Infiltrazioni e bypass dell’isolamento termico: utilizzo accoppiato della termografia e del blower door

In questo articolo vedremo come l’utilizzo del blower door costituisca un validissimo ausilio per ampliare ulteriormente le informazioni acquisibili con la termografia.

Cos’è il blower door ? E’ un termine anglosassone che potrebbe essere tradotto in italiano con “porta pneumatica”. E’ infatti un’apparecchiatura che viene installata in corrispondenza di una porta (o finestra) esterna dell’edificio consentendovi l’alloggiamento, in modo ermetico, di un grande ventilatore. L’installazione non crea danni all’abitazione ed avviene mediante un telaio regolabile, che si adatta alle dimensioni della porta; esso vien poi chiuso con un robusto telo di nylon con un foro per l’alloggiamento, sempre ermetico, del ventilatore. L’apparecchiatura così installata (vedi foto sottostante) ripristina la chiusura esterna dell’edificio e consente nello stesso tempo di variarne la pressione interna, rispetto alla pressione esterna, con un sistema controllato da PC.

Ovvero: azionando il ventilatore in modo che espella aria dall’interno dell’edificio verso l’esterno, la pressione all’interno cala. In questo modo l’aria esterna tende ad entrare all’interno per riequilibrare le pressioni. Questa apparecchiatura consente quindi di “creare” a piacimento le condizioni che causano infiltrazioni d’aria, presenti quando all’esterno è presente un forte vento, con la differenza che il vento forza l’aria esterna ad entrare nell’edificio solo sul lato sopravento, mentre nel lato sottovento ‘ l’aria interna ad uscire (vedi figura sottostante).

Col blower door, invece, l’edificio è soggetto da tutti i lati alla stessa differenza di pressione, come sarebbe nella situazione ideale di vento che soffia contro l’edificio in egual misura da tutti i lati, cosa impossibile nella realtà.

Le infiltrazioni d’aria possono provenire da diversi percorsi:

L’aria che entra nell’edificio per effetto del blower door (che vi crea una depressione all’interno), se è ad una temperatura inferiore (o superiore) da quella interna raffredda (o riscalda) per convezione le superfici interne con cui viene a contatto, rendendole visibili termo graficamente se prima non lo erano.

Quest’immagine termografica, ripresa senza far funzionare il blower door, mostra l’interno di una casa con tetto in legno: le zone fredde sotto il tetto sono il ponte termico del cordolo in cemento armato. Nella zona del riquadro verde non si notano anomalie, a parte il ponte termico.

L’immagine sottostante rappresenta la stessa zona del riquadro verde, indagata con la termografia durante la creazione di una differenza di pressione negativa all’interno dell’abitazione col blower door: si notano chiaramente le striature fredde dove l’aria esterna, a temperatura inferiore, ha raffreddato le zone con cui è venuta a contatto. Anche i punti d’infiltrazione sono facilmente individuabili.

Da notare che non è necessario vi sia vento perché entri aria da uno spiffero: è sufficiente una differenza di temperatura dell’aria tra esterno ed interno, o di pressione di vapore. Infatti differenti temperature dell’aria portano ad una diversa densità dell’aria e quindi alla tendenza dell’aria a scambiarsi di posto per equilibrare la propria densità, come le diverse pressioni di vapore tendono ad equilibrarsi con analogo meccanismo: la natura tende sempre all’equilibrio. Il trasporto di vapore attraverso una fessura è circa 100 volte superiore di quello dovuto alla permeabilità al vapore di un normale materiale da costruzione, e questo, oltre a problemi di dispendio energetico, causa problemi come la condensa interstiziale, ovvero la condensa dentro lo spessore di una parete o un tetto, con degrado delle caratteristiche isolanti dei materiali. E’ noto infatti che la capacità isolante cala con l’aumento del contenuto di umidità.

I ponti termici, essendo causati dalle caratteristiche strutturali e non dalle condizioni di vento (che è come dire da differenze di pressione) non cambiano se il blower door viene o meno utilizzato, e la termografia li vede sempre allo stesso modo.

