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Parquet: come varia il comportamento a seconda delle condizioni termo-igrometriche ambientali

Attraverso un’intervista a Paolo Rettondini, approfondiamo un tema importante che ci permette di comprendere una delle principali cause di ritiro e rigonfiamento del parquet.

Influenza del microclima indoor sul parquet

Perché il tema del rigonfiamento e ritiro del parquet oggi è così attuale?

Come ho già avuto modo di spiegare in un mio precedente articolo, purtroppo ancora in molti non sanno che il microclima indoor ha una sua influenza sui manufatti in legno.

Affinché il microclima indoor non generi effetti indesiderati sui manufatti lignei, il clima dell’ambiente deve essere necessariamente mantenuto entro dei limiti consigliati (temperatura dell’aria compresa tra 18°C e 22°C e, in particolare, l’umidità relativa dell’aria compresa tra il 45% e 60%).

Questi valori corrispondono, peraltro, alle condizioni di maggior benessere e salubrità anche per l’uomo e animali.

Differentemente, l’esposizione prolungata di un manufatto in legno ad un clima eccessivamente secco può determinare la comparsa di fessurazioni che, se lievi, tenderanno ad attenuarsi fino a scomparire una volta ristabilite le corrette condizioni climatiche.

Nel lontano 1993, il compianto dottor Armando Papini, amico e maestro, pubblicava un articolo su questo argomento nella rivista cartacea “Il Posatore”. Il dott. Papini aveva tradotto in lingua italiana un articolo a sua volta redatto dal dottor professor Andreas O. Rapp, diplomato in ingegneria del legno e in economia del legno, professore presso l’Università di Amburgo, parchettista e perito della camera dell’artigianato di Amburgo per i lavori di parquet.

L’argomento trattato in quell’articolo è a mio avviso ancora di grande attualità. Io stesso faccio riferimento ancora ai suoi contenuti per stilare le mie perizie. Credo che conoscerne i contenuti sia di utilità per tutti coloro che operano nel settore Parquet.

 

Legno: principali fondamenti fisici da ricordare in caso di rigonfiamento e ritiro

Per comprendere le cause di rigonfiamento e ritiro del parquet dovuti al riscaldamento e, più in generale, al clima ambientale in cui il pavimento è stato installato, cos’è importante sapere?

La tipologia di riscaldamento e, più in generale, il clima ambientale dove viene installato un parquet incidono fortemente sul comportamento del legno stesso. Come riportava lo stesso dott. Papini esistono alcuni fondamenti fisici che è bene ricordare per analizzare questo fenomeno, tra questi:

  • L’umidità di equilibrio del legno;
  • Il microclima nei locali di abitazione;
  • Il fenomeno di rigonfiamento e ritiro del legno.

L’umidità di equilibro del legno (Ueq) dipende dall’umidità relativa dell’aria (UR) a contatto con il materiale e della temperatura del legno stesso. Il legno, come sappiamo, è un materiale poroso e igroscopico, capace di assorbire le molecole di acqua presenti nell’ambiente che lo circondano.

Se consideriamo un elemento di legno sulla cui superficie rileviamo una temperatura di 20°C e consideriamo poi un’umidità relativa dell’aria nei pressi del legno del 50%, l’umidità di equilibrio del legno (Ueq) si attesta sul valore del 9,2%. I valori di Ueq possono essere facilmente estratti da tabelle presenti nella letteratura tecnica, di cui proponiamo un esempio.

In riferimento al microclima nei locali di abitazione, la letteratura tecnica in materia ci insegna che l’umidità relativa dell’aria nei locali di abitazione e di lavoro con temperatura di 20°C oscilla nel periodo estivo tra 50% < UR < 70 % mentre nel periodo invernale tra 30% < UR < 35%. Ciò significa che il valore medio annuale è UR = 50%. In ragione di questo valore, ricordo che le norme europee stabiliscono una essicazione del parquet massiccio al 9 ± 2% di contenuto di umidità del legno.

Come riporta una specifica ricerca relativa alla velocità di raggiungimento dell’umidità di equilibrio del parquet, l’adeguamento dell’umidità del parquet alle variazioni del clima ambientale può richiedere parecchi mesi.

Tendenzialmente è alla fine di un periodo di riscaldamento, oppure alla fine di un periodo estivo, che l’umidità di un pavimento in legno si avvicina molto all’umidità di equilibrio.

Ciò significa che nel corso dell’anno il legno presenta ampie variazioni di contenuto di umidità ed è risaputo che variazioni di umidità, al di sotto dell’intervallo di saturazione delle fibre del legno, portano a variazioni dimensionali e di conseguenza a fenomeni di ritiro.

