Blog tecnico CEFEP

Superfici asciutte e sistemi protetti: per impedire la formazione di fenomeni di condensa nei componenti degli impianti di refrigerazione e condizionamento è di fondamentale importanza prevedere una loro adeguata coibentazione. Sottovalutare la problematica determina rischi quali pareti inumidite, merci deteriorate e avarie impiantistiche che richiedono interventi di riparazione. Per scegliere il materiale isolante più idoneo è tuttavia necessario prestare la massima attenzione ad alcuni aspetti tra i quali la scelta dello spessore e la valutazione della sua emissività verso l'esterno. Ralf Springub, membro del consiglio di amministrazione di CEFEP (Celle/Germania), spiega in questi termini la problematica: "Oltre all’umidità dell’aria, alla temperatura dell’ambiente e del fluido contenuto nell’impianto, anche le caratteristiche specifiche dell’isolante prescelto svolgono un ruolo fondamentale; l’utilizzo di materiali isolanti a celle chiuse piuttosto che a celle aperte, rappresenta un vantaggio indiscutibile".

L'isolamento termico degli impianti tecnologici è molto efficace quando è correttamente installato. Oltre a minimizzare le perdite di energia, il suo impiego negli impianti di refrigerazione ha uno scopo aggiuntivo: impedire la formazione di condensa che, generalmente, compare quando la temperatura del fluido nelle tubazioni è inferiore a quella dell’ambiente che lo circonda. In questa circostanza, l’aria a contatto della tubazione fredda raggiunge la propria temperatura di rugiada e, nel caso in cui la sua temperatura continuasse a diminuire, l'acqua in eccesso presente nella sua molecola tenderebbe a depositarsi sulle superfici sotto forma di umidità (condensa). Il fenomeno induce non solo corrosioni e comparsa di muffe ma può pregiudicare anche l'efficienza dell’isolamento termico. La condensa costituisce un pericolo per le condutture funzionanti a temperature inferiori a quelle del punto di congelamento dove la condensa congelando a contatto con le superfici obbliga l'impianto a regimi di funzionamento molto onerosi dal punto di vista energetico. Per prevenire perdite di energia e impedire il danneggiamento degli impianti occorre dunque evitare che la temperatura sulla superficie del materiale isolante scenda sotto quella del punto di rugiada dell'aria ambiente.

Superfici nere, miglior controllo delle temperature

"Le caratteristiche del materiale isolante sono importanti per stabilirne l'idoneità all'impiego negli impianti di refrigerazione e condizionamento" come illustra Ralf Springub, del consiglio di amministrazione di CEFEP. La temperatura superficiale del materiale deve essere mantenuta a un livello tale da garantire che il punto di rugiada dell'aria resti all’esterno della coibentazione. L'emissività e la conduttività termica specifica del materiale isolante svolgono in questo caso un ruolo determinante. Mentre il coefficiente di assorbimento indica la capacità del materiale di assorbire le onde elettromagnetiche dall'ambiente, il valore correlato dell'emissività descrive la capacità di un materiale di emettere energia attraverso l'irraggiamento termico. Grazie al proprio elevato valore di emissività, le superfici nere non riflettenti sono tra le più adatte per garantire il corretto controllo delle temperature superficiali.

Il vapore acqueo non viene diffuso all’interno dei componenti impiantistici

La funzione principale dell'isolamento è quella di evitare il propagarsi dell'umidità. Il parametro µ definisce la resistenza alla diffusione del vapore acqueo del materiale isolante, indicando contemporaneamente il livello di protezione dall'umidità cui è soggetta la superficie esterna della tubazione: maggiore è la resistenza, piu’ elevata è la protezione. Da questo punto di vista i materiali isolanti a celle chiuse risultano avvantaggiati possedendo una "barriera al vapore" integrata. Nel caso specifico delle schiume elastomeriche flessibili lo spessore della barriera vapore è corrispondente a quello del materiale isolante tanto che nemmeno una scalfittura superficiale ne puo’ pregiudicare le prestazioni. Nei materiali a celle aperte invece la barriera al vapore si riduce allo spessore del rivestimento esterno che deve impedire il passaggio del vapore acqueo. Come afferma Ralf Springub: "Gli isolanti tecnici a base di schiume elastomeriche flessibili non sono solo in grado di evitare l’umidità sulle superfici ma, grazie alla propria struttura a celle chiuse, sono completamente impermeabili fattore che stabilizza in modo costante e duraturo le prestazioni del materiale."

