ITTO20111251A1 - Dispositivo a valvola multifunzione per espulsione di umidita' e vapore saturo per strutture edili. - Google Patents

Description

Descrizione dell’Invenzione Industriale avente per titolo: “DISPOSITIVO A VALVOLA MULTI-FUNZIONE PER ESPULSIONE DI UMIDITA' E VAPORE SATURO PER STRUTTURE EDILIâ€

DESCRIZIONE

La presente invenzione à ̈ relativa ad un dispositivo a valvola multi-funzione per espulsione di umidità e vapore saturo per strutture edili. Tale dispositivo elimina i rischi di condensazione all’interno delle pareti e delle strutture edili convenzionali, rivestite con cappotti termici (anch’essi convenzionali), senza limitazione di applicazione su una molteplicità di coperture termoacustiche di porte o finestre, o può essere anche integrato su varie tipologie di telai, finestre, porte, cassonetti termici e cappotti termici di qualsiasi natura.

La valvola di ritegno con otturatore sferico a palla, anche se nota in campo idraulico, secondo le conoscenze del Richiedente non à ̈ mai stata utilizzata né risulta nota nell’industria edile in genere. Tale tipo di valvola risulta di estrema affidabilità, quando à ̈ posizionato sia in verticale, sia in orizzontale, grazie alla sua semplicità costruttiva ed all’assenza di meccanismi.

Il suo principio di funzionamento si basa sul libero movimento della "palla" all'interno del corpo valvola, e sulla particolare progettazione del corpo valvola con materiali termici (per far sì che la temperatura del fluido veicolato non subisca grandi variazioni). Inoltre, la progettazione della guida della palla e del condotto di mandata garantisce un passaggio completamente aperto e privo di strozzature o asperità, che potrebbero altrimenti fermare ogni tipo di deflusso, sia del vapore, sia dell’umidità o dell’acqua.

Grazie al passaggio libero che si crea, le perdite di carico sono molto basse. La palla della valvola ha una bassa inerzia e quindi la pressione di apertura della valvola di ritegno à ̈ circa la metà di una valvola nota, ad esempio del tipo a clapet; la posizione di apertura del condotto si ottiene senza l'impiego di molle o altri mezzi meccanici.

Per ottenere sia la perfetta tenuta, sia la chiusura silenziosa, la "palla" à ̈ di resina fenolica o rivestita con gomma nitrilica resistente alle acque pulite, dolci o di mare, alle acque reflue o piovane, anche con residui di idrocarburi. L'estrema semplicità concettuale della valvola la rende di lunghissima durata ed esente da manutenzione.

Il dispositivo a valvola inventivo trova ampia applicazione in svariati campi dell’edilizia, come ad esempio, e in modo non limitativo, per qualsiasi tipologia di telaio di finestre o porte, in legno, alluminio, acciaio o simili; per i connettori / distanziali di qualsiasi materiale; nelle cavità di involucri edilizi in genere, realizzati in laterizio o altri materiali convenzionali, e rivestiti a cappotto termico.

Come detto, il dispositivo inventivo ha la funzione di evacuare l’umidità, il vapore saturo e condense interstiziali che si creano in qualsiasi struttura, sia monolitica, sia cava, risolvendo la cosiddetta “sindrome dell’edificio malato†(in Inglese, “sick sindrome building†), problema finora irrisolto.

Il dispositivo a valvola inventivo si basa sul concetto di involucro, come elemento dinamico e interattivo di un complesso sistema energetico e igrometrico, il quale, tramite molteplici valvole multi-funzione applicate o integrate successivamente, regola il funzionamento dell’edificio e ne caratterizza la funzionalità, apportandogli un esclusivo comfort abitativo, in qualsiasi condizione climatica, anche molto avversa.

La Legislazione e Normativa Tecnica di riferimento per tale dispositivo à ̈ la UNI EN ISO 13788:2003, Prestazione igrotermica dei componenti e degli elementi per edilizia – Temperatura superficiale interna per evitare l'umidità superficiale critica e condensazione interstiziale - Metodo di calcolo, 01/06/2003

Per comprendere meglio il funzionamento del dispositivo inventivo, si accennerà qui di seguito ai fenomeni che esso va a contrastare. In particolare, per quanto riguarda la formazione di condensa nelle parete di un edificio, l’esigenza primaria al fine di mantenere le prestazioni dell’involucro edilizio à ̈ quella di evitare il rischio di formazione ed accumulo di condensa, affinché la durata e l’integrità degli elementi costruttivi non vengano compromesse, dal punto di vista sia termico, sia strutturale

La formazione di condensa può essere di due tipi:

- superficiale quando interessa la superficie interna delle pareti, a causa del raggiungimento di elevati valori di umidità relativa dell’aria interna, che creano in prossimità dei muri, la comparsa di condensa;

- interstiziale quando, all’interno della parete, si creano delle condizioni di temperatura e pressione tali da raggiungere le condizioni di rugiada.

