isolamento termico

15 dicembre 2008

Tecnologie in Edilizia – L’importanza del tetto -2-

Tetti ben fatti

Le caratteristiche meccaniche tecnologiche di un ottimo tetto

Un buon tetto si caratterizza per un insieme di requisiti indispensabili che agiscono in maniera sinergica e garantiscono il massimo comfort e il maggior risparmio energetico in ogni stagione.
Si possono distinguere fra quelli meccanici, riguardanti la tipologia della struttura, e tecnologici.

REQUISITI MECCANICI: la resistenza
La struttura portante di ogni tetto nelle due tipologie principali (piano continuo di un solaio in latero-cemento o discontinuo di un solaio in legno) deve sopportare carichi permanenti (strutturali) e sovraccarichi accidentali, riconducibili principalmente all’azione di agenti atmosferici, come la neve o il vento:

per pendenze che vanno dai 20° ai 60°, in cui la neve si accumula in strati che possono scivolare verso il basso, la normativa prevede la necessita’ di distribuire sulla copertura elementi fermaneve, disposti per file parallele alla linea di gronda in quantita’ proporzionale alla criticita’ della situazione;
la forza del vento agisce in maniera distribuita o localizzata, sotto forma di turbolenze e vortici: in questo caso esercita una pressione soprattutto sulle linee di bordo, di gronda, di colmo, che vanno accuratamente ancorate.

REQUISITI TECNOLOGICI: controllo delle condizioni “igrometriche” del manto

La porosita’ naturale delle tegole nei manti in laterizio rende le coperture relativamente permeabili, e cioe’ traspiranti e resistenti all’acqua allo stesso tempo.
Dopo precipitazioni abbondanti, pero’, le tegole imbibite d’acqua si asciugano velocemente solo esternamente per l’azione del sole e del vento: se non si provvede in qualche modo, l’intradosso puo’ rimanere umido per lungo tempo, originando possibili fenomeni degenerativi delle tegole stesse e degli strati sottostanti.

Uno dei modi per mantenere temperatura e umidita’ il piu’ possibile uniformi fra esterno e interno e’ adottare una micro – ventilazione sottomanto, posando a secco gli elementi del manto su supporti (listelli di legno) paralleli od ortogonali alla linea di gronda (fig. 1).
Una pendenza intorno al 35% e’ sufficiente per determinare differenze di pressione e temperatura tra la linea d’ingresso dell’aria (linea di gronda) e la linea di uscita (linea di colmo), necessarie per innescare il movimento dell’aria nell’incavo creato. Naturalmente la linea di gronda e quella di colmo devono essere libere da ostruzioni.

La micro – ventilazione sottomanto puo’ essere incrementata mediante speciali tegole d’areazione.

REQUISITI TECNOLOGICI: controllo delle condizioni “igrometriche” del tettoScambi termici in inverno e in estate
Il tetto svolge un ruolo rilevante nel bilancio energetico degli edifici: migliorarne le prestazioni termiche influisce positivamente sul microclima interno, riducendo i consumi energetici dovuti a riscaldamento e raffrescamento e di conseguenza l’inquinamento ambientale. I due parametri essenziali in questo senso sono:

l’isolamento termico, che si determina quantificando le dispersioni termiche in periodo invernale;
la ventilazione, che consente di ridurre il flusso termico entrante nel periodo estivo e di smaltire il vapore interno nel periodo invernale.

Durante il periodo invernale, un buon tetto deve limitare le dispersioni termiche e accumulare il calore fornito dall’irraggiamento solare, in modo da poterlo rilasciare lentamente negli ambienti interni durante la notte. E’ necessario quindi uno strato isolante che, posizionato all’estradosso del solaio di copertura (al di sotto e non interposto ai listelli di ventilazione, fig. 2), sia in grado di migliorare il controllo dei ponti termici e limitare i fenomeni di condensa.
Un altro aspetto da non sottovalutare e’ il controllo degli eventuali ponti termici in corrispondenza dei cordoli e delle travi in cemento armato.

Un tetto con un buon sistema di ventilazione garantisce invece un generale raffrescamento naturale degli ambienti sottotetto, con conseguente aumento del comfort e diminuzione dei costi. Si puo’ realizzare come ventilazione sottomanto:

oppure, in presenza di sottotetto non abitato, si puo’ attivare mediante aperture contrapposte ubicate nelle chiusure verticali; in questo caso lo strato termo-isolante andra’ posto all’estradosso dell’ultimo solaio interpiano.
Controllo della condensa interstiziale
La condensa interstiziale si forma di solito in inverno negli strati esterni di chiusura, quando il vapore interno, migrando verso l’esterno, incontra materiali ad elevata impermeabilita’. Questo si verifica quando questi strati si trovano sopra lo strato termo – isolante.