Il blower door è uno strumento che non nasce per essere accoppiato alla termografia: in effetti si tratta di un’apparecchiatura nata per soddisfare i requisiti della norma UNI EN 13829 che stabilisce il metodo di prova per la misura della permeabilità all’aria degli edifici.

La permeabilità all’aria si misura con il parametro numerico n50: questo parametro esprime il numero di ricambi d’aria all’ora del volume interno dell’edificio con una differenza di pressione di 50 Pascal rispetto all’esterno (di qui il termine n50). Tanto più è elevato il numero n50, tanto più l’edificio ha spifferi ed è quindi soggetto a perdite energetiche ed a problemi di comfort; tanto il valore n50 è basso, tanto più l’edificio è ermetico e “risparmioso”, fino ad aver bisogno di un impianto di ventilazione meccanica controllata per assicurare le corrette condizioni termoigrometriche. Al termine del blower door test si ha un grafico con un diagramma di regressione fra le differenze di pressioni (in ascissa) e la portata d’aria, sia con edificio in pressione positiva rispetto all’esterno (linea con quadrati viola) che con pressione negativa (linea con rombi blu). Dalla posizione reciproca delle 2 linee, ovvero dal diverso comportamento quantitativo dell’edificio in pressione o in depressione, si possono trarre informazioni sui meccanismi prevalenti di infiltrazione e sulle relative cause (serramenti, tetto, …).

Sappiamo già cos’è un ponte termico e cos’è un’infiltrazione d’aria. Esiste un terzo tipo di problema che causa un deterioramento delle prestazioni energetiche dell’edificio, il thermal bypass, termine anglosassone per indicare un fenomeno che causa un “attraversamento” dell’isolamento termico, senza essere né un’infiltrazione d’aria (nel termine propriamente detto) né un ponte termico.

Immagine cortesemente concessa da Mark Sidall, “Thermal bypass- the impact of natural and forced convection upon building performance” in Green Building Magazine (summer 2009)

Il thermal bypass avviene quando l’aria attraversa parzialmente lo spessore dell’involucro (muri o tetto), senza entrare all’interno dell’edificio, o entrandovi in minima parte per le poche fessure presenti. Ciò significa che l’aria transita all’interno di intercapedini nei muri o nel tetto (per convezione naturale o per pressione del vento), causando un raffreddamento delle intercapedini, talvolta un raffreddamento delle superfici interne per conduzione attraverso la parete interna dell’intercapedine, ed un deperimento delle prestazioni dell’isolante presente nell’intercapedine, con conseguenti effetti negativi sulla performance energetica dell’abitazione, e probabilmente causando altri problemi.

Nell’immagine termografica soprastante sono visibili moti convettivi di aria fredda esterna dietro una controparete in cartongesso. Si vede come i moti si originino a livello del pavimento (sotto il quale è presente un garage non riscaldato) ed arrivino sino al soffitto, anch’esso con rifodera in cartongesso causando un deterioramento dell’isolamento anche se non si ha un cospicuo ingresso di aria all’interno dell’abitazione.

Invece nell’immagine termografica sottostante il moto convettivo d’aria fredda dietro la controparete avviene dal punto di giunzione tra parete e tetto (zona con flusso a temperatura più bassa) per la non corretta posa della barriera all’aria. L’aspetto “a bolle” è dovuto alla colla con cui la parete in cartongesso è fissata a quella retrostante.

Un’altra possibilità offerta dall’accoppiamento del blower door test con la termografia è quella del controllo della corretta posa in opera dei serramenti: se termo graficamente si rilevano infiltrazioni, come ad esempio nella foto sottostante, è possibile quantificarne l’entità misurando la velocità d’ingresso dell’aria con un aneometro o un termoanemometro.

Termografia di infiltrazioni d’aria da serramenti e da giunti di casa in legno durante blower door test

1,19 m/sec velocità infiltrazione aria, misurata con termo anemometro, serramento per carenza guarnizione

Termografia di infiltrazione di aria fredda da travi di tetto in legno durante blower door – esempio 1

Termografia di infiltrazione di aria fredda da falda di tetto in legno – esempio 2

L’utilizzo della termografia e del blower door è quindi un validissimo sistema per controllare sia la buona esecuzione dell’edificio che per individuarne i punti critici cui porre rimedio.