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BLOWER DOOR TEST: CHE ARIA TIRA IN CASA?

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Infiltrazioni d’aria: spiacevoli conseguenze
Il Blower Door Test e la sua storia

La strumentazione necessaria

Normativa

Infiltrazioni d’aria: spiacevoli conseguenze
Nella moderna progettazione dell’involucro edilizio secondo criteri di risparmio energetico e sostenibilità ambientale, ogni progettista deve prevedere una valutazione delle infiltrazioni d’aria dall’ambiente esterno verso l’interno. La presenza incontrollata di infiltrazioni, la cui importanza è spesso trascurata, può infatti generare diversi problemi, quali una bassa qualità dell’aria interna, uno scarso comfort termoacustico, la possibile formazione di muffe o condense dovute alle caratteristiche dell’involucro o, su altro versante, inconvenienti di carattere energetico.
Per quanto riguarda la qualità dell’aria, ad esempio, se l’infiltrazione avviene attraverso elementi dell’involucro confinanti con scantinati o garage vi è il rischio che questa si arricchisca di agenti inquinanti come polveri derivanti da materiali da costruzione o radon. Per quanto concerne il comfort termico, invece, spesso la presenza di infiltrazioni localizzate può creare disagi dovuti alla formazione di correnti fredde, mentre la discontinuità delle strutture costituenti l’involucro può favorire la propagazione di rumori provenienti dall’esterno, con conseguente peggioramento del comfort acustico. Analizzando poi la qualità dell’involucro, è da sottolineare come in inverno le infiltrazioni d’aria fredda possano concorrere all’ulteriore abbassamento di temperatura in corrispondenza dei ponti termici dell’involucro stesso (cordoli o angoli), con il rischio di formazione di muffe o condense. Inoltre, la presenza di infiltrazioni d’aria causa una diminuzione o un aumento della temperatura media interna, rispettivamente nelle stagioni invernale ed estiva: ciò comporta maggiori oneri per la climatizzazione con conseguente aumento di risorse impiegate e, quindi, di costi.
Ne consegue che individuare ed arginare l’effetto negativo delle infiltrazioni d’aria è importante per garantire sia una progettazione che un’esecuzione di qualità dell’involucro.
Una permeabilità all’aria eccessiva è certamente dannosa, ma un adeguato tasso di ventilazione deve essere comunque sempre assicurato per garantire salubrità all’ambiente, ad esempio mediante un impianto di ventilazione meccanica controllata o, se non presente, mediante una corretta gestione dell’edificio.
Blower Door Test
Le perdite per infiltrazione richiedono un’accurata diagnosi, al fine di individuare nella struttura le zone di maggiore permeabilità. Questo permette di mirare gli interventi sugli elementi maggiormente responsabili di tali problematiche.
Un’efficace tecnica per valutare tali infiltrazioni è il Blower Door Test che, già largamente diffusa in America e nell’Europa del Nord, si sta diffondendo anche tra gli esperti del settore italiani.
Il Blower Door è costituito da un particolare ventilatore che mette in depressione o sovrapressione l’involucro edilizio rispetto all’esterno. Questo strumento di misura viene installato in corrispondenza di una porta o di una finestra esterna che divide la zona climatizzata dall’ambiente circostante. Il ventilatore richiama aria dall’edificio fino a produrre e mantenere all’interno dell’edificio stesso una costante depressione o, secondo le esigenze, una sovrapressione.
Questa tecnologia è nata in Svezia nella seconda metà degli anni Settanta come semplice ventilatore montato su finestra per testare la permeabilità dell’involucro edilizio, per poi essere impiegata anche negli Stati Uniti. A poco a poco si resero evidenti le cause non direttamente rilevabili che maggiormente influenzano la permeabilità dell’involucro edilizio. In particolare si evidenziarono le infiltrazioni dovute a finestre, porte e terminali di impianto, come una presa elettrica ad esempio. Negli anni Ottanta tale strumentazione accrebbe la sua diffusione e iniziò ad essere adottata nelle operazioni di “House Doctoring”, ossia come strumento diagnostico della qualità dell’involucro edilizio.
Strumentazione tecnica
Figura 1: il ventilatore dell’apparecchiatura Blower Door

Il sistema Blower Door, nella sua versione più diffusa commercialmente, è formato da un ventilatore, un telaio in alluminio con barre telescopiche e un’unità di controllo ed acquisizione dati collegabile – con l’ausilio di un software dedicato – al personal computer.

