Calcolatore del punto di rugiada e verifica della condensa
Ricavare il punto di rugiada da temperatura ambiente e umidità relativa. Aggiungere la temperatura superficiale di una finestra, di una parete o di una tubazione di acqua refrigerata per vedere se si forma condensa e di quanto abbassare l'umidità per evitarla. Più in basso, scegliendo materiale e spessore dell'isolante, si verifica anche la condensa superficiale sulla tubazione isolata e si calcola lo spessore minimo dell'isolante che la evita.
Che cos'è il punto di rugiada
L'aria può contenere solo una certa quantità di vapore acqueo; raffreddandosi, l'eccesso si separa in goccioline. La temperatura alla quale ciò inizia è il punto di rugiada. A parità di temperatura, l'aria più umida ha un punto di rugiada più alto.
Sotto 0 °C il vapore diventa ghiaccio (brina) invece di acqua, per questo si parla di punto di brina e lo si calcola con la pressione di saturazione su ghiaccio.
Quando si forma condensa
L'acqua si deposita su ogni superficie che si trovi al punto di rugiada dell'aria che la tocca o al di sotto. Vetri delle finestre e angoli delle pareti esterne in inverno, tubazioni e canali di acqua refrigerata in estate sono i punti tipici. Una superficie più calda del punto di rugiada resta asciutta.
Esempio: condensa su una finestra in inverno
L'aria ambiente a 20 °C e UR 60% ha un punto di rugiada di circa 12,0 °C. Se il freddo esterno mantiene il vetro interno a 10 °C, questo è sotto il punto di rugiada, quindi si forma condensa.
Per mantenere asciutta quella finestra, abbassare l'umidità ambiente a circa 52,5% o meno, oppure tenere il vetro più caldo di 12,0 °C.
Come ridurre la condensa
- Ventilare: eliminare l'umidità di cottura, docce e bucato steso per abbassare l'umidità ambiente.
- Gestire l'umidità: non umidificare troppo in inverno e deumidificare se necessario.
- Mantenere calde le superfici: vetri doppi o basso emissivi, isolamento aggiunto, aria che raggiunga dietro le tende. Isolare le tubazioni di acqua refrigerata perché la superficie esterna resti sopra il punto di rugiada.
Tabella del punto di rugiada (temperatura × umidità relativa)
Valori in °C alla pressione al livello del mare di 101,325 kPa. I valori sotto 0 °C sono punti di brina (su ghiaccio). Una superficie pari o inferiore al valore raccoglie condensa.
| Temperatura | RH 30 % | RH 40 % | RH 50 % | RH 60 % | RH 70 % | RH 80 % | RH 90 % |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 10 °C | −6.0 | −2.6 | 0.1 | 2.6 | 4.8 | 6.7 | 8.4 |
| 15 °C | −2.1 | 1.5 | 4.7 | 7.3 | 9.6 | 11.6 | 13.4 |
| 18 °C | 0.2 | 4.2 | 7.4 | 10.1 | 12.5 | 14.5 | 16.3 |
| 20 °C | 1.9 | 6.0 | 9.3 | 12.0 | 14.4 | 16.4 | 18.3 |
| 22 °C | 3.6 | 7.8 | 11.1 | 13.9 | 16.3 | 18.4 | 20.3 |
| 24 °C | 5.4 | 9.6 | 12.9 | 15.8 | 18.2 | 20.3 | 22.3 |
| 26 °C | 7.1 | 11.4 | 14.8 | 17.6 | 20.1 | 22.3 | 24.2 |
| 28 °C | 8.8 | 13.2 | 16.6 | 19.5 | 22.0 | 24.2 | 26.2 |
| 30 °C | 10.5 | 14.9 | 18.4 | 21.4 | 23.9 | 26.2 | 28.2 |
| 35 °C | 14.8 | 19.4 | 23.0 | 26.1 | 28.7 | 31.0 | 33.1 |
Domande frequenti
Come si calcola il punto di rugiada?
Si trova la pressione di saturazione del vapore alla temperatura dell'aria, la si moltiplica per l'umidità relativa per ottenere la pressione di vapore effettiva, poi si cerca la temperatura la cui pressione di saturazione è uguale a questa. Questa pagina risolve all'inverso le equazioni di Hyland-Wexler dell'ASHRAE Fundamentals 2017, capitolo 1.
