mediante ventilazione naturale è evidentemente una strategia molto importante per la regolazione dell’umidità interna. Questo è stato uno degli studi di Cambridge Architectural Research.

Il passaggio del vapore acqueo dagli ambienti interni a quelli esterni avviene attraverso questi due meccanismi principali: 

  • diffusione del vapore acqueo attraverso l’involucro edilizio (tetto, parete, pavimento) 
  • ricambio d’aria per ventilazione naturale, ventilazione meccanica, infiltrazioni.

Spesso molti operatori del mercato edilizio affermano che se l’edificio non “respira” o se i materiali delle pareti non “respirano”, specialmente nelle ristrutturazioni di edifici esistenti, si incorre in problemi di umidità negli ambienti. Oppure si possono avere problemi di condensa superficiale sulle pareti e quindi la nascita di muffe con tutte le conseguenze che questo comporta.

Al fine di verificare queste affermazioni, Cambridge Architectural Research Ltd. (CAR) ha condotto uno studio sul trasferimento dell’umidità negli edifici.

In particolare hanno messo a confronto la diffusione del vapore acqueo attraverso le strutture opache con quello che può essere trasportato dal ricambio d’aria mediante ventilazione.

Lo studio ha riguardato tre pareti con diversa resistenza al passaggio del vapore acqueo ipotizzando un tasso orario di ricambio d’aria pari a 0,5. La normativa italiana, per esempio, impone dei ricambi d’aria minimi a seconda della destinazione d’uso dell’edificio.

Resistenza totale al passaggio del vapore su tre pareti

I calcoli dimostrano che la diffusione del vapore acqueo attraverso le cosiddette strutture edilizie “traspiranti”, non contribuisce in modo significativo alla velocità di smaltimento del vapore acqueo. 

La diffusione del vapore acqueo attraverso le strutture opache, in questo caso, nel migliore dei casi corrisponde al 5% del vapore acqueo presente all’interno degli ambienti. 

Pertanto per mantenere dei livelli accettabili di umidità relativa interna e quindi una buona qualità dell’aria interna, è necessario un ricambio d’aria per ventilazione (naturale o meccanica). In questo caso il trasporto di umidità corrisponde a ben il 95% di quella presente nell’ambiente.

Percentuale umidità trasporta per diffusione e ventilazione

Ipotizzando che i muri possano respirare, ovvero che permettano il passaggio di aria e quindi di consistente vapore acqueo, ci sarebbero dei seri problemi dovuti alla condensazione interstiziale.

Questo è il caso di un involucro edilizio opaco con bassa tenuta all’aria, non realizzato a regola d’arte. Pensiamo agli edifici in legno, edifici in paglia, edifici in laterizio, progettati e costruiti male.

I dettagli fanno la differenza.

Bassa tenuta all'aria dell'involucro edilizio condensa interstiziale

Il problema della condensa interstiziale è potenzialmente molto dannoso, per esempio, per i materiali isolanti. Il contenuto di umidità all’interno di tali materiali, oltre ad attivare processi di deterioramento, causa un decadimento delle proprietà isolanti. Il vapore d’acqua va a riempire lo spazio occupato dall’aria, unico elemento che permette ai materiali di isolare termicamente.

Contenuto umidità varia conducibilità termica materiali

Credit:

A Survey of the Breathable Building Structure Concept: Effects of Insulation Materials, VTT Expert Services Ltd., 2011

Moisture transfer and the significance of breathability in buildings, Cambridge, Architectural Research Ltd. (CAR) – 2008

Approfondimenti

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13 Commenti

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