A questo si aggiungono due componenti molto utili, specialmente per la localizzazione delle infiltrazioni: l’anemometro e il regolatore manuale della potenza del ventilatore. Infatti, controllando manualmente il ventilatore è possibile creare una differenza di pressione costante tra interno ed esterno, utile all’individuazione dei punti di infiltrazione dell’aria.
Il ventilatore(Figura 1) è costituito da una girante azionata da un motore che, alimentato da corrente alternata, è in grado di elaborare

Figura 2: particolare del telo in nylon con foro per alloggiamento del ventilatore
Figura 3: disposizione dell’apparecchiatura su una porta-finestra

elevate portate d’aria. La portata d’aria del ventilatore viene quindi misurata attraverso la sezione di ingresso con macchina in funzione ed in corrispondenza di una prefissata differenza di pressione tra monte e valle. La possibilità di orientare il ventilatore nei due versi permette di effettuare prove in pressione e depressione. Per consentire un’ampia gamma di portate si utilizzano anelli in plastica, applicabili alla sezione di aspirazione del ventilatore, con il fine di ridurre la sezione di passaggio.
Il telaio è costituito da una serie di montanti e traversi telescopici adattabili alle diverse misure delle aperture, mentre un robusto telo in nylon, forato nella parte inferiore (Figura 2) per alloggiarvi il ventilatore (Figura 3), viene montato sul telaio stesso per chiudere la porta o la finestra selezionata per la prova.

L’unità di controllo ed acquisizione dati comprende gli ingressi per la misura della pressione e permette il controllo manuale del ventilatore. Essa è collegabile all’elaboratore per l’analisi dei dati rilevati. Lo strumento è in grado di valutare variazioni di pressione dell’ordine di 0.1 pascal, con capacità di autoazzeramento.
Dunque si procede alla variazione della differenza di pressione tra ambiente interno ed esterno dell’edificio, mediante controllo – manuale o automatico – del ventilatore per registrare conseguentemente la portata d’aria che fluisce tra i due ambienti attraverso la sezione del ventilatore.
Normativa
La norma di riferimento per effettuare la prova con il sistema Blower Door è la EN 13829:2000, recepita in italia con la UNI EN 13829:2002. Essa definisce un metodo di misurazione in opera della permeabilità all’aria di edifici o parti di essi, specificando l’uso della pressurizzazione o depressurizzazione meccanica dell’edificio. Tale norma si applica per la misurazione delle infiltrazioni d’aria dell’involucro edilizio di un edificio monozona, anche se molti edifici multizone possono essere trattati come monozona: ad esempio aprendo porte interne o inducendo pressioni uguali in zone adiacenti.
Secondo normativa, la metodologia descritta può essere utilizzata per diversi scopi. In primis per misurare la permeabilità all’aria di un intero edificio o di parte di esso per conformità ad una specifica di progetto di tenuta all’aria, ma anche per effettuare lo stesso controllo per numerosi edifici simili o per parti di essi, per identificare le cause di infiltrazione o, infine, per determinare la riduzione di infiltrazioni di aria che deriva da applicazioni successive di singole misure migliorative ad un edificio esistente o a parte di esso.
E’ bene sottolineare che la portata d’aria di infiltrazione è ottenuta ad una differenza di pressione di riferimento che non coincide in genere con le condizioni effettive cui è sottoposto l’involucro. Nel caso in cui si voglia misurare direttamente la portata di infiltrazione effettiva è necessario l’utilizzo di metodi che adottino gas tracciante.
Le condizioni ambientali influenzano notevolmente i risultati ottenuti dalle prove: la situazione ideale per un’analisi prevede piccole differenze di temperatura tra l’ambiente esterno e quello interno e basse velocità del vento.
La normativa in materia presenta due possibili metodi di prova, che si distinguono per la diversa preparazione dell’edificio e per lo scopo da raggiungere. Il primo è volto a caratterizzare lo stato dell’involucro edilizio nelle condizioni in cui normalmente sono utilizzati l’impianto di riscaldamento e di raffrescamento: le aperture esterne dell’edificio devono essere chiuse (finestre, porte, porte tagliafuoco), i dispositivi terminali dell’aria per la ventilazione meccanica o per la climatizzazione sigillati, altre aperture di ventilazione chiuse, mentre gli impianti di riscaldamento con presa d’aria interna e dispositivi per la ventilazione meccanica o la climatizzazione dell’aria devono essere spenti.
Il secondo metodo, invece, prevede che tutte le aperture regolabili dell’involucro edilizio siano chiuse e le restanti aperture, comprese quelle per la ventilazione naturale, siano sigillate. Non vi sono invece differenze per quanto riguarda il funzionamento degli impianti.
A questo punto si procede all’installazione del ventilatore sul telaio montato su una porta o su una finestra.
Parametri essenziali per il corretto svolgimento della prova sono da un lato la conoscenza di superfici e volumetrie dell’edificio e dall’altro le condizioni ambientali interne ed esterne. Per tale ragione il Blower Door dev’essere accompagnato da una sonda di temperatura e se possibile da un anemometro, per la valutazione della velocità dell’aria in corrispondenza delle infiltrazioni.
Figura 4: esempio di Building Leakage Curve per prova in depressione
La prova procede pertanto con la misura della portata d’aria attraverso il ventilatore con diverse differenze di pressione tra l’interno e l’esterno, in modo da ricavare la curva caratteristica di permeabilità dell’edificio esaminato, la cosiddetta Building Leakage Curve (Figura 4): essa riporta sull’asse delle ascisse le differenze di pressione indotte (Pa) tra ambiente interno ed esterno, mentre sull’asse delle ordinate vi sono i rispettivi valori di portata (m3/h), che fluisce attraverso gli ambienti in corrispondenza della differenza di pressione considerata.
Solo ora si può procedere con l’analisi dei cinque punti richiesti dalla UNI EN 13829:2002.