I danni arrecati dalla formazione della condensa nelle pareti o nella struttura edile provocano:

- un decadimento delle caratteristiche prestazionali delle pareti, con conseguente riduzione del grado di isolamento del muro a causa dell’umidità che vi à ̈ contenuta;

- un peggioramento della vivibilità e del comfort degli ambienti delimitati da tali pareti o struttura;

- la comparsa, sulle superfici delle parerti, di muffe ed efflorescenze, con il conseguente danneggiamento degli strati di finitura interni ed esterni delle murature, quali cartongessi, intonaci, ecc.

La verifica della formazione di condensa all’interno di ogni singola parete può essere determinata avvalendosi del Diagramma di Glaser, che à ̈ il metodo grafico attraverso il quale, una volta note la temperatura e l’umidità esterne ed interne; la temperatura, la pressione e le caratteristiche termiche relative ai singoli strati che compongono la parete, si costruiscono la curva delle pressioni parziali e la curva relativa alle pressioni di saturazione, verificando l’eventuale presenza di punti di intersezione tra le due curve.

Qualora si verifichino punti di intersezione, ciò significa che in quei punti si verificheranno condizioni di temperatura e di pressione tali da portare l’aria ad uno stato di saturazione, e di conseguenza in qui punti si avrà formazione di condensa, problema risolto appunto dall’applicazione del dispositivo a valvola multifunzione dell’invenzione.

La condensa si forma in questo modo. L’aria contenuta in un determinato ambiente può contenere una certa quantità di acqua, sotto forma di vapore acqueo in sospensione. La quantità di vapore acqueo che può essere contenuta nell’aria dipende da due variabili: temperatura e pressione. Questo significa che, nell’aria può essere contenuta una quantità massima di vapore per ogni valore di temperatura e pressione e che, una volta che tale limite viene raggiunto, si ha uno stato di saturazione dell’aria. Questa saturazione comporta che, per ogni incremento di una quantità di vapore oltre al limite massimo del valore contenuto, si ha una precipitazione del vapore sotto forma di condensa, per il quale risulta ovvio e indispensabile applicare molteplici dispositivi a valvola dell’invenzione per l’espulsione dell’umidità e del vapore saturo.

E’ chiaro che, in condizioni di pressione costante, ad un aumento della temperatura dell’aria, corrisponde un aumento della quantità di vapore che in essa può essere contenuta. Di conseguenza, minore à ̈ la temperatura, minore sarà la quantità di vapore che può contenere l’aria.

In condizioni normali l’aria non à ̈ satura, ma contiene una certa quantità di vapore (g/kg) inferiore al valore che corrisponderebbe ad una situazione di saturazione dell’aria. Questo rapporto tra il peso del vapore contenuto nell’aria ed il peso del vapore contenuto nella stessa aria satura viene detto “umidità relativa†, la quale viene espressa in percentuale rispetto all’umidità assoluta. Un valore di 80% di umidità relativa nell’aria, quindi, starà ad indicare che essa contiene l’80% della quantità massima di vapore acqueo che può essere contenuto a quella temperatura. Si ha formazione di condensa quando in un ambiente, in presenza di una determinata umidità relativa, si fa diminuire la temperatura fino a raggiungere il valore di saturazione, con la conseguente precipitazione del vapore dallo stato gassoso a quello liquido (condensazione), altro stato in cui diventa indispensabile utilizzare il dispositivo dell’invenzione.

La “temperatura di condensa†o “temperatura di rugiada†indica la temperatura dell’aria, alla quale si avrà la formazione di condensa e quindi di acqua. Le considerazioni fin qui fatte, valgono ipotizzando di tenere costante una delle due variabili, per esempio la pressione, facendo variare la temperatura e viceversa (cioà ̈ anche quando si mantiene costante la temperatura, facendo variare la pressione). Ne consegue che si definiscono “pressione parziale†la pressione a cui si trova il vapore contenuto nell’aria, ad una data temperatura, e “pressione di saturazione†il valore di pressione corrispondente ad una condizione di saturazione dell’aria ad una determinata temperatura.

L’umidità relativa esprime il rapporto tra la pressione relativa e quella di saturazione espresso in percentuale:

Ur = P r / P s ( in % )

La verifica della condensa delle pareti avviene preferibilmente attraverso il cosiddetto Procedimento di Glaser. Il fenomeno della formazione di condensa sulle pareti degli edifici si crea quando si raggiungono valori elevati di umidità relativa dell’aria interna, determinando così i presupposti per la formazione di rugiada sulla faccia interna delle pareti. La condensa può interessare anche l’interno della parete, quando cioà ̈ all’interno degli strati che la compongono, si verificano condizioni di temperatura e pressione tali da indurre la condensazione del vapore acqueo, altra situazione in cui diventa indispensabile l’utilizzo del dispositivo inventivo.

