Come gestire i parametri ambientali nell'efficientamento energetico di un edificio storico? Il monitoraggio di temperatura e umidità per la gestione del clima ambientale

La conservazione dei materiali e degli oggetti negli edifici storici è un elemento comprensibilmente centrale.
Nella ristrutturazione di edifici di questo genere, all’interno delle quali spesso sono conservati quadri di pregio, elementi decorativi storici e oggetti di alto valore, è possibile prevedere l’installazione di strumenti e impianti che consentano di garantire delle condizioni climatiche particolarmente idonee alla tutela di oggetti e strutture dagli effetti dello scorrere del tempo.
 
Oltre a limitare gli elementi dannosi per gli oggetti come l’illuminazione diretta e la presenza di inquinanti nell’aria, per tutelare gli oggetti di valore all’interno degli ambienti chiusi è indicato valutare i livelli di temperatura e di umidità ambientale, e dotarsi di strumenti che consentano di regolarli in base alla tipologia di oggetti e strutture da proteggere.
 
I due elementi principali da considerare in questi casi sono: la temperatura e l’umidità.
 

La temperatura

La temperatura è l’indicatore del livello di energia raggiunto da un corpo. In termini assoluti si può affermare che i processi di invecchiamento vengano velocizzati con le alte temperature mentre, al contrario, le temperature più basse aumentano la durata delle reazioni chimiche causa della degenerazione, e quindi rallentano il processo di invecchiamento.
A seconda dei materiali inoltre la variazione di temperatura può comportare cambiamenti nello stato e nella forma degli oggetti.
 
Con l’aumentare della temperatura si può osservare inoltre una riduzione dell’umidità relativa degli oggetti, un loro ‘asciugamento’ più o meno parziale che può addirittura arrivare a provocare dei danneggiamenti.
 

L’umidità dell’aria

Con umidità dell’aria si intende la percentuale di vapore acqueo presente nell’aria, elemento che tendenzialmente si asciuga all’aumentare della temperatura.
La misura dell’umidità assoluta dell’aria è calcolata come la quantità di vapore acqueo presente in un dato volume d’aria e misurata dalla formula g/m³.
La misura dell’umidità relativa dell’aria invece descrive la quantità di vapore acquo presente e la massa massima di vapore raggiungibile a una data temperatura.
 

FATTORI DI INFLUENZA DEL CLIMA AMBIENTALE SUGLI OGGETTI

Ogni oggetto, posto in un dato ambiente, reagisce in modo diverso alle condizioni ambientali in cui si trova, rispondendo ad una vasta serie di fattori interni ed esterni; è quindi impossibile tracciare un unico schema da seguire per proteggere collezioni d’arte o strutture architettoniche di pregio. Ogni situazione deve essere valutata singolarmente effettuando un’analisi climatica che analizzi i fattori rilevanti con misure esatte, registrazioni e analisi dei dati climatici ottenuti.
 
Tra gli elementi fondamentali da considerare della valutazione climatica di un ambiente interno vi sono:
 

Il clima esterno

Il clima esterno ha facoltà di influenzare in buona misura il clima interno di un edificio: l’irraggiamento solare, le variazioni di temperatura e il numero e ammontare delle precipitazioni  contribuiscono in grande misura al livello di temperatura e umidità ambientale.
 
Per limitare l’effetto che il clima esterno può avere sull’ambiente interno di un edificio è possibile intervenire sull’involucro dello stesso così da innalzare il livello di isolamento termico delle pareti esterne esistenti,  soffitti e infissi, in modo da evitare un innalzamento incontrollabile dei livelli della temperatura interna. Un’altra criticità da considerare è quella di penetrazione dell’umidità dal terreno e dalle precipitazioni, fenomeno che invece deve essere affrontato con idonee strutture di drenaggio dell’acqua e con una buona gestione generale dell’edificio.
 