La seguente tabella mostra, per alcune specie legnose comunemente utilizzate per la fabbricazione del parquet, come varia il ritiro differenziale in % del legno per 1% di variazione dell’umidità del legno.

Ne consegue che per calcolare il ritiro percentuale del legno è sufficiente moltiplicare il ritiro differenziale V per la variazione del contenuto di umidità del legno.

RITIRO PERCENTUALE = V x Δ del contenuto di umidità del legno

 

Ritiro del parquet: esempi pratici di calcolo di ritiro % a seconda del tipo di riscaldamento e della umidità relativa dell’aria

Caro Paolo, puoi illustrarci qualche esempio pratico di calcolo del ritiro e rigonfiamento (%) del legno?

Come riportava il dott. Papini, possiamo considerare 5 condizioni per spiegare il fenomeno:

  1. CASO A, locale di abitazione, con riscaldamento centrale, senza climatizzazione;
  2. CASO B, locale di abitazione, con riscaldamento centrale, climatizzato tutto l’anno;
  3. CASO A-B, locale di abitazione con riscaldamento centrale, con umidificazione dell’aria in inverno;
  4. CASO C, locale di abitazione, con riscaldamento a pavimento, climatizzato tutto l’anno.
  5. CASO D, locale di abitazione, con riscaldamento a pavimento, senza climatizzazione.

Per ognuno dei casi sopracitati, consideriamo un locale al cui interno è stato installato un parquet in legno di rovere.

Supponiamo, inoltre, che il massetto e il solaio siano asciutti e trascuriamo intenzionalmente l’influenza dell’umidità proveniente dal sottofondo.

Consideriamo per il Caso 1 una stratigrafia del pavimento così composta:

  • Parquet (Temp. 20°C);
  • Massetto;
  • Strato di isolamento;
  • Schermo a vapore;
  • Solaio in calcestruzzo;
  • Intonaco del soffitto.

Ipotizziamo di essere in un locale di abitazione con riscaldamento centralizzato senza climatizzazione con temperatura ambiente di 20°C e umidità UR = 60% durante il periodo estivo e con UR = 40% durante il periodo invernale.

Dai valori riportati in tabella 1, possiamo ricavare che l’umidità di equilibrio del legno durante il periodo estivo è Ueq = 10,8 % mentre durante il periodo invernale Ueq = 7,7%.

Tra il periodo estivo e il periodo invernale, la variazione di contenuto di umidità del legno è 10,8 – 7,7 = 3,1%. Considerato che il ritiro differenziale medio del legno di rovere è uguale a V = 0,26 possiamo calcolare il ritiro percentuale che sarà uguale a 3,1 x 0,26 = 0,81.

La causa del ritiro del parquet dello 0,81% risiede nella variazione dell’umidità dell’aria del 20% UR tra estate (60% UR) e inverno (40% UR).

Consideriamo ora il Caso 2. Siamo in presenza di un locale con riscaldamento centrale e completamente climatizzato. Dato che la climatizzazione è attiva durante tutto l’anno, l’umidità ambientale sarà costante. Consideriamo pertanto una temperatura ambientale di 20°C con UR dell’aria uguale a 50%.

In questo caso è evidente che non essendoci una variazione di clima nelle vicinanze della superficie del parquet durante l’anno, l’umidità di equilibrio del legno sarà costante e, in questo caso, Ueq = 9,2 %.

Il Caso 2, con regolazione climatica durante tutto l’anno, è un caso teorico e ideale, difficilmente realizzabile in abitazioni private per gli alti costi di realizzazione.

Consideriamo ora il Caso 3. Ci troviamo in un locale di abitazione con riscaldamento centrale e con umidificazione dell’aria durante il periodo invernale.

Se attraverso l’uso di opportuni umidificatori viene mantenuta l’umidità relativa dell’aria a circa 50% UR, si ottiene una situazione intermedia tra Caso 1 e il Caso 2.

In questo caso, data la differenza tra umidità estiva UR=60% e quella invernale UR=50%, abbiamo una umidità di equilibrio del legno Ueq = 10,8% in estate e un Ueq = 9,2% in inverno, ovvero un ΔUeq = 10,8-9,2=1,6%. Il ritiro percentuale del legno sarà uguale a 1,6 x 0,26 = 0,416

Il calcolo del ritiro percentuale del legno mostra che attraverso l’umidificazione dell’aria in periodo invernale la formazione di fessure tra elementi lignei viene dimezzata (0,41% di ritiro percentuale anziché del 0,81 % come nel caso 1).

Analizziamo ora il comportamento del pavimento in legno in un locale con riscaldamento a pavimento e completamente climatizzato, ovvero Caso 4.