Qual è il punto di rugiada a 20 °C e UR 60% in un ambiente interno?
Circa 12,0 °C. Un vetro o una parete a circa 12 °C o meno raccoglie condensa. A UR 50% scende a circa 9,3 °C e al 40% a circa 6,0 °C.
Come si capisce se una tubazione di acqua refrigerata ha bisogno di isolamento?
Confrontare la temperatura della superficie esterna della tubazione con il punto di rugiada dell'aria circostante. L'aria a 26 °C e UR 50% ha un punto di rugiada di circa 14,8 °C, quindi una tubazione nuda con acqua a 7 °C si copre di condensa. Scegliere uno spessore di isolante che mantenga la superficie esterna sopra il punto di rugiada.
Che relazione c'è tra punto di rugiada e condensa?
Quando l'aria tocca una superficie più fredda del suo punto di rugiada, il vapore acqueo vi condensa. Una superficie pari o inferiore al punto di rugiada raccoglie condensa; sopra, non se ne forma. A parità di temperatura, un'umidità più alta alza il punto di rugiada, quindi la condensa si forma più facilmente (a 20 °C: circa 6,0 °C a UR 40%, circa 12,0 °C a 60%).
Come si dimensiona lo spessore dell'isolante di una tubazione per evitare la condensa?
Si ricava il punto di rugiada da temperatura e umidità ambiente, poi si cerca l'isolante più sottile la cui superficie esterna supera il punto di rugiada di un margine (di solito 1 K). La superficie si scalda al diminuire della conduttività, all'aumentare dello spessore e dell'emissività della finitura. Nel calcolatore sopra, scegliendo materiale e spessore, si vedono insieme temperatura superficiale, esito e spessore minimo che evita la condensa (arrotondato a uno spessore standard); la tabella sopra riporta direttamente SGP da 15A a 100A.
Perché una finitura in alluminio è peggiore per la condensa?
La superficie esterna riceve calore per convezione dall'aria e per irraggiamento dall'ambiente. L'alluminio ha un'emissività di circa 0,05, quindi riceve pochissimo calore radiante, il coefficiente esterno si riduce e la superficie si avvicina alla temperatura dell'acqua fredda. Esempio: per una tubazione 50A (DN 50) con acqua a 7 °C, lana di vetro da 25 mm e aria a 30 °C e UR 80 %, con finitura non metallica la superficie è a circa 27,4 °C, sopra il punto di rugiada di 26,2 °C; con una finitura nuova in alluminio scende a circa 24,8 °C e si forma condensa.
Quale margine di verifica usare per la condensa?
Una superficie al punto di rugiada o sotto produce condensa. Per tenere conto di errori di posa, variazioni di umidità e ponti termici su giunti e staffe, di solito si progetta con la superficie da 1 a 2 K sopra il punto di rugiada (una prassi, non un valore fissato da una norma). Il calcolatore usa 1 K per impostazione predefinita, modificabile nel campo «Margine di verifica»; sotto tale valore compare «A rischio».
Equazioni e fonti
Le stesse equazioni del motore del calcolatore. T = t + 273,15 K, p = pressione in Pa.