Considerando che il vapore acqueo presente in un ambiente tende a muoversi da una zona in cui la pressione di vapore à ̈ più elevata ad un’altra in cui tale pressione à ̈ meno elevata, una parete che divide due ambienti posti a differente temperatura e pressione si troverà attraversata da un flusso di vapore, che passando attraverso i vari strati della parete incontrerà una resistenza. Questa resistenza sarà direttamente proporzionale allo spessore del muro e alle caratteristiche di impermeabilità del materiale e quindi al valore di d, valore che prende il nome di “coefficiente di resistenza al passaggio del vapore†, ed indica la resistenza al passaggio del vapore di un certo materiale rispetto a quello dell’aria a parità di temperatura e pressione.

Un altro parametro utile per studiare il fenomeno della condensa à ̈ il “coefficiente di conducibilità al passaggio del vapore†o “permeabilità†, indicato con m, che misura la quantità di vapore (kg) che attraversa lo spessore di 1 mq per una differenza unitaria di pressione.

I coefficienti di resistenza al passaggio del vapore e di permeabilità rappresentano una caratteristica dei materiali da costruzione e sono legati alla densità dei materiali stessi. Essi sono ricavabili dalle apposite tabelle contenute nella Normativa EUROPEA. Il processo con il quale, mettendo in relazione i parametri riferiti alle caratteristiche dei materiali ed i parametri fisici degli strati che compongono la parete, si perviene al tracciamento di un diagramma per la verifica della condensa nella parete, prende il nome di Procedimento di Glaser.

Il Diagramma di Glaser permette di dimensionare la parete, sia per quanto riguarda gli spessori degli strati, sia per quanto riguarda la scelta dei materiali che la compongono, in base alle caratteristiche di permeabilità degli stessi. I parametri igrometrici relativi ai singoli strati della parete che risultano necessari sono:

- Temperatura all’interno di ogni singolo strato;

- Pressione parziale di ogni strato;

- Pressione di saturazione alle varie temperature;

- Resistenza al vapore dei singoli strati.

Una volta noti tali parametri, si costruisce il relativo diagramma, costituito da una curva delle pressioni di saturazione ed una curva delle pressioni parziali.

Confrontando la curva delle pressioni parziali con la curva delle pressioni di saturazione all’interno dei vari strati del muro, si possono verificare i casi:

<•>le due curve non hanno punti di intersezione, e quindi non vi sono pericoli di formazione di condensa;

• le due curve hanno un punto di tangenza: in questo caso si sono verificate le condizioni per la formazione di condensa in un punto e quindi basterà una diminuzione della temperatura o un aumento della pressione relativa per provocare la comparsa di rugiada: anche qui diventa ovvio e indispensabile utilizzare il dispositivo inventivo per l’espulsione dell’umidità;

• le due curve hanno più punti di intersezione: in questo caso il tratto compreso tra il punto di inizio e il punto finale della zona di ipotetica intersezione rappresenta il tratto della murature nel quale avviene la formazione di condensa, altra situazione che richiede l’impiego del dispositivo inventivo per l’espulsione dell’umidità.

Esistono differenti cause per cui l'umidità può insinuarsi nei muri creando gli effetti già trattati in altre sezioni. E' importante riconoscere quali sono per poter attuare il corretto intervento e risolvere in questo modo il problema con l’utilizzo del dispositivo inventivo

Con riferimento alla Figura 1, Ã ̈ rappresentato un sito di applicazione del dispositivo inventivo. In tale Figura, i segni di riferimento rappresentano quanto segue:

Spruzzi d'acqua Pendio - Acqua con pressione Umidità igroscopica Effetto dell'umidità piovana Umidità dovuta a fattori chimici Condensazione Umidità dovuta a lavori edili Acqua filtrante Infiltrazione laterale di umidità Danni agli impianti Umidità da fattori geologici o ambientali Umidità di risalita dal terreno

Area su cui il dispositivo inventivo ha un effetto completo

1. Umidità capillare ascendente dal terreno

Se l'isolamento (orizzontale) manca o à ̈ difettoso i materiali edili porosi assorbono l'umidità proveniente dal terreno, contrariamente alla forza di gravità, attraverso il sistema capillare, situazione in cui à ̈ indispensabile applicare il dispositivo inventivo per l’espulsione dell’umidità.

2A. Umidità igroscopica

Ogni parete ed ogni intonaco contengono, dopo il prosciugamento, una certa quantità di sali igroscopici (che attraggono umidità) propri della struttura muraria ma anche sali estranei ad essa (per esempio i sali del terreno). A causa della continua risalita capillare di umidità, questi sali fuoriescono dal muro e dal terreno fino a depositarsi nella zona di evaporazione sull'intonaco o sulla pittura. Dopo un prosciugamento interno delle mura ben riuscito, sull'intonaco o sulla pittura rimangono dei residui di sali capaci di assorbire solo una certa quantità di umidità dell'aria: esiste quindi la possibilità che il muro si asciughi all'interno ma che l'intonaco o la pittura con eccessivo contenuto di sali rimangano umide.