Considerato un ambiente con temperatura dell’aria di 20 °C e umidità UR = 50% e con la temperatura del parquet di 20°C. L’umidità in equilibrio del legno durante il periodo estivo sarà uguale a 9,2%.

Durante il periodo invernale però, dato che il parquet è installato su un massetto radiante, si ha una differenza di temperatura tra pavimento di legno (28°C) e l’aria dell’ambiente (20°C) a causa del riscaldamento del massetto.

Se ci troviamo nel caso in cui la temperatura dell’aria dell’ambiente è di 20 °C mentre la temperatura del parquet è, ad esempio, di 28°C l’umidità relativa dell’aria stratificata fino a pochi centimetri sopra il pavimento diminuisce fortemente.

Pertanto, è sbagliato considerare un’umidità ambientale UR = 50% come da tabella 1 per calcolare l’umidità di equilibrio del legno in inverno.

In questo caso, l’umidità relativa dell’aria sulla superficie del parquet deve essere calcolata in accordo con la norma DIN 4108, secondo la seguente equazione:

UR aria sulla superficie del parquet = UR aria nell’ambiente x psa/psp

Dove:
psa = pressione di vapore di saturazione per la temperatura ambientale.
psp = pressione di vapore di saturazione per la temperatura del parquet.
Le pressioni di saturazione ps si possono ricavare dalla seguente tabella.

Da questo si ottiene:

UR aria sulla superficie del parquet = 50 x 2340/3781 = 31%

Dalla tabella 1 è possibile ora ricavare l’umidità di equilibrio del legno Ueq che sarà uguale 5,9%.

Tra il periodo estivo e quello invernale, con il riscaldamento a pavimento, l’umidità del legno subisce una variazione di 3,3% = 9,2% - 5,9%. Ne consegue che il ritiro percentuale sarà uguale a 0,86%.

Con il riscaldamento di un pavimento di legno, in seguito all’aumento della temperatura del pavimento, vige nelle sue immediate vicinanze una più ridotta umidità dell’aria (31% UR) mentre nella restante aria dell’ambiente UR = 50%.

Queste differenze di contenuto di umidità nel legno si generano anche se il clima dell’ambiente viene mantenuto costante tutto l’anno per mezzo della climatizzazione.

In sintesi: determinante per la grandezza del fenomeno di ritiro è la differenza di temperatura tra parquet ed aria dell’ambiente.

Più grande è la differenza di temperatura, maggiormente diminuisce l’umidità relativa dell’aria nelle vicinanze del legno e perciò minore sarà l’umidità di equilibrio del legno relativa al pavimento durante il regime di riscaldamento.

Infine, facciamo anche le opportune considerazioni sul Caso 5. Consideriamo quindi un locale di abitazione con riscaldamento a pavimento senza climatizzazione.

Se con il riscaldamento a pavimento e la regolazione del clima (Caso 4) si sviluppano notevoli variazioni di umidità del legno e forti ritiri. Nel Caso 5 è evidente che si svilupperanno maggiori variazioni di umidità del legno, che causeranno di conseguenza grandi movimenti di rigonfiamento di ritiro.

In sintesi, da cosa dipende effettivamente l’umidità di equilibrio di un pavimento di parquet?

L’umidità di equilibrio di un pavimento di parquet dipende dall’umidità relativa dell’aria adiacente alla superficie del parquet e non dall’umidità relativa dell’aria ambientale.

Infatti, nella maggior parte dei casi se le temperature del parquet e dell’aria ambientale sono uguali, ne consegue che l’umidità relativa dell’aria nell’ambiente è la medesima di quella misurabile sulla superficie del parquet.

Pertanto, per i pavimenti di legno inseriti in ambienti con riscaldamento centrale si possono ridurre a del 50% la formazione di fughe se in inverno, per mezzo di un sistema di umidificazione dell’aria, viene mantenuta una umidità relativa dell’aria di almeno 50% UR. Caso 3.

È grazie alla climatizzazione, che si possono garantire condizioni costanti di umidità relativa ambientale per tutto l’anno ed evitare variazioni di umidità nel legno e la formazione di fughe in ambienti senza riscaldamento a pavimento.

Invece, per parquet installati in ambienti con il riscaldamento a pavimento si hanno, per cause fisiologiche, rigonfiamenti/ritiri nel pavimento di legno di circa il doppio che nel caso di locali con riscaldamento centrale.

La causa è da ricercare nella forte diminuzione dell’umidità relativa dell’aria adiacente alla superficie riscaldata del pavimento, perché il parquet viene particolarmente essiccato in inverno perché direttamente riscaldato.

Purtroppo, nel caso di ambienti con riscaldamento a pavimento, questi effetti non possono essere compensati né per mezzo della umidificazione dell’aria in inverno, né per mezzo della completa climatizzazione dell’ambiente.

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