Una volta eseguita la prova, una semplice elaborazione dei dati fornisce gli indici che riassumono il comportamento dell’edificio: quello più rappresentativo, come da normativa, è l’nΔpr (tasso di ricambio del volume d’aria interno per una differenza di pressione tra interno ed esterno all’involucro di Δpr), ovvero il rapporto tra la portata media d‘infiltrazione in corrispondenza di una determinata differenza di pressione ed il volume interno. La differenza di pressione di riferimento è spesso fissata e pari a 50 Pascal, dunque il risultato che in genere si ottiene mediante questa prova è il tasso di ricambio d’aria a 50 Pascal

La tabella riporta, a titolo indicativo, i valori limite che Germania (DIN) e Repubblica Ceca (CSN) pongono per n50.
Descrizione della tipologia d’edificio o impianto
n50 [h-1]
Senza ventilazione meccanica (ventilazione naturale) [DIN 4108-7: 2001-08]
3
Con aspirazione meccanica dell’aria senza recupero di calore [DIN 4108-7: 2001-08] (CSN 73 0540)
1,5
Aspirazione ed alimentazione guidata con recupero di calore (CSN 73 0540)
1
Case passive (CSN 73 0540)
0,6
Limite massimo per tutti gli edifici (CSN 73 0540)
4,5
Tabella 1: Valori limite di n50 imposti in Germania (DIN) e Repubblica Ceca (CSN).

Indici simili si ottengono considerando il rapporto tra portata media d’aria di infiltrazione e superficie dell’involucro o superficie netta del pavimento. Possono naturalmente essere ricavate altre grandezze di output, non definite in normativa, ma descritte in molti testi di letteratura specializzata.
Enti certificatori e letteratura specializzata definiscono i limiti che tale indice può assumere per poter considerare un involucro di migliore o peggiore qualità.
In un’ottica di impiego razionale dell’energia, il Blower Door Test è dunque una delle poche prove in opera ad oggi disponibili cui si può sottoporre un edificio per valutarne l’effettiva costruzione a regola d’arte: un nuovo importante passo avanti verso un’edilizia di qualità.

Autori: Giuseppe Emmi, Pier Giorgio Cesaratto, Wilmer Pasut Università degli studi di Padova – Dipartimento di Fisica Tecnica

Bibliografia UNI EN 13829:2002 ‘Determinazione della permeabilità all’aria degli edifici – Metodo di pressurizzazione mediante ventilatore.

Si autorizza la riproduzione a fini non commerciali, con citazione obbligatoria della fonte e inserimento link a www.energheiamagazine.eu.

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