Fra le possibili soluzioni si può:

“bloccare” il vapore ascendente sotto lo strato termo – isolante con uno strato a elevata impermeabilita’ al vapore (polietilene, membrane bituminose), detto barriera al vapore.
diffondere l’eventuale vapore attraverso il tetto, anziché bloccarlo, con una membrana impermeabile e traspirante che, resistendo al vento e all’acqua, permette il passaggio all’esterno del vapore, impedendo di fatto la formazione della condensa interstiziale.

13 dicembre 2008

Tecnologie in Edilizia – L’importanza del tetto -1-

Tetti ben fatti

Il corretto isolamento nelle coperture
Isolamento adeguato ai limiti di trasmittanza riportati nel decreto legislativo n.311

Il rendimento energetico nell’edilizia e’ un argomento affrontato in Italia dal Dlgs n. 311/2006 che, in vigore dal 2 febbraio 2007, fornisce i nuovi parametri di riferimento sulle dispersioni di calore per tutti gli edifici nuovi e ristrutturati. Il provvedimento e’ un intervento necessario in vista di un risparmio energetico che nei prossimi anni dovrebbe diventare sempre piu’ consistente in un paese, come il nostro, dove all’edilizia si riconduce il 40% circa dei consumi energetici totali.

Valori limite, zone climatiche, soglie temporali

Nello specifico, la normativa fornisce i valori limite di trasmittanza termica (espressa in Kwh/m²k) per tutte le superfici dell’edificio, in modo da stabilire un grado di isolamento ideale. Questi valori non sono univoci per tutto il paese ma variabili in funzione della zona climatica dei vari Comuni di appartenenza.

Il territorio italiano e’ stato infatti suddiviso in 7 zone climatiche, che vanno dalla zona A (in cui rientrano i Comuni piu’ caldi) alla F, (che comprende i piu’ freddi): i valori di trasmittanza diventano progressivamente piu’ bassi dalla A alla F, dove la richiesta di riscaldamento e’ maggiore e l’involucro degli edifici deve riuscire a disperdere all’esterno la minor quantita’ possibile di calore.

Inoltre e’ previsto che tali limiti diventino ogni anno piu’ severi, fino al 1° gennaio 2010, come si evince dalla seguente tabella, che riporta i dati relativi alle coperture:

Arginare la dispersione di calore dal tetto

E’ stato calcolato che in ogni edificio il 25-30% circa delle dispersioni termiche avviene attraverso il tetto. L’isolamento di questa parte incide dunque in maniera rilevante sul risparmio energetico complessivo e deve essere realizzato non solo scegliendo con attenzione il materiale isolante, ma impiegando anche un corretto spessore, in modo da verificare quanto previsto dalla normativa.

Di seguito sono riportati due esempi di calcolo utili per individuare il corretto spessore del materiale isolante in relazione alla zona climatica e alle 3 soglie temporali.

I calcoli sono stati eseguiti sulla seguente stratigrafia:

1) intonaco per interni a base di calce e gesso, spessore=1,5 cm;
2) solaio in latero cemento 16+6, spessore=22cm; massa volumica 1800 kg/m3 (resistenza termica 0,33 m2K/W, desunto dalla UNI 10355 rif.2.1.03);
3) camera non ventilata spessore=5 mm;
4) strato isolante EPS 100, con coefficiente di conducibilita’=0,034 W/mK;
5) camera debolmente ventilata spessore=60 mm;
6) pannello multistrato OSB;
7) guaina bituminosa ardesiata spessore=3,5 mm.

Secondo la norma UNI 6946, se la copertura e’ ventilata va trascurato il contributo resistivo delle tegole e dell’aria. La massa delle tegole ai fini del calcolo e’ trascurabile, di essa non si sfrutta l’inerzia, essendoci una camera di ventilazione.

