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Umidità (impianti)

Definizione

L’umidità rappresenta un’indicazione della quantità di acqua presente nell’aria sotto forma di vapore. Quella presente in un materiale solido rappresenta il suo contenuto di acqua sotto forma liquida.

Generalità

L’aria può essere considerata come una miscela tra vapore d’acqua e aria “secca”, intesa come componente unico costituito da una miscela di gas che rimangono in fase aeriforme, costituita per circa il 78% da azoto, 21% da ossigeno, 0,9% da argon e 0,04% da anidride carbonica, più altri componenti in quantità minori. Il vapore d’acqua può essere presente in quantità molto variabile in dipendenza della temperatura e della pressione.
Per determinare la quantità di vapore presente nell’aria si considera l’umidità relativa, indicata con simbolo Φ, variabile nell’intervallo (0÷1), oppure con UR, quando espressa in unità percentuali, variabile nell’intervallo (0%÷100%). Essa rappresenta il rapporto tra la massa di vapore presente in un determinato volume di aria a una certa temperatura, rispetto alla massima quantità (in massa) di vapore che potrebbe essere contenuta alla stessa temperatura. L’umidità relativa può essere espressa anche come rapporto tra la pressione parziale del vapore Pv e la pressione di saturazione del vapore Ps alla stessa temperatura, dove per pressione parziale si intende la pressione che il componente eserciterebbe se da solo occupasse l’intero volume della miscela e per pressione di saturazione si considera il massimo valore della pressione parziale oltre la quale si ha condensazione del vapore. La Ps dipende non linearmente dalla temperatura.
Un altro parametro significativo è l’umidità specifica x, rapporto tra la massa di vapore contenuta in un determinato volume di aria e la massa di aria secca contenuta nello stesso volume.
L’umidità relativa rappresenta pertanto un’indicazione riferita alla sola componente acqua sotto forma di vapore nell’aria ambiente, mentre l’umidità specifica rappresenta il confronto tra le quantità di acqua e di aria contenute nella miscela. L’umidità relativa dipende dalla temperatura: a parità di contenuto di acqua nell’aria (stessa umidità specifica x), a un aumento di temperatura corrisponde una diminuzione dell’UR. L’umidità specifica può essere determinata in funzione dell’umidità relativa e della temperatura secondo la seguente espressione:

x = 0,622 Φ Ps / (Pt – Φ Ps)

indicando con Ps la pressione di saturazione del vapore d’acqua nell’aria e con Pt la pressione totale della miscela aria + vapore (corrispondente alla pressione atmosferica se si considerano le condizioni dell’aria in ambiente).

L’umidità in un materiale solido può essere espressa attraverso il contenuto di umidità in massa per unità di volume w, che rappresenta il rapporto tra la massa dell’acqua evaporabile contenuta nel materiale e il volume del materiale stesso. Questo può assorbire una determinata quantità di acqua in funzione della temperatura: per determinarla è possibile fare riferimento all’isoterma di assorbimento, che viene rappresentata graficamente su un diagramma nel quale è indicato il contenuto di umidità all’equilibrio del materiale in relazione all’umidità relativa.
La presenza di umidità nei materiali può costituire un problema di degrado delle costruzioni in edilizia: essa è dovuta al fatto che l’acqua che entra in contatto con i materiali da costruzione secondo diverse modalità porta generalmente al degrado delle strutture. Comuni cause di presenza di umidità in una muratura possono essere attribuite alla capillarità, all’umidità da condensazione interstiziale e superficiale, all’umidità da costruzione, all’acqua meteorica o di infiltrazione, a cause impreviste, dovute a eventi accidentali.

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