Massima flessibilità ed elevata versatilità

Lo spessore dello strato di materiale isolante dipende dall'interazione tra due parametri: la resistenza alla diffusione del vapore e la conduttività termica. Ottimizzare i due parametri significa utilizzare spessori piu' sottili e distanze tra le tubazioni coibentate tali da ridurre il rischio di una limitata circolazione dell'aria, fenomeno che potrebbe influire in modo negativo sulle temperature superficiali dei materiali isolanti e favorire la formazione di condense. Per evitare poi la formazione di ponti termici va prevista anche la coibentazione di valvole, flange e staffe. I materiali isolanti a base di FEF sono particolarmente efficaci rispetto ai rivestimenti convenzionali e/o altri materiali in quanto non richiedono una barriera ulteriori barriere protettive. Grazie alla propria flessibilità sono facilmente adattabili e possono essere tagliati senza l'utilizzo di utensili specifici. Le caratteristiche dei componenti delle schiume elastomeriche permettono incollaggi a regola d'arte, perfettamente impermeabili ed in grado di garantire la protezione integrale del sistema.

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Con l'introduzione dell'attuale regolamento europeo sui prodotti da costruzione (CPR), i produttori sono obbligati a garantire la conformità dei propri prodotti agli standard previsti dalla CPR mediante la redazione di una Dichiarazione di Prestazione (DoP), necessaria ai fini della marcatura CE. Soli i prodotti contrassegnati dal logo CE possono essere commercializzati in territorio europeo. I maggiori produttori di isolanti tecnici a base di schiume elastomeriche flessibili (FEF) e polietileniche (PEF) per la coibentazione industriale, uniti nella comunità d'interessi europea "CEFEP", non si limitano ad adempiere a questa marcatura, ma puntano anche alla definizione di standard unitari e ad informazioni chiare. Questo perché gli importatori, i rivenditori e gli utilizzatori dovrebbero poter accedere a tutte le informazioni relative ai campi d'impiego dei diversi materiali isolanti ed al loro corretto utilizzo.

La marcatura CE è strettamente correlata alle norme di prodotto, atte a delineare un profilo di requisiti univoco per tutta l'Europa. È stato proprio sulla base di una filosofia incentrata sulla determinazione di standard comuni che nel 2012 è nata l'associazione di produttori CEFEP, una comunità d'interessi che raccoglie i maggiori fabbricanti di isolanti per impianti civili e industriali autorizzati alla vendita sul mercato europeo. Con l'apposizione del marchio CE, imprese dichiarano la conformità dei propri prodotti alle disposizioni europee vigenti per questo settore.

Le norme più importanti per gli isolamenti in FEF e PEF

Come per tutti i prodotti commerciabili, il marchio CE si basa su una dichiarazione di prestazione in cui sono riportate le "caratteristiche essenziali" del prodotto in questione. Nel caso di schiume tecniche FEF e PEF sono due le norme UE fondamentalmente rilevanti. La EN 14304 si applica per gli isolanti termici a base di schiume elastomeriche flessibili (FEF) impiegate per la coibentazione degli impianti di edifici e delle installazioni industriali. Sono utilizzabili in un range di temperatura generalmente compreso tra i -200° C e +175° C circa. La EN 14313 si riferisce invece a prodotti isolanti in schiume polietileniche (PEF). Entrambe le categorie in cui vengono classificati gli isolanti per componenti di impianti ‒ ovvero i prodotti piani (pannelli isolanti) e i prodotti lineari (tubi) ‒ prevedono obbligatoriamente l'indicazione dei dati relativi alla conducibilità termica e alla reazione al fuoco. Nella valutazione dei materiali svolgono un ruolo importante anche le informazioni sulla resistenza alla diffusione del vapore acqueo e sul rilascio di sostanze corrosive. Entrambe le norme di prodotto richiedono procedure d'analisi per il controllo della produzione in fabbrica (FPC, Factory Production Control) e un collaudo preliminare (PTD, Product Type Determination).