Gli ottimi valori di trasmittanza termica dell’EPS, unitamente agli altri materiali che compongono la stratigrafia, coprono tutti i limiti previsti dal Dlgs, se considerati nei due diversi spessori da 6 e 8 cm. In particolare:

con strato EPS da 6 cm si verificano tutti i valori richiesti fino alla zona climatica C, nelle ultime due soglie temporali (2008-2010):– massa: 295,91 kg/m2
– trasmittanza U: 0,36 W/m2K
– fattore di attenuazione: 0,1527
– sfasamento: 9h 15′
con strato EPS da 8 cm si verificano tutti i valori richiesti fino alla zona climatica F, nell’ultima soglia temporale (2010):– massa: 295,91 kg/m2
– trasmittanza U: 0,29 W/m2K
– fattore di attenuazione: 0,1489
– sfasamento: 9h 21′

9 dicembre 2008

Tecnologie in Edilizia – Edifici con clima temperato

Edifici a massa elevata e clima temperati…

…la massima efficienza energetica.

Sull’esempio dei paesi del Nord Europa, spesso anche in Italia ci si concentra principalmente sul concetto di isolamento termico, che permette di arginare le perdite di calore dell’involucro e quindi di contenere i consumi sul riscaldamento invernale. Per questo motivo il parametro piu’ considerato per l’involucro edilizio e’ quasi solo quello della trasmittanza, e cioe’ la capacita’ di trasmettere istantaneamente il calore da un lato all’altro di una chiusura che separa ambienti di temperatura diversa.

Efficienza energetica in Italia
Ma in Italia, dove sono riscontrabili elevate escursioni termiche diurne/notturne e il picco dei consumi si verifica in estate per l’impiego dei condizionatori, un isolamento estremo puo’ determinare in altri periodi dell’anno un potenziale surriscaldamento degli ambienti, originando maggiori esigenze di raffrescamento artificiale.

Studi approfonditi recenti (confermati dalla tradizione edilizia delle regioni in questione) indicano invece che per i climi temperati l’adozione di pareti a massa elevata sia l’opzione costruttiva piu’ vantaggiosa per contenere i consumi energetici.
L’alto spessore dell’involucro, funzionando come “massa di accumulo”, svolge infatti un’efficace funzione di termoregolazione sugli ambienti interni in tutte le stagioni, riducendo le oscillazioni di temperatura e quindi anche il fabbisogno energetico destinato a garantire il comfort:

– in estate immagazzina il calore nelle ore piu’ calde e lo rilascia all’interno degli ambienti con ritardo, attenuando il picco di calore e quindi la necessita’ di raffrescamento;
– in inverno restituisce agli ambienti nelle ore serali e notturne o nei giorni nuvolosi il calore assorbito durante l’irragiamento solare, contenendo il bisogno di riscaldamento.

Le pareti di massa elevata, infatti, accumulano tutto l’apporto calorico proveniente dagli impianti, dalla radiazione solare, dagli apparecchi elettrici, dall’illuminazione, dai carichi antropici, ecc. e, rilasciandolo gradualmente, smorzano i picchi di temperatura esterni, differendoli nel tempo. Questo processo di ‘”inerzia termica” ha un’enorme utilita’ in paesi dal clima mediterraneo, perche’ responsabile in estate di un vantaggioso “raffrescamento passivo”.

Simulazioni in regime stazionario e dinamico
Le simulazioni in regime stazionario (ipotesi di condizioni climatiche costanti all’interno e all’esterno dell’edificio), comunemente condotte per verificare il consumo energetico estivo degli edifici in Italia, enfatizzano il ruolo della sola trasmittanza termica, importante nell’isolamento, trascurando gli effetti prodotti dal fenomeno sopra descritto.
Per dar loro il giusto peso occorre una simulazione in regime dinamico che consideri anche il fattore tempo, in modo da tener conto di fenomeni variabili come l’escursione termica giorno-notte e la variazione dell’irragiamento solare.

Infatti, pareti fatte di materiali diversi ma con uguale valore di trasmittanza hanno esiti molto diversi nella determinazione del fabbisogno energetico dell’edificio: in presenza di materiali massivi si puo’ arrivare a una diminuzione dei consumi fino al 30% sia in estate che in inverno.

Impatto ambientale
La scelta di soluzioni a massa consistente ha conseguenze dirette sull’impatto ambientale di un edificio. Ad esempio, passando da una muratura di 38 cm a una di 45 cm, si ottiene

– un danno ambientale complessivo inferiore di circa il 2% (tenendo conto dell’ampia reperibilita’ della materia prima in natura, della sua longevita’, della bassa produzione di inquinanti);
– consumi delle risorse ridotti di circa il 5% (grazie al minor impiego di combustibile nei decenni successivi alla costruzione dell’edificio).