2B. Umidità residua – grado di umidità dei muri

Naturalmente lo scopo del prosciugamento dei muri umidi non à ̈ di eliminare tutta l’umidità dai muri. Un muro completamente secco, oltre che impossibile da ottenere, sarebbe contrario a ogni comfort. Ogni tipo di muratura e ogni tipo di materiale per l’edilizia ha un suo grado di umidità residua naturale. Secondo le situazioni, le temperature e l’uso delle abitazioni esistono delle umidità residue ottimali da raggiungere. Questa materia à ̈ talmente importante e delicata che alcuni paesi, come l’Austria e la Germania, hanno scritto Normative di settore apposite che descrivono i vari valori di umidità da raggiungere, situazione in cui à ̈ ancora indispensabile applicare il dispositivo inventivo per l’espulsione dell’umidità.

Per esempio, un classico mattone risulta totalmente saturo, ossia totalmente umido, quando il 25% del suo peso à ̈ costituito d'acqua (approssimativamente 500 litri d'acqua per metro cubo della mattonella). In questo modo il mattone convenzionale risulta d'acqua al 100%. Quindi il limite massimo di umidità residua stabilito si ha allora quando il 5% del peso del mattone à ̈ costituito d'acqua (tale percentuale si ottiene facendo il 20% del 25% = 5%).

3. Infiltrazione laterale dell'umidità

In presenza di danni o difetti nell'isolamento verticale, (ad esempio si considerino delle mura esterne di una cantina che toccano il terreno), l'umidità può penetrare lateralmente attraverso i capillari fino ad attraversare l'intero muro. Più spesso à ̈ il muro e minore à ̈ l'umidità da infiltrazione laterale, migliori saranno i risultati del dispositivo a valvola multifunzione dell’invenzione.

Per avere una casa o struttura edile completamente asciutta (interiormente e lateralmente), à ̈ possibile utilizzare il dispositivo dell’invenzione con opportuni calcoli per stabilire la fuoruscita dell’umidità.

4. Acqua di pendio con pressione

L'acqua che fluisce da un pendio oppure un livello d'acqua nel terreno temporaneamente alto, esercitano una pressione sulla muratura, penetrandovi. Quando à ̈ all'interno del muro, l'acqua à ̈ spinta verso l'alto attraverso il sistema capillare (pressione idrostatica): situazione in cui à ̈ indispensabile applicare il dispositivo inventivo per l’espulsione dell’umidità.

5. Spruzzi d'acqua

La pioggia, rimbalzando su una superficie liscia vicino al muro esterno (solette di cemento, strada asfaltata o altro), ne colpisce il basamento.

6. Umidità da danni tecnici di costruzione, danni alle installazioni

Quest’umidità deriva dalla mancanza o da una inadeguata protezione contro l'infiltrazione d'acqua piovana (danno al tetto o al materiale del tetto, camino insufficientemente sigillato, mancanza del materiale di protezione della superficie del tetto, camini inutilizzati. drenaggio del tetto mancante etc.) e/o da guasti alle condutture (danni o ostruzioni alle grondaie, ostruzioni dei tubi di scolo, tubi di scarico, tubi rotti ecc..) 7. Umidità dovuta alle piogge

Se la pioggia colpisce direttamente le mura, l'umidità penetra nell'intonaco non resistente all'acqua o nelle murature non intonacate: situazione in cui à ̈ indispensabile applicare il dispositivo inventivo per l’espulsione dell’umidità.

8. Infiltrazioni d'acqua

Le acque superficiali che si formano a causa delle precipitazioni possono penetrare liberamente nelle fessure tra terreno e muro dell'edificio; in questo modo i muri sotto il livello del terreno (ad esempio quelli delle cantine) diventano spesso molto umidi: situazione in cui à ̈ indispensabile applicare il dispositivo inventivo per l’espulsione dell’umidità.

9. Umidità dovuta a lavori edili, umidità causata dal nuovo intonaco

L'umidità edile à ̈ quell'umidità che rimane "incorporata" nella muratura o struttura edile quando questa viene costruita solitamente in materiali convenzionali quali laterizi, blocchi cementizi, ecc. Essa si volatilizza lentamente nel corso all’incirca di un anno e mezzo o tre anni. In un muro da poco intonacato, la naturale evaporazione della specifica umidità dell'intonaco avviene in 1 o 2 anni, e dipende dal materiale dell'intonaco e dal suo spessore. Il completo processo di prosciugamento delle mura e dell'intonaco invece può avvenire in un periodo di tempo maggiore di quello riportato per i due casi separatamente: situazione in cui à ̈ indispensabile applicare il dispositivo inventivo per l’espulsione dell’umidità, in tempi rapidissimi per ottenere una struttura edile prima di umidità.