Maggiore sicurezza in fase di progettazione per gli utilizzatori

Per il settore edile il passaggio alla CPR ed alla definizione di standard europei unitari dei prodotti rappresenta un cambiamento sostanziale. Se in passato le classificazioni nazionali descrivevano l'utilizzo specifico e la prestazione dei prodotti, con l'introduzione del marchio CE vengono applicati metodi di controllo e di valutazione armonizzati che devono adempiere alle normative europee. In questo gli stati membri dell'Unione Europea stabiliscono autonomamente i requisiti relativi alle prestazioni delle opere e dei prodotti da costruzione.

Per i progettisti e gli utilizzatori una dichiarazione di prestazione provvista di dati completi è un grande aiuto che, pur essendo ormai la prassi in molti settori, non risulta tuttavia sempre disponibile. I produttori, infatti, hanno spesso la possibilità di decidere liberamente quali "caratteristiche essenziali" dichiarare, quindi analizzare e certificare. Una pratica che rende difficoltoso il confronto tra i prodotti e che, di conseguenza, impedisce ai progettisti di stabilirne con facilità l'adeguatezza nei singoli campi d'impiego. Tanto più che è lo stesso progettista ad avere la responsabilità della scelta del giusto prodotto da costruzione. Nella descrizione dei propri prodotti i membri della CEFEP mirano quindi a un elevato grado di precisione e chiarezza delle informazioni.

Reazione al fuoco: classificazione europea univoca

Insieme alle norme di prodotto europee sono entrate in vigore anche le nuove classi europee di reazione al fuoco (dalla A alla F), disciplinate nella EN 13501-1. La norma prevede che nella valutazione della reazione al fuoco degli isolanti tecnici gli enti certificatori applichino procedure di controllo univoche. Per gli isolanti combustibili dalla classe B alla D è necessario il test SBI (Single Burning Item), atto a valutare in che misura un prodotto da costruzione possa contribuire allo sviluppo di un incendio. I prodotti lineari vengono contrassegnati da una "L" in pedice. Una novità è anche l'analisi della propagazione del fumo (segnata con "s", per "smoke") e del gocciolamento di scintille in caduta (segnato con "d", per "droplets"). Per gli isolanti l'appartenenza all'euroclasse E viene certificata mediante il test d'infiammabilità ai sensi dell'EN ISO 11925-2.

Per offrire ai propri clienti il massimo della chiarezza già prima della consegna degli isolanti tecnici, i membri della CEFEP rendono accessibili le relative dichiarazioni di prestazione in anticipo, per esempio mettendole a disposizione in formato PDF sul proprio sito web. "Per quanto concerne l'indicazione delle prestazioni dei nostri prodotti desideriamo fornire il massimo della trasparenza per un'elevata sicurezza nella scelta del prodotto", assicura Georg Eleftheriadis, presidente della Gütegemeinschaft Hartschaum (associazione europea per il controllo qualità di schiume isolanti) e coordinatore della CEFEP, "Siamo a disposizione di rivenditori, progettisti e utilizzatori per qualsiasi domanda".

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Gli isolanti tecnici a base di elastomero espanso o di schiume polietileniche sono tra i pochi prodotti industriali che, durante il loro ciclo di utilizzo, facciano risparmiare più energia di quanta ne sia richiesta per la loro produzione. "Come risultato, questi isolanti aiutano a raggiungere l'obiettivo dell'Unione Europea in materia di riduzione del consumo di energia" spiega Dominique Malache, esperto tecnico per CEFEP, gruppo di interesse europeo per prodotti FEF/PEF. A livello locale, nazionale ed internazionale l'Europa sta per intraprendere la sua più grande "transizione energetica" nel corso dell'ultimo secolo.