Nel grafico, le emissioni di CO2 per il raffrescamento in Europa (EECCAC, 2003):

2 dicembre 2008

Tecnologie in Edilizia – Risparmiare energia

Il laterizio, un valido contributo al risparmio energetico

A causa dell’apparente abbondanza di combustibili fossili, negli ultimi decenni l’industria edilizia ha colpevolmente trascurato quegli accorgimenti costruttivi che, da soli, potrebbero fare la differenza in termini di risparmio energetico, tutela ambientale e sicurezza. Integrati negli attuali sistemi costruttivi, infatti, gli impianti di riscaldamento invernale e di condizionamento dell’aria estivi sono responsabili ogni anno di un’incredibile emissione di anidride carbonica, che l’atmosfera ormai non puo’ piu’ sopportare. E’ un dovere di tutti interessarsi al tema della sostenibilita’ anche in materia edilizia.

Un sistema semplice e antico

Gli antichi ce lo insegnano: costruire muri di grande spessore e’ il modo piu’ semplice per trattenere il calore all’interno degli ambienti durante l’inverno e lasciar fuori la calura in estate. Capace di sostituire in tutte le loro funzioni i dispositivi ausiliari di termoregolazione che utilizzano grandi quantita’ di energia e rilasciano sostanze tossiche nell’atmosfera, e’ anche il metodo costruttivo piu’ economico, meno inquinante, sicuro e rispettoso dell’ambiente.

La considerazione si basa su dati precisi. L’ANDIL (Associazione Nazionale Degli Industriali dei Laterizi), impegnata da tempo nella diffusione dei principi della sostenibilita’ edizia e dei mezzi per realizzarla, ha recentemente finanziato uno studio sulla funzione della massa dell’involucro edilizio in relazione al consumo energetico: il risultato e’ stato che la massa consente un risparmio energetico fino al 30% in piu’ rispetto alle pareti leggere a parita’ di trasmittanza termica, sia in fase di riscaldamento invernale che di rinfrescamento estivo.

Pareti in laterizio: [A] con isolante nell’intercapedine (1 intonaco esterno, 2 laterizio semipieno, 3 intercapedine, 4 isolante termico, 5 forato in laterizio, 6 intonaco interno); [B] monomuro (1 intonaco esterno termocoibente, 2 blocchi in termolaterizio, 3 malta cementizia, 4 intonaco interno); [C] con laterizio faccia a vista (0 coloritura interna, 1 intonaco interno, 2 forato in laterizio, 3 isolante, fibre di legno, 4 intercapedine d’aria, laterizio a vista).

Caratteristiche del laterizio

Il laterizio, cosi’, assume un’importanza del tutto nuova sullo sfondo delle recenti problematiche ambientali ed energetiche. Oltre a questo tipo di vantaggi, assicura ottimali condizioni di comfort e di qualita’ dell’abitare perche’ e’:

Particolarmente longevo: con una manutenzione praticamente nulla, mantiene perfettamente inalterate le proprie prestazioni strutturali, termo-acustiche ed estetiche;

Sicuro per le persone che vi vivono a stretto contatto, in quanto privo di emissioni di sostanze nocive;

A ridotto impatto ambientale, anche grazie alla possibilita’ di essere riutilizzato una volta dismesso;

Resistente agli incendi.

L’importanza della certificazione

La certificazione energetica di un edificio e’ molto utile e aiuta a stabilire com’e’ stato isolato, coibentato e quindi in quale grado puo’ contribuire al risparmio energetico.
La comunita’ europea ha dato da tempo indicazioni circa la certificazione energetica degli edifici: la Direttiva 2002/91/CE e’ stata formulata proprio con lo scopo di sensibilizzare gli utenti sugli aspetti energetici da considerare nel momento della scelta dell’immobile. Il suo recepimento e’ avvenuto in Italia attraverso i d.lgs. 192/05 e 311/06, che stabiliscono le caratteristiche che si devono tener presenti ai fini della classificazione degli edifici in merito alla prestazione energetica, punto di partenza per un’adeguata certificazione.

A questo fine, fra le altre cose, ANDIL ha firmato un importante protocollo di intesa con CasaClima, associazione protagonista nella certificazione energetica degli edifici.
La targhetta CasaClima aiuta a valutare l’efficienza di un edificio nonche’ a prevederne i costi di gestione, evidenziandone l’entita’ del fabbisogno di calore secondo due classificazioni: la classe di isolamento termico e la qualita’ dell’impiantistica.