10. Umidità causata da fattori di disturbo geologici o tecnici

Determinati campi elettromagnetici, elettrostatici e/o altri campi di diversa natura, in laterizi, blocchi cementizi e per loro stessa natura, possono aumentare l'umidità capillare nella muratura. Fondamentalmente, si verificano due tipi di fattori di disturbo:

Fattori geologici: si formano a causa della presenza di sorgenti d'acqua nel sottosuolo, di corsi d'acqua sotterranei che fluiscono velocemente, di fratture tettoniche, ecc;

Fattori di disturbo tecnici: sono causati dai trasmettitori di televisione, radio, radar, cellulari o altri tipi di trasmettitori (producendo il cosiddetto “elettro-smog†; determinate misure preventive possono ridurre queste onde), da conduttori elettrici o metallici non isolati (tubi ecc.) o da supporti di parafulmini non isolati.

Anche in questo caso il dispositivo a valvola multi-funzione dell’invenzione riveste un ruolo fondamentale di evacuazione dell’acqua e diffusione del vapore.

11. Umidità da Condensazione

L'aria calda e umida condensa sulle superfici murarie fredde. Ciò crea l'umidità da condensazione. Le cause sono spesso riconducibili a: un isolamento termico difettoso dovuto a muri esterni sottili (che creano un ponte freddo-caldo); un’eccessiva umidità nelle stanze (quali bagno, camera da letto, cucina, lavanderia, o stanze dove vi sono acquari, molte piante, ecc.); finestre a tenuta d'aria che non permettono all'aria umida di fuoriuscire; mancata ventilazione; riscaldamento difettoso; pittura organica (pittura ad emulsione) che costituisce terreno fertile per la muffa; mura umide (le quali in inverno si raffreddano più velocemente di quelle asciutte): situazione in cui à ̈ indispensabile applicare il dispositivo inventivo per l’espulsione dell’umidità.

12. Umidità causata da fattori chimici

I differenti materiali di costruzione hanno qualità e caratteristiche chimiche diverse. Un esempio à ̈ dato dalla vecchia muratura che à ̈ leggermente acida e dagli intonaci di cemento che sono fortemente alcalini (= valori di PH differenti). Questi effetti chimici causano un trasporto elettrochimico dell'umidità muraria che attira altra umidità e/o mantiene l'umidità alta. Materiali arrugginiti (tubi d'acciaio, telai di ferro etc.) hanno un simile effetto sull'umidità nei muri. Un completo prosciugamento delle mura à ̈ solamente possibile: situazione in cui à ̈ indispensabile applicare il dispositivo inventivo per l’espulsione dell’umidità.

Esiste un ciclo specifico per bloccare l’infiltrazione dell’umidità ascendente. I muri dei vecchi edifici sono spesso soggetti all’infiltrazione di umidità dalle fondamenta. All’origine del fenomeno sta la porosità dei materiali da costruzione, che determina la capacità del materiale stesso di assorbire acqua e di trasportarla per risalita capillare.

L’azione dell’acqua sulla muratura comporta tutta una serie di conseguenze dannose che si manifesta sotto forma di macchie di umidità alle pareti, efflorescenze di sali idrosolubili e quindi pregiudizievoli per il fabbricato, friabilità dei mattoni costituenti il muro, sfarinamento del materiale di giunzione e dell’intonaco, sfaldamento e distacco di parti del rivestimento di pittura murale, sviluppo di spugnosità nel muro e nelle parti in legno usate per la costruzione, proliferazione di muffe e microrganismi.

La maniera più efficace per contrastare il fenomeno dell’umidità ascendente à ̈ quella di utilizzare alcuni dispositivi della presente invenzione, per l’evacuazione dell’acqua e del vapore.

Il procedimento consiste essenzialmente nell’introduzione di alcuni dispositivi inventivi mediante iniezione nella muratura attraverso fori inclinati verso il basso, per caduta naturale o meglio sotto pressione.

Il problema della condensazione del vapore d’acqua nelle strutture edilizie, sia che avvenga sulle superfici delle strutture, sia che avvenga all’interno delle stesse, rappresenta un rischio sotto un duplice aspetto: quello legato alla conservazione delle strutture e quello legato alla salubrità degli ambienti.

Non à ̈ raro infatti imbattersi nella formazione di muffe, o assistere alla disgregazione di intonaci e murature proprio a causa dei fenomeni suddetti. In anni relativamente recenti, la necessità di contenere le dispersioni termiche ha favorito l’adozione indiscriminata di serramenti dotati di ottima tenuta all’aria che, in assenza di ventilazione meccanica, ha però comportato una sensibile riduzione della ventilazione naturale con conseguente ulteriore aggravio del problema in esame causato dall’aumento dell’umidità presente nell’aria ambiente.

E’ poi molto diffuso l’uso nelle cucine di cappe filtranti, prive di collegamenti a condotti di espulsione delle fumane, che al vantaggio della libertà compositiva dell’arredamento della cucina contrappongono lo svantaggio dell’immissione di grandi quantità di vapore in ambiente a seguito della cottura dei cibi.

La formazione di condensa, fenomeno tipico di strutture poco isolate (ponti termici), può peraltro manifestarsi anche in presenza di strutture ben isolate dove però la collocazione dello strato isolante à ̈ mal posta rispetto alla permeabilità degli strati rimanenti.

