Assicurare il corretto microclima nei capannoni industriali non è certo un’impresa semplice. Infatti, queste strutture sono caratterizzate da altezze rilevanti, e nonostante si tengano costantemente accesi gli impianti di riscaldamento, d’inverno le aree a terra restano sempre fredde, se non addirittura “ghiacciate”. Il motivo principale di tale squilibrio termico va ricercato nel cosiddetto effetto camino. Di cosa si tratta?
Nelle prossime righe osserveremo da vicino come si sviluppa il fenomeno e ci soffermeremo sulle principali soluzioni per combatterlo all’interno dei capannoni industriali.
Che cos’è l’effetto camino?
L’effetto camino è un fenomeno naturale generato dalle variazioni di densità delle masse d’aria in seguito alle variazioni di temperatura. Nella pratica, quando l’aria si riscalda tende ad espandersi: diventa più leggera rispetto all’aria fredda circostante. La differenza di peso specifico innesca una spinta galleggiante, detta anche spinta termica o spinta di Archimede, che muove la massa calda verso l’alto.
Nei capannoni industriali, i quali hanno altezze comprese tra i 6 e i 15 metri, il fenomeno genera un vero e proprio “camino invisibile”. L’aria calda prodotta dagli impianti di riscaldamento risale continuamente verso il tetto dell’edificio e si accumula sotto il soffitto. Se nella copertura sono presenti aperture, come i lucernai o cupolini per l’evacuazione dei fumi, la massa termica fuoriesce velocemente verso l’esterno, proprio come farebbe il fumo attraverso la canna fumaria di un camino domestico.
Il meccanismo dell’effetto camino è per certi versi uguale a quello della mongolfiera, dove il bruciatore scalda l’aria contenuta nell’involucro per renderla più leggera e spingere la struttura verso l’alto. Nel capannone ovviamente la massa d’aria resta bloccata. Il risultato? Gli operatori presenti nel capannone saranno costretti a patire il freddo per tutte le ore di lavoro!
La differenza tra stratificazione ed effetto camino
Nel linguaggio comune il termine “stratificazione” ed “effetto camino” vengono spesso confusi. Ciò accade perché sono strettamente collegati, anche se rappresentano due fasi distinte dello stesso fenomeno. Proviamo a capirci qualcosa in più.
La stratificazione è il processo spontaneo attraverso cui l’aria si dispone in strati orizzontali a differenti temperature all’interno di un ambiente chiuso. Le masse calde si posizionano in alto, mentre quelle fredde stazionano a ridosso del pavimento.
Tale suddivisione genera un gradiente termico verticale, ovvero un incremento costante dei gradi centigradi man mano che ci si solleva dal suolo. In capannoni particolarmente alti, questo divario può superare facilmente i 10-15 °C tra il pavimento e la copertura.
L’effetto camino, invece, si manifesta quando la massa d’aria calda stratificata in quota trova una via di fuga verso l’esterno attraverso le giunzioni del tetto o i lucernari. L’uscita dell’aria calda genera una depressione nelle porzioni inferiori del capannone, la quale richiama aria fredda dall’esterno attraverso i portoni e le porte di servizio posizionate al livello del suolo.
Semplificando il discorso, possiamo affermare che la stratificazione è la condizione interna di separazione del calore, mentre l’effetto camino è la conseguente perdita di energia verso l’ambiente esterno. Questo accelera e amplifica il raffreddamento del fabbricato.
Perché è necessario contrastare l’effetto camino nei capannoni?
L’effetto camino genera tutta una serie di problematiche in contesti operativi come i capannoni industriali. In primo luogo, peggiora le condizioni di lavoro degli operatori. Le maestranze impiegate al livello del suolo si trovano a lavorare in un ambiente freddo, esposto a continue correnti d’aria. Tutto ciò penalizza indubbiamente la produttività.
Un altro deficit importante causato dall’effetto camino è l’aumento dei consumi energetici. Il calore erogato non staziona dove si svolgono le attività umane e produttive, ma si sposta verso l’alto per poi disperdersi all’esterno. Di conseguenza, le caldaie lavorano continuamente a regimi elevati per tentare di scaldare l’ambiente: in questo modo le bollette sono destinate a schizzare verso l’alto.
La forte disomogeneità termica tra il suolo e le zone alte del capannone può anche compromettere la conservazione delle merci termosensibili stoccate sulle scaffalature alte, così come può influenzare il funzionamento dei macchinari a terra.
Infine, la risalita di aria calda e umida verso le parti alte del capannone, a contatto con le superfici fredde della copertura, genera la formazione di condensa. L’accumulo di umidità può provocare la comparsa di muffe, l’ossidazione delle strutture metalliche e persino il gocciolamento di acqua sui macchinari.
Come evitare l’effetto camino nei capannoni?
Nei paragrafi precedenti abbiamo evidenziato come l’effetto camino sia reso possibile dalla presenza di aperture nelle coperture dei capannoni industriali. Il primo intervento per ridurre i suoi effetti è quindi quello ripristinare la tenuta degli infissi alti, delle giunzioni del tetto e dei lucernari al fine di chiudere le possibili vie di fuga al calore.
Oltre a questo correttivo esistono altre soluzioni. Quali sono le più diffuse?
Destratificatori e miscelatori d’aria
Tra i migliori antidoti all’effetto camino troviamo i sistemi di ventilazione meccanica, come i destratificatori e i miscelatori d’aria. Si tratta di dispositivi applicati a soffitto, dotati di giranti o ventole studiate per movimentare grandi portate d’aria a bassa velocità, senza creare correnti fastidiose per gli operatori a terra.
I destratificatori prelevano l’aria calda accumulata nella parte alta della struttura, la miscelano con l’aria più fresca e la spingono delicatamente verso la zona di lavoro. Questa azione uniforma la temperatura sia in senso verticale che orizzontale, abbattendo la sacca calda sotto la copertura del capannone.
Riscaldamento per irraggiamento radiante
L’effetto camino si può combattere fin dalla scelta della tipologia di riscaldamento per il proprio capannone. I sistemi più adatti sono quelli ad irraggiamento radiante. Questi funzionano emettendo onde elettromagnetiche che riscaldano direttamente i corpi solidi presenti nell’ambiente, ovvero il pavimento, le macchine e le persone. Quindi, rispetto ai classici termoconvettori, non riscaldano l’intera massa d’aria dell’edificio. Così facendo, non si originano i moti convettivi di risalita e si evita il fenomeno di stratificazione dell’aria.
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