| Voce | Equazione | Note · base |
|---|---|---|
| Pressione di saturazione (acqua) | ln pws = C8/T + C9 + C10·T + C11·T² + C12·T³ + C13·ln T | ASHRAE eq. 6 (Hyland-Wexler), da 0,01 a 200 °C |
| Pressione di saturazione (ghiaccio) | ln pws = C1/T + C2 + C3·T + C4·T² + C5·T³ + C6·T⁴ + C7·ln T | ASHRAE eq. 5 (Hyland-Wexler), da −100 a 0,01 °C |
| Pressione di vapore e umidità specifica | pw = UR/100 · pws(t), ω = 0,621945 · pw / (p − pw) | ASHRAE eq. 20 |
| Punto di rugiada (punto di brina) | pws(td) = pw | Inversa delle eq. 5 e 6 con iterazione di Newton; forma su ghiaccio (punto di brina) quando td ≤ 0,01 °C |
| Condensa e margine | condensa ⇔ ts ≤ td, margine = ts − td | Condensa quando l'aria sulla superficie raggiunge la saturazione (stessa definizione della verifica della condensa del calcolatore) |
| UR sulla superficie e UR massima | UR_s = 100 · pw / pws(ts), UR_max = 100 · pws(ts) / pws(t) | UR_max: la UR alla stessa temperatura ambiente il cui punto di rugiada è uguale alla temperatura della superficie (stessa definizione della verifica della condensa del calcolatore) |
Fonti
- ASHRAE Handbook Fundamentals 2017 (SI), capitolo 1 Psychrometrics: eq. 5 e 6 pressione di saturazione, eq. 20 umidità specifica
- Hyland, R. W. and Wexler, A. (1983), Formulations for the thermodynamic properties of the saturated phases of H2O from 173.15 K to 473.15 K, ASHRAE Transactions 89(2A)
Condensa superficiale sull'isolante e spessore minimo dell'isolante delle tubazioni per evitarla
Avvolgere di isolante una tubazione d'acqua refrigerata non serve se la superficie esterna resta al punto di rugiada dell'aria circostante o sotto: sull'isolante si forma allora acqua (condensa superficiale). La temperatura superficiale si stabilisce nel punto in cui si bilanciano due cose: quanto l'isolante resiste al calore (conduttività termica λ, spessore t) e quanto calore l'aria esterna cede alla superficie (coefficiente h_se, che somma convezione e irraggiamento).
Per dimensionare l'isolante si risolve il bilancio per la temperatura superficiale Ts e la si confronta con il punto di rugiada Td. Se Ts è sopra Td non c'è condensa, e Ts − Td è il margine. Il calcolatore sopra gestisce tubazioni (cilindro) e superfici piane (canali, apparecchi), trova per bisezione lo spessore minimo che evita la condensa e lo arrotonda per eccesso a uno spessore standard.
Anche la finitura cambia il risultato. Una finitura a bassa emissività come l'alluminio scambia pochissimo calore radiante con l'ambiente, quindi la superficie resta più fredda ed è peggiore per la condensa a parità di spessore. L'isolante in elastomero si usa spesso senza finitura e ha una emissività superficiale di circa 0,9.
Spessore minimo dell'isolante per evitare la condensa su tubazioni di acqua refrigerata (SGP da 15A a 100A)
Spessore minimo (mm, arrotondato per eccesso) che evita la condensa con aria ambiente a 30 °C e UR 80 %, acqua refrigerata a 7 °C, aria ferma all'interno e margine di 1 K. I valori provengono dallo stesso motore di calcolo del calcolatore. In pratica scegliere lo spessore standard successivo (10, 13, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 65, 75, 100 mm).
| Misura | Diam. esterno mm | Lana di vetro | Elastomero espanso | PUR rigido | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ε 0.9 | ε 0.05 | ε 0.9 | ε 0.05 | ε 0.9 | ε 0.05 | ||
| 15A | 21.7 | 18 | 40 | 18 | 40 | 14 | 31 |
| 20A | 27.2 | 19 | 43 | 19 | 43 | 15 | 33 |
| 25A | 34 | 20 | 46 | 20 | 46 | 16 | 35 |
| 32A | 42.7 | 21 | 50 | 21 | 49 | 17 | 38 |
| 40A | 48.6 | 22 | 52 | 22 | 51 | 17 | 39 |
| 50A | 60.5 | 23 | 55 | 23 | 55 | 18 | 42 |
| 65A | 76.3 | 24 | 59 | 24 | 59 | 19 | 45 |
| 80A | 89.1 | 25 | 62 | 25 | 62 | 19 | 47 |
| 90A | 101.6 | 26 | 65 | 25 | 64 | 19 | 49 |
| 100A | 114.3 | 26 | 67 | 26 | 67 | 20 | 51 |
ε 0,9 è una finitura non metallica (PVC, vernice, tela, gomma); ε 0,05 è foglio di alluminio nuovo. Una finitura in alluminio richiede uno spessore molto maggiore sullo stesso isolante. > 500 significa che neanche 500 mm bastano.