Occorre inoltre porre attenzione a non confondere fenomeni di condensazione con quelli dovuti alla presenza di infiltrazioni d’acqua, per esempio per risalita capillare dal terreno, per pioggia battente, per rottura di tubazioni idriche, ecc.

Per quanto sopra detto, si intravede la complessità della trattazione del fenomeno, la cui risoluzione dipende comunque dalla esatta comprensione delle cause che lo determinano.

Come si ricorda dalla trattazione delle miscele d’aria secca e vapore d’acqua, la condensazione del vapore d’acqua si verifica quando la pressione parziale dello stesso raggiunge la pressione di saturazione, quest’ultima funzione della temperatura (temperatura di condensazione o di rugiada); a parità di temperatura, più alto à ̈ il contenuto di vapore, e quindi più alta l’umidità relativa, maggiori sono i rischi della formazione di condensa (la condensazione può manifestarsi anche in presenza di modesti raffreddamenti dell’aria ambiente).

Al fine di verificare l’insorgere o meno della condensa occorre pertanto controllare che la temperatura, superficiale e/o interna alla parete, sia maggiore della relativa temperatura di condensazione (ovvero che la pressione parziale del vapore sia maggiore della pressione di saturazione). Nel caso specifico, l’analisi del fenomeno fisico attiene alla diffusione molecolare di un gas (il vapore d’acqua) in un solido ed à ̈ esprimibile mediante la legge di Fick; le semplificazioni che ne derivano, unitamente al poter considerare il vapor d’acqua un gas perfetto, fanno sì che la determinazione del flusso di vapore che si diffonde all’interno di un solido, possa essere espressa in termini del gradiente di pressione che si instaura a causa delle variazioni di temperatura e quindi della densità (o in altri termini al variare della concentrazione del vapor d’acqua nell’aria); la trattazione del problema diviene allora del tutto analoga dal punto di vista fisico ed analitico a quanto visto per la trasmissione del calore. Il nuovo parametro fisico che caratterizza i componenti à ̈ quindi la permeabilità al vapore o diffusività, ovvero un coefficiente che rappresenta la quantità di vapore che passa nell’unità di tempo attraverso un materiale di spessore unitario, a causa di una differenza unitaria di pressione.

Sovente in letteratura i valori della resistenza al flusso di vapore si trovano espressi in forma adimensionale mediante il parametro µ, dato dal rapporto tra la resistenza al flusso di vapore del materiale in esame e quella di riferimento assunta pari alla resistenza alla diffusione del vapore offerta all’aria a parità di spessore; ovviamente per l’aria vale µ = 1.

Ad esempio, una resistenza µ = 10 di una muratura in mattoni pieni priva di intonaco, significa che il materiale in esame ha un valore di permeabilità 10 inferiore a quello dell’aria; la convenienza nell’adozione dei valori µ suddetti, avendo a che fare con valori molto piccoli della permeabilità, sta nella maggiore semplicità nei calcoli e quindi nel minor rischio di commettere errori con le unità di misura.

Per quanto attiene le resistenze superficiali al passaggio di vapore, queste possono essere ritenute del tutto trascurabili a fronte della resistenza offerta dagli altri componenti edilizi, pertanto la pressione parziale del vapore sulle facce interna ed esterna del componente si assumono eguali alla pressione parziale del vapore dell’aria a contatto della superficie.

Il flusso di vapore ha luogo quando si crea un differenziale di pressione; il verso del flusso va dagli ambienti più caldi a quelli più freddi (al maggior contenuto di vapore dei primi corrisponde una maggiore pressione), e quindi si verifica generalmente dall’interno verso l’esterno degli ambienti sia nei mesi estivi che invernali.

In generale si rileva che la condensazione interna non ha luogo nelle pareti omogenee ma in quelle multistrato. In particolare si osserva che se lo strato rivolto verso l’ambiente caldo à ̈ più ricco di vapor d’acqua presenta una maggiore conducibilità termica; in tal caso la pressione parziale del vapor d’acqua pv raggiunge valori elevati in zone della parete che (a causa della bassa resistenza termica) si trovano a temperature relativamente basse e di conseguenza con valori della pressione di saturazione ps modesti: tali zone si considerano pertanto ad elevato rischio di condensazione ( pv ps).

Il problema, come si vedrà, può essere affrontato disponendo uno strato isolante verso il lato freddo (isolamento a cappotto), innalzando così il valore della temperatura e quindi della pressione di saturazione: situazione in cui à ̈ indispensabile applicare il dispositivo inventivo per l’espulsione dell’umidità.

Per valutare il rischio di condensa si può percorrere la strada analitica attraverso la legge di Fick determinando la quantità di vapore eventualmente condensato, oppure si può risolvere il problema graficamente ricorrendo al Diagramma di Glaser; tale diagramma consiste nel rappresentare unitamente all’andamento dei valori di temperatura all’interno della struttura anche i relativi valori della pressione di saturazione; confrontando questi ultimi con i valori delle pressioni parziali si à ̈ in grado di stabilire l’applicazione del dispositivo inventivo per evitare rischi di condensazione.