E' con ambizione che l'Europa si impegna a ridurre le emissioni di gas serra per più del 40% entro il 2030 e di raggiungere un incremento del 27% in risparmio energetico nello stesso arco di tempo ed è proprio in questo contesto che l'isolamento tecnico giocherà un ruolo di sempre maggior importanza, in special modo nel settore edilizio.

Circa il 40% del consumo energetico complessivo attualmente è riconducibile a questo settore ed è proprio per questo motivo che gli Stati europei hanno intensificato a livello nazionale i loro requisiti per quanto riguarda il fabbisogno energetico primario degli edifici.

Un incremento del livello dell'isolamento strutturale dell'edificio garantisce allo stesso un più affidabile mantenimento di temperatura, allo stesso tempo però è corretto focalizzarsi sul miglioramento dell'efficienza dei sistemi di riscaldamento, condizionamento e dei sistemi di ventilazione. Gli isolanti tecnici a base di elastomeri espansi e di schiume polietileniche offrono una via sostenibile per ridurre l'energia necessaria al funzionamento di questi sistemi.

Bilancio ecologico positivo

Prodotti fabbricati industrialmente richiedono l'utilizzo di materie prime ed energia per essere prodotti, gli isolanti tecnici possono però essere considerati una categoria a sè stante in quanto durante il loro intero ciclo di utilizzo permettono di risparmiare energia, recuperando così quella investita per la loro produzione. Studi effettuati da produttori facenti parte di CEFEP, hanno dimostrato che i materiali tecnici a base FEF hanno un bilancio energetico positivo.

Ad esempio il produttore Armacell ha condotto un'analisi su differenti prodotti durante il loro intero ciclo di vita (Life Cycle Assessment) in accordo alla EN 15804, i risultati mostrano come gli isolanti FEF permettano un risparmio energetico a lungo termine.

Efficienza energetica di materiali isolanti tecnici

Analisi mostrano come l'energia richiesta per fornire riscaldamento ed acqua calda ad un edificio residenziale di medie dimensioni possa essere ridotta fino ad un valore del 25% installando un isolante tecnico del corretto spessore.

Materiali per isolamento tecnico a base di elastomero flessibile e di schiume polietileniche sono altamente raccomandati per la loro considerevole efficienza a lungo termine ed un rapido ritorno dei costi di produzione. "Grazie alla loro struttura a celle chiuse, unitamente ad un basso valore di conducibilità termica, i materiali isolanti sintetici aiutano a ridurre il consumo di energia negli edifici" illustra Dominique Malache. "In molti casi l’isolamento delle tubazioni, rubinetterie e fascette serratubo si ammortizza già dopo poche settimane".

Climatizzazione: mercato in crescita

Quando si parla di condizionamento, bisogna tener presente che la temperatura sulla superficie del materiale coibentato deve essere sempre superiore al punto di rugiada, in modo da prevenire la formazione di condensa che può altrimenti provocare la corrosione del tubo

Sebbene questa sia la principale motivazione per coibentare questa tipologia di impianti, si riscontrano anche benefici sul piano del risparmio energetico. "Protezione dalla perdita di energie e prevenzione contro la formazione di condensa, due caratteristiche che vanno di pari passo" riassume Dominique Malache. Il mercato inerente a sistemi e tecnologie di condizionamento è in continua crescita, previsioni stimano che la richiesta possa triplicare entro il 2030.

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Mind the gap

Usare un sistema di isolamento a celle chiuse e flessibili per ridurre i ponti termici legati all'installazione e sfruttare ulteriori risparmi energetici.

 

Prevenzione della condensa

Per saperne di più sulla prevenzione della condensa che si forma su tubazioni fredde della refrigerazione e dell’aria condizionata.

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