Equazioni
Trasmissione del calore stazionaria in forma ISO 12241, per metro di tubazione o per m² di superficie piana.
| Voce | Equazione | Note · base |
|---|---|---|
| Bilancio termico (temperatura superficiale Ts) | (Ta − Ts) / R_se = (Ts − Tf) / R_ins | Ts si risolve per bisezione; per acqua refrigerata Tf < Ts < Ta |
| Resistenze termiche (cilindro / piano) | R_ins = ln(D2/D1) / (2πλ), R_se = 1 / (h_se · π · D2), D2 = D1 + 2t. Piano: R_ins = t/λ, R_se = 1/h_se | La parete della tubazione e la resistenza lato fluido sono trascurate (a favore di sicurezza) |
| Coefficiente di scambio esterno | h_se = h_cv + h_r | Somma di convezione h_cv e irraggiamento h_r |
| Coefficiente di irraggiamento | h_r = ε · σ · (Ts⁴ − Ta⁴) / (Ts − Ta) | σ = 5,670×10⁻⁸ W/m²K⁴, temperature in K. ε è l'emissività della superficie della finitura |
| Convezione naturale (aria ferma all'interno) | Tubazione orizzontale: 1,25 (ΔT/D2)^0,25 (D2³ΔT ≤ 10), altrimenti 1,21 ΔT^(1/3). Piano verticale (H = 1 m): 1,42 (ΔT/H)^0,25, altrimenti 1,31 ΔT^(1/3) | Con il vento si combina con la convezione forzata (Churchill-Bernstein). Le costanti non sono state verificate sul testo della norma; controllarle prima della progettazione |
| Conduttività in funzione della temperatura | λ = λ10 + a · (Tm − 10), Tm = (Tf + Ts) / 2 | λ10: valore a temperatura media di 10 °C, a: pendenza con la temperatura (tabella sotto) |
| Esito | condensa ⇔ Ts ≤ Td, a rischio ⇔ Ts − Td < margine, sicuro ⇔ Ts − Td ≥ margine | Td dalle equazioni del punto di rugiada sopra (ASHRAE 2017). Margine predefinito 1 K |
Conduttività termica tipica degli isolanti (valori di riferimento per la progettazione)
Conduttività λ10 a temperatura media di 10 °C e pendenza con la temperatura a. I valori variano per produttore e classe; sostituirli con il valore della scheda tecnica del prodotto.
| Isolante | k10 W/m·K | a W/m·K² | Barriera al vapore per il freddo | Riferimento |
|---|---|---|---|---|
| Lana di vetro (pannello, coppella) | 0.034 | 0.00015 | Barriera separata necessaria | KS L 9102 lana di vetro 24K, non oltre 0,043 a temperatura media di 70 °C |
| Lana di roccia (pannello, coppella) | 0.034 | 0.00018 | Barriera separata necessaria | Lana di roccia circa 0,045 a temperatura media di 70 °C (varia per prodotto) |
| Elastomero espanso (NBR, EPDM) | 0.034 | 0.0001 | A celle chiuse (incollare i giunti) | EN 14304: non oltre 0,033 a 0 °C, circa 0,036 a 40 °C |
| Polietilene espanso | 0.036 | 0.00012 | A celle chiuse (incollare i giunti) | Dati del produttore da 0,035 a 0,040 |
| Poliuretano rigido (PUR, PIR) | 0.025 | 0.0001 | A celle chiuse (incollare i giunti) | Valore di progetto invecchiato per PUR e PIR rigidi |
| Schiuma fenolica | 0.024 | 0.00008 | A celle chiuse (incollare i giunti) | KS M 3808 non oltre 0,022; valore di progetto invecchiato |
| Polistirene estruso (XPS) | 0.034 | 0.0001 | A celle chiuse (incollare i giunti) | EN 13164 valore dichiarato da 0,030 a 0,036 |
Emissività superficiale della finitura (rivestimento)
| Finitura | Emissività ε |
|---|---|
| Foglio o lamierino di alluminio (nuovo) | 0.05 |
| Alluminio (ossidato) | 0.13 |
| Acciaio zincato | 0.26 |
| Acciaio inox | 0.15 |
| PVC, vernice, tela, superficie di elastomero | 0.9 |
Ultimo aggiornamento: 2026-10-12.