I suddetti ed altri scopi e vantaggi dell’invenzione, quali risulteranno dal seguito della descrizione, vengono raggiunti con un dispositivo a valvola multi-funzione per espulsione di umidità e vapore saturo per strutture edili come quello descritto nella rivendicazione 1. Forme di realizzazione preferite e varianti non banali della presente invenzione formano l’oggetto delle rivendicazioni dipendenti.

Resta inteso che tutte le rivendicazioni allegate formano parte integrante della presente descrizione.

La presente invenzione verrà meglio descritta da alcune forme preferite di realizzazione, fornite a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

- la Figura 1 Ã ̈ una vista in sezione laterale parziale di un'installazione del dispositivo della presente invenzione; - la Figura 2 illustra schematicamente un possibile campo di applicazione del dispositivo della presente invenzione;

- le Figure 3 e 4 sono rispettivamente una vista laterale in sezione ed una vista in prospettiva esplosa di una prima forma di realizzazione preferita del dispositivo della presente invenzione;

- le Figure 5 e 6 sono rispettivamente una vista laterale in sezione ed una vista in prospettiva esplosa di una seconda forma di realizzazione preferita del dispositivo della presente invenzione;

- le Figure 7 e 8 sono rispettivamente una vista laterale in sezione ed una vista in prospettiva esplosa di una terza forma di realizzazione preferita del dispositivo della presente invenzione; e

- le Figure da 9 a 13 sono viste di altre realizzazioni preferite, ma non limitative, della valvola inventiva, in altrettante applicazioni preferite, ma non limitative.

Facendo riferimento alle Figure 1 e da 3 a 8, sono illustrate e descritte varie forma di realizzazione preferite, ma non limitative, del dispositivo a valvola multi-funzione per espulsione di umidità e vapore saturo per strutture edili della presente invenzione. Risulterà immediatamente ovvio che si potranno apportare a quanto descritto innumerevoli varianti e modifiche (per esempio relative a forma, dimensioni, disposizioni e parti con funzionalità equivalenti) senza discostarsi dal campo di protezione dell'invenzione come appare dalle rivendicazioni allegate.

Come illustrato, il dispositivo 1 a valvola multi-funzione consente l'espulsione di umidità e vapore saturo sfruttando la differenza di pressione esistente all'interno di condotti 2, o simili, in strutture edili; a tale scopo, il dispositivo 1 comprende sostanzialmente:

- almeno un primo elemento di tenuta 3 dotato di un primo condotto cavo 5 di comunicazione con l'atmosfera all'esterno del dispositivo 1;

- almeno un secondo elemento di tenuta 7 accoppiato operativamente al primo elemento di tenuta 3 e dotato di una sede di contenimento 9, in cui il secondo elemento di tenuta 7 Ã ̈ dotato inoltre di un secondo condotto cavo 13 di comunicazione con l'atmosfera all'esterno del dispositivo 1; e

- almeno un elemento di apertura/chiusura 11, 11', 15 del dispositivo 1, il quale elemento di apertura/chiusura 11, 11', 15 à ̈ atto ad assumere una posizione di chiusura del dispositivo 1 in cui esso à ̈ a contatto con il primo elemento di tenuta 3 (Figura 1) chiudendo il primo condotto cavo 5, ed à ̈ atto ad assumere anche una posizione di apertura del dispositivo 1 in cui esso non à ̈ a contatto con il primo elemento di tenuta 3 (Figure 3 e 4 ) e mette in comunicazione il primo condotto cavo 5 ed il secondo condotto cavo 13, e quindi consente di scaricare umidità e vapore saturo nell'atmosfera all'esterno del dispositivo 1 quando la pressione all'interno della struttura edile provoca la spinta in apertura dell'elemento di apertura/chiusura 11, 11', 15.

In particolare, l'elemento di apertura/chiusura 11, 11', 15 può essere costituito, preferibilmente ma non esclusivamente, da almeno un elemento a sfera 11 (Figure 1, 3 e 4), oppure da almeno un elemento cilindrico allungato 11' dotato di almeno un allargamento centrale anulare 12 (Figure 5 e 6), oppure di forma ovale (non illustrato).

Secondo una terza forma di realizzazione preferita, anch'essa non limitativa, illustrata nelle Figure 7 e 8, l'elemento di apertura/chiusura 11, 11', 15 può essere costituito da almeno un forellino 15 (e preferibilmente una pluralità di forellini 15, come illustrato) di sezione longitudinale progressivamente crescente a partire dal primo condotto cavo 5 e la sede 9 e a finire nel secondo condotto cavo 13, al fine di sfruttare un effetto Venturi per l'apertura/chiusura del dispositivo 1: in questo caso, infatti, soltanto in presenza di pressione elevata si riuscirà a vincere la resistenza della sezione di entrata dei forellini 15 al passaggio del flusso d'aria contenente umidità e vapore saturo, in modo equivalente ad un'operazione di apertura del dispositivo 1. Se la pressione non à ̈ sufficientemente elevata, la piccola sezione di entrata impedirà il deflusso d'aria, operando sostanzialmente come elemento di chiusura del dispositivo 1 dell'invenzione.

