Nell’ambito della conservazione del patrimonio architettonico italiano, il controllo del microclima interno negli uffici storici rappresenta una sfida complessa, dove il rispetto del valore patrimoniale incontra la rigorosa necessità di garantire comfort termoigrometrico ottimale. La variabilità stagionale, la complessità geometrica e la sensibilità dei materiali tradizionali richiedono un approccio multidisciplinare, che integri tecniche di misurazione avanzata, simulazioni dinamiche e interventi tecnologici non invasivi. Questo approfondimento esplora, con dettagli tecnici e pratici, il processo completo di valutazione e gestione del microclima, partendo dai fondamenti fino alle soluzioni innovative applicate in contesti reali, come un ufficio storico milanese.
«Il microclima interno non è semplice temperatura e umidità, ma un equilibrio dinamico tra proprietà fisiche degli edifici e condizioni esterne, che in strutture storiche assume carattere unico per la loro interazione con l’ambiente circostante.» — Ministero Cultura, Linee guida conservazione edifici storici
La peculiarità degli edifici storici italiani – muri in pietra a elevata massa termica, soffitti a cassettoni con strati multipli, infissi originali con attuatori limitati – impone una mappatura microclimatica precisa e un intervento calibrato. A differenza degli edifici moderni, dove il controllo climatico è spesso automatizzato, nei contesti storici la priorità è preservare l’autenticità architettonica, evitando modifiche strutturalmente invasive. Il comfort termoigrometrico ideale per un ufficio storico protetto deve rispettare parametri stringenti: temperatura aria 22–24 °C, umidità relativa 40–60%, senza correnti o rumori indesiderati, in linea con le raccomandazioni di ASHRAE 55 e EN 16798-2.
1. Valutazione iniziale: mappatura termoigrometrica dettagliata e analisi condizioni stagionali
La fase fondamentale è la raccolta di dati ambientali in punti strategici, utilizzando strumenti calibrati e certificati: sensori digitali di temperatura (es. PTU HI9320), igrometri capacitivi con precisione ±1% RH (es. SC-1D di Sensirion), anemometri a fio per misurare velocità dell’aria fino a 1 m/s (es. Model S410), e termometri a resistenza di platino (RTD) per profili termici. La distribuzione dei sensori deve considerare: zone vicine aperture principali soggette a irraggiamento solare diretto e fluttuazioni termiche, zone interne profonde in profondità architettonica, e aree sotto infissi storici con potenziale formazione di correnti verticali.
Fase 1: Raccolta dati ambientali
- Posizionamento: sensori installati a 1,5 m dal pavimento, in corridoi interni e stanze rappresentative, con almeno 3 punti per zona; anemometri montati in prossimità infissi con orientamento controllato.
- Durata: campionamento continuo per almeno 72 ore, con acquisizione a intervalli di 15 minuti, registrando anche dati di radiazione solare (pyranometro salvati) e vento esterno (anemometro esterno).
- Calibrazione: tutti i dispositivi devono essere verificati prima e dopo la campagna, confrontando con standard tracciabili ISO 17025.
I dati raccolti permettono di identificare cicli termici giornalieri, differenze di umidità tra zone interne ed esterne, e la formazione di strati d’aria calda in prossimità infissi sopraccarichi di irraggiamento. Questo passaggio è essenziale per costruire modelli termici affidabili e definire soglie di intervento.
2. Analisi del comportamento termoigrometrico con simulazioni CFD e misure di trasmittanza
La fase successiva integra dati reali con simulazioni termiche dinamiche (DTM) tramite software come OpenFOAM o EnergyPlus, basate su geometrie 3D fedeli dell’edificio storico. La modellazione deve considerare:
– Massa termica elevata delle murature in pietra (con conducibilità ~1,8 W/m·K, capacità termica ~1,4 MJ/m²·K),
– Perdite termiche attraverso infissi storici (trasmittanza U media 1,5–3,5 W/m²·K),
– Irraggiamento solare estivo con fattore di ombreggiamento variabile (dipende dall’orientamento e dal periodo).
Simulazione CFD tipo:
– Analisi CFD a scala temporale giornaliera, con condizioni al contorno derivanti da dati climatici locali (es. dati MeteoAmeteo Milano stagionali),
– Valutazione flussi d’aria indotti da infissi storici, evidenziando zone di stagnazione e correnti convettive,
– Mappatura temperature superficiali e relative umidità in punti critici (es. angoli di stanze, davanzali).
In parallelo, si effettua la misura della trasmittanza termica (U) delle pareti e dei soffitti mediante metodo del flusso caldo costante (standard UNI EN ISO 8301), fondamentale per valutare perdite energetiche e rischio di condensazione interna. Valori U > 0,8 W/m²·K indicano necessità di miglioramento isolante non invasivo.
3. Interventi passivi per il controllo microclimatico: integrazione tra architettura e tecnologia
La soluzione prevede un approccio ibrido, bilanciando conservazione e comfort, con interventi mirati:
- Ventilazione naturale controllata: regolazione automatica di infissi storici (es. finestre a battente con cerniere motorizzate a basso consumo) in base a profili termici e umidità rilevati, con apertura sincronizzata alle correnti di vento predette da analisi CFD (es. apertura mattutina a est, chiusura serale a ovest per evitare perdite notturne).
- Materiali tradizionali a funzione termoigrometrica: applicazione di intonaci a base di calce idraulica idrata (con coefficiente di assorbimento controllato ~30% RH), calce mista a polvere di marmo per regolare umidità interna senza compromettere permeabilità al vapore (σ ~ 5–10 g/m²·s/kPa).
- Gestione solare passiva: utilizzo di persiane in legno con motorizzazione a basso consumo, regolate da algoritmi basati su irraggiamento solare previsto (es. riduzione dell’apertura quando irraggiamento > 800 W/m², per evitare surriscaldamento estivo).
- Deumidificazione passiva in zone critiche: posizionamento di zeoliti naturali (es. Zeolite A-1) in nicchie protette, dove l’umidità relativa tende a superare il 60% di notte, con capacità assorbente fino a 20% RH per ciclo. Non richiedono interventi strutturali, preservando integrità muraria.
- Monitoraggio IoT integrato: reti di sensori wireless (es. modulo Zigbee con trasmissione dati a piattaforme cloud) per tracciare in tempo reale temperatura, umidità, CO₂ e correnti d’aria, con allarmi automatici per deviazioni critiche (es. umidità > 65% a lungo termine).
Questo approccio garantisce un controllo attivo ma non invasivo, coerente con le normative italiane D.Lgs. 192/2005 e UNI EN 16798-1, che richiedono interventi reversibili e non dannosi per i beni culturalmente rilevanti.
4. Tecnologie attive di precisione: centraline e sistemi smart integrati
Per garantire stabilità climatica, si impiegano sistemi di condizionamento a bassa potenza (mini-split inverter con inverter a frequenza variabile, potenza nominale 1–3 kW), dotati di sensibilità dinamica e regolazione in tempo reale basata su mappe termoigrometriche. Centraline BMS specializzate (es. Siemens Desigo CC o Schneider EcoStruxure) coordinano il controllo di temperatura, umidità e ventilazione in base a soglie personalizzate:
– Profili temporali orari adattivi per uffici (es. raffrescamento notturno passivo, riscaldamento graduale mattutino),
– Algoritmi predittivi che anticipano variazioni climatiche giornaliere e stagionali,
– Integrazione con fonti rinnovabili (es. pannelli solari fotovoltaici) per ridurre impatto energetico.
Esempio configurazione BMS:
– Profilo estivo: raffrescamento attivo solo