Il clima interno

All’interno di un edificio le condizioni climatiche possono variare anche di molto da una stanza all’altra o, addirittura, ci si può trovare in presenza di più zone climatiche nella stessa stanza provocate ad esempio da finestre o caloriferi. La gestione del clima interno di un edificio storico può quindi risultare più complessa se si desidera o necessita assicurare un certo livello di omogeneità climatica.
 

GLI IMPIANTI UTILI AL CONTROLLO DELLA TEMPERATURA AMBIENTALE

Il riscaldamento

Negli edifici storici, e in quelli in cui si espongono opere d’arte, gli impianti di riscaldamento convenzionali possono non essere sufficienti per mantenere un clima ambientale idoneo alla conservazione di beni e strutture. Con questa tipologia di sistemi infatti si riescono a produrre temperature confortevoli per gli esseri umani e si compensano le perdite di calore dell’edificio, tuttavia essi spesso provocano un’eccessiva evaporazione dell’umidità dell’aria interna a causa delle alte temperature raggiunte dai caloriferi.
 
Per ovviare a queste problematiche è preferibile scegliere di moderare la temperatura così da ottenere il livello di umidità relativa desiderato, oppure, specialmente nel caso dei musei, è indicata l’installazione di impianti di ventilazione di dislocamento che consentono una tutela delle opere d’arte oltre che un aumento dell’efficienza energetica edilizia e una riduzione dei costi di gestione.
 

La ventilazione

Anche la ventilazione è uno dei fattori che condiziona ampiamente il clima interno di un edificio, l’apertura di porte e finestre può infatti comportare la perdita di calore o la penetrazione di aria a temperature troppo elevate o carica di umidità eccessiva. Utilizzare un impianto di Ventilazione Meccanica Controllata permette di far fronte alla necessità del ricambio dell’aria al contempo consentendo di controllare il livello di inquinanti e di umidità al suo interno.
 

Il condizionamento

Gli impianti di condizionamento sono particolarmente fruibili in quanto permettono di riscaldare, raffreddare, umidificare o deumidificare e filtrare l’aria di un edificio, il tutto con un unico sistema. Ciò si configura come un vantaggio dal punto di vista impiantistico, tuttavia il suo puntuale funzionamento richiede uno sforzo tecnico notevole, soprattutto perché un suo guasto potrebbe provocare uno squilibrio sia dei livelli di temperatura, che di umidità e di inquinanti.  
 
Un altro fattore da considerare nella valutazione degli impianti di condizionamento è che con essi non è possibile creare un clima locale differenziato a seconda delle esigenze, pertanto essi non sono una scelta particolarmente indicata se si ha la necessità di garantire diversi livelli di temperatura e umidità in determinate stanze dell’edificio.
 

L’impianto luminoso

Anche la scelta della tipologia di lampade da utilizzare comporta delle variazioni a livello della temperatura ambientale interna degli edifici e dell’umidità relativa: le lampade a LED sono la scelta migliore per gli edifici storici e per i musei in quanto emettono poco calore, seguono poi i tubi fluorescenti e infine le lampade alogene che possono essere addirittura incandescenti, riscaldano quindi l’ambiente circostante e provocano un’eccessiva evaporazione di umidità.
 

PARAMETRI CLIMATICI PER MUSEI ED EDIFICI STORICI

Gli esperti  hanno fornito una serie di parametri guida che possono servire come obiettivi di temperatura e umidità nella realizzazione di impianti per la gestione del clima e nella loro conduzione quotidiana.
 
Considerando in primis i livelli di umidità, gli specialisti del settore consigliano di realizzare impianti che permettano di limitare la variazione di umidità relativa a meno del 5% in un giorno, e quella stagionale che non superi un +5% in estate e un -5% in inverno. Le temperature interne consigliate sono invece comprese tra i 4° C in inverno (specialmente per i musei in cui le opere d’arte si conservano meglio alle basse temperature) e un massimo di 28°C, si consiglia però di non superare i 24°C per più di 150 ore in un anno.