Le Figure da 9 a 13 sono viste di altre realizzazioni preferite, ma non limitative, della valvola inventiva, in altrettante applicazioni preferite, ma non limitative.

Secondo una variante non illustrata, inoltre, il dispositivo 1 inventivo può comprendere inoltre una capsula dotata di filamenti auto-riscaldanti connessi ad un impianto esterno di riduzione della tensione per riscaldare il telaio in cui il dispositivo 1 à ̈ alloggiato.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo (1) a valvola multi-funzione per espulsione di umidità e vapore saturo tramite la differenza di pressione esistente all'interno di strutture edili, detto dispositivo (1) comprendendo: - almeno un primo elemento di tenuta (3) dotato di un primo condotto cavo (5) di comunicazione con l'esterno del dispositivo (1); - almeno un secondo elemento di tenuta (7) accoppiato operativamente al primo elemento di tenuta (3) e dotato di una sede di contenimento (9), detto secondo elemento di tenuta (7) essendo dotato inoltre di un secondo condotto cavo (13) di comunicazione con l'esterno del dispositivo (1); e - almeno un elemento di apertura/chiusura (11, 11', 15) del dispositivo (1), detto elemento di apertura/chiusura (11, 11', 15) essendo atto ad assumere una posizione di chiusura del dispositivo (1) in cui esso à ̈ a contatto con il primo elemento di tenuta (3) chiudendo il primo condotto cavo (5), detto elemento di apertura/chiusura (11, 11', 15) essendo atto ad assumere anche una posizione di apertura del dispositivo (1) in cui esso non à ̈ a contatto con il primo elemento di tenuta (3) e mette in comunicazione il primo condotto cavo (5) ed il secondo condotto cavo (13).
2. 2. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'elemento di apertura/chiusura (11, 11', 15) Ã ̈ costituito da almeno un elemento a sfera (11) o un elemento di forma ovale.
3. 3. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'elemento di apertura/chiusura (11, 11', 15) Ã ̈ costituito da almeno un elemento cilindrico allungato (11') dotato di almeno un allargamento centrale anulare (12).
4. 4. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'elemento di apertura/chiusura (11, 11', 15) Ã ̈ costituito da almeno un forellino (15) di sezione longitudinale progressivamente crescente a partire da detto primo condotto cavo (5) e detta sede (9) e a finire in detto secondo condotto cavo (13) al fine di sfruttare un effetto Venturi per l'apertura/chiusura del dispositivo (1).
5. 5. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di essere atto ad eliminare i rischi di condensazione all’interno delle pareti e delle strutture edili convenzionali, rivestite con cappotti termici, per l’applicazione su una molteplicità di coperture termoacustiche di porte o finestre, o su varie tipologie di telai, finestre, porte, cassonetti termici e cappotti termici, tramite il libero movimento dell’elemento di apertura/chiusura (11, 11’, 15) all'interno del corpo valvola, e la particolare progettazione del corpo valvola con materiali termici per far sì che la temperatura del fluido veicolato non subisca grandi variazioni.
6. 6. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la progettazione della guida della palla e del condotto di mandata garantisce un passaggio completamente aperto e privo di strozzature o asperità, che potrebbero altrimenti fermare ogni tipo di deflusso, sia del vapore, sia dell’umidità o dell’acqua, grazie al passaggio libero che si crea, le perdite di carico essendo molto basse, dato che l’elemento di apertura/chiusura (11, 11’, 15) ha una bassa inerzia, per cui la pressione di apertura della valvola di ritegno à ̈ circa la metà di una valvola nota, ad esempio del tipo a clapet.
7. 7. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto elemento di apertura/chiusura (11, 11’, 15) à ̈ di resina fenolica o rivestita con gomma nitrilica resistente alle acque pulite, dolci o di mare, alle acque reflue o piovane, anche con residui di idrocarburi.
8. 8. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di essere atto ad essere applicato in svariati campi dell’edilizia, come ad esempio, per qualsiasi tipologia di telaio di finestre o porte, in legno, alluminio, acciaio o simili; per i connettori / distanziali di qualsiasi materiale; nelle cavità di involucri edilizi in genere, realizzati in laterizio o altri materiali convenzionali, e rivestiti a cappotto termico.
9. 9. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di basarsi sul concetto di involucro, come elemento dinamico e interattivo di un complesso sistema energetico e igrometrico, il quale, tramite molteplici valvole multifunzione applicate o integrate successivamente, regola il funzionamento dell’edificio e ne caratterizza la funzionalità, in qualsiasi condizione climatica, anche molto avversa.
10. 10. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre una capsula dotata di filamenti auto-riscaldanti connessi ad un impianto esterno di riduzione della tensione per riscaldare il telaio in cui il dispositivo (1) Ã ̈ alloggiato.