Diffusione di vapore

L'acqua è una delle materie più importanti in assoluto. Senza acqua non c'è vita. Di conseguenza l'acqua è presente praticamente ovunque, nella terra, nell'aria, nei materiali da costruzione, dappertutto. Inoltre essa può cambiare la sua forma. Distinguiamo tre stati di aggregazione:

  • Solido (ghiaccio): Il punto di congelamento dell'acqua si trova a 0 °C, al di sotto di questa temperatura l'acqua diventa ghiaccio.
     
  • Liquido (acqua): A temperature superiori allo 0 °C, l'acqua si mostra nella sua forma «normale», come la possiamo incontrare ogni giorno.
     
  • Gassoso (vapore acqueo): Il vapore acqueo è invisibile. È contenuto in misura differenziata nell'ambiente ad ogni temperatura, anche al di sotto di 0 °C.

Buono a sapersi!

Nelle costruzioni tutti e tre gli stati ci creano un gran da fare. Per il problema della diffusione del vapore abbiamo soprattutto a che fare con l'acqua sotto forma di gas. La caratteristica dell'acqua di mutare la sua forma a seconda della temperatura, ci pone dei problemi nella progettazione e nell'esecuzione di edifici.

L’umidità dell'aria

Miscela di gas

Questo miscuglio di diversi gas, la nostra aria, ha una determinata pressione atmosferica che varia a dipendenza delle condizioni atmosferiche e dell'altitudine. La quantità di vapore acqueo contenuta nell'aria viene definita tasso di umidità nell'aria.

Umidità assoluta dell'aria

L'umidità assoluta dell'aria f definisce il contenuto effettivo di vapore acqueo nell'aria. Viene espressa in g/m3.

Diffusione di vapore acqueo

Per una legge fisica i gas di diversa concentrazione tendono a mischiarsi. Le molecole contenenti vapore acqueo tentano di passare dalla parte della loro maggiore concentrazione a quella della loro minore concentrazione fino al raggiungimento dell'equilibrio. Questo spostamento lo definiamo come diffusione di vapore acqueo.

L'umidità dell'aria

L’aria è composta per la maggior parte di ossigeno e azoto a cui si aggiungono alcuni gas. Oltre a ciò l'aria può assorbire una determinata quantità di vapore acqueo. L'assorbimento di vapore acqueo dipende dalla temperatura dell'aria in quel momento, infatti aumenta con l'aumentare della temperatura stessa. t:aria calda può quindi assorbire e immagazzinare più vapore acqueo di quella fredda.

 

Buono a sapersi!

L'umidità assoluta dell'aria è in stretta relazione con l'umidità relativa e la temperatura dell'aria.

 

Grandezze fisiche dell'umidità dell'aria

Umidità massima dell'aria

A dipendenza della sua temperatura, l'aria può assorbire solo una quantità massima di acqua. Questa quantità si definisce come umidità massima dell'aria e viene espressa in g/m3. L'umidità massima dell'aria corrisponde alla pressione di saturazione (ps) del vapore acqueo alla relativa temperatura.

Umidità relativa dell'aria

L'umidità relativa dell'aria ϕ (si pronuncia fi) definisce il rapporto fra umidità assoluta e massima dell'aria e si indica questo valore in percento (%).

Pressione parziale

La pressione parziale (peff) rappresenta un ulteriore valore per l'umidità assoluta dell 'aria. Viene espressa in Pa (Pascal). L'umidità massima corrisponde al valore della pressione di saturazione Ps.

L'umidità dell'aria

La quantità di vapore acqueo nell'aria (umidità assoluta dell'aria) si indica in grammi al metro cubo (g/m3). La dimensione più importante è quella della temperatura dell'aria ϑL (si pronuncia teta L) in gradi Celsius (°C). Distinguiamo altre dimensioni fisiche:

Possiamo calcolare l'umidità relativa dell 'aria unicamente in due modi, cioè con il paragone dell'umidità assoluta con la massima quantità di vapore acqueo nell 'aria oppure con il confronto fra la pressione parziale effettiva peff e la 
pressione di saturazione ps.

Il vapore acqueo nelle abitazioni

Il vapore acqueo e pressione parziale

Negli stabili abitativi viene prodotta una grande quantità di vapore acqueo, che fa salire notevolmente la pressione parziale p. Pressioni parziali non causano comunque nessuna sovrappressione dell'aria e quindi non sono percepibili.

  • Abitare: L'aria che viene respirata e la traspirazione di un essere umano producono giornalmente fra 1 e 2 I di vapore acqueo. In un'economia domestica formata da 4 persone (2 adulti e 2 bambini) si accumulano quindi ca. 5 I di vapore acqueo.
     
  • Cucinare: Durante la cottura dei pasti per un'economia domestica composta da 4 persone si possono produrre giornalmente fino a 2 I di vapore acqueo.
     
  • Fare il bagno, lavare, piante, ecc.: Facendo il bagno, la doccia, per il bucato, per le piante, ecc. nella nostra economia domestica di 4 persone si formano 3 I ulteriori di vapore acqueo. In questa economia domestica si creano quindi 10 I di vapore acqueo al giorno.

Buono a sapersi!

In un appartamento di 4 ½-locali con un volume di 300 m3, dal quale non può fuoriuscire il vapore acqueo, l'aria dei locali potrebbe assorbire a 20 °C al massimo 300 x 17.3 g/m3 che corrisponde a ca. 51 di vapore acqueo, dopo di che sarebbe satura! Gli altri 51 andrebbero a depositarsi su finestre, pareti, mobili, ecc. sotto forma di condensa. L'appartamento diventerebbe quindi una vera e propria grotta con stalattiti e stalagmiti!

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