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Il tema della protezione dal calore estivo è una questione complessa che dipende da vari fattori come isolamento termico, inerzia termica e capacità termica. Abbiamo già parlato di questi valori in un precedente articolo dedicato all’efficienza energetica degli edifici in legno, oggi approfondiremo l’argomento mettendo a confronto pareti e materiali isolanti della bioedilzia e non solo.
Sfasamento termico ed isolamento estivo degli edifici
Indice dei Contenuti
In edilizia si definisce “sfasamento termico” il tempo necessario al picco dell’onda termica estiva (che coincide con le ore del primo pomeriggio) per attraversare un materiale o un componente dell’involucro dall’esterno all’interno (in particolare le strutture “opache” come i muri di facciata e il tetto).
Questo parametro dipende in particolare dall’inerzia termica o massa volumica del materiale, ma è influenzato anche dalla sua capacità di assorbire e trattenere il calore. Un materiale con alta capacità termica lo cederà agli ambienti con maggiore lentezza (in questo caso si parla anche di “smorzamento“).
Tanto maggiore è lo sfasamento (e, in parte, lo smorzamento), quanto più tempo servirà al caldo per attraversare il materiale e passare all’interno dell’edificio. I materiali con maggiore massa volumica o inerzia termica sono migliori per assicurare una efficace protezione estiva.
Incredibilmente, in un paese mediterraneo caratterizzato da estati calde come l’Italia, questi parametri fino a pochi anni fa non venivano presi in considerazione. I risultati pratici erano purtroppo abbastanza evidenti sul piano del comfort termico estivo, con la necessità di ricorrere spesso ad impianti di condizionamento per migliorare le condizioni abitative, non garantite dal solo edificio.
Normative e parametri
L’indicatore di sfasamento è stato introdotto solo una decina di anni fa, con il DM 26/06/2009 che lo definisce come “ritardo temporale tra flusso termico entrante nell’ambiente interno e massimo della temperatura dell’ambiente esterno“. Il decreto propone un valore minimo di 10 ore per raggiungere un sufficiente comfort termico estivo. Un valore ottimale è superiore a 12-13 ore. Tale ritardo porta il calore ad entrare all’interno dell’edificio durante le ore serali e notturne, quando la temperatura esterna si abbassa ed è possibile aprire le finestre.
Vanno inoltre considerati i cosiddetti carichi di calore interni che possono a loro volta innalzare la temperatura degli ambienti, dovuti all’utilizzo di elettrodomestici, alla presenza di persone o alla cottura dei cibi.
Oltre al problema del discomfort termico dovuto al surriscaldamento estivo, vanno considerati i costi energetici per raffrescare che possono essere ragguardevoli per gli edifici poco isolati.
In tempi recenti sono entrate in vigore nuove norme che hanno ridefinito le metodologie di calcolo ed i requisiti per l’isolamento termico estivo, non più limitati al solo parametro dello sfasamento, in quanto anche edifici con minore massa, ma elevata resistenza termica, possono raggiungere buone prestazioni nei mesi caldi.
Sfasamento e componenti opache degli edifici
Un’elevata inerzia termica dell’involucro resta il principale fattore per il raggiungimento di un benessere abitativo ottimale durante l’estate. Essa dipende dallo spessore dei materiali, dalla capacità termica e dalla conduttività.
Le principali componenti opache degli edifici che devono assolvere la funzione di fermare l’onda di calore estiva sono le pareti esterne e le coperture (tetti e terrazze piane).
Finestre e vetrate restano l’anello debole in quanto si tratta di partizioni intrinsecamente leggere. E’ tuttavia fondamentale schermare i vetri dall’irraggiamento solare diretto in quanto, soprattutto per gli edifici molto isolati come le case prefabbricate in legno, le temperature interne possono salire velocemente a causa dell’effetto serra.
Tale principio, utile durante le giornate di sole invernali, quando è possibile riscaldare un fabbricato in modo gratuito e passivo, è la principale causa di surriscaldamento estivo degli edifici se viene trascurato in fase di progettazione.
Contrariamente al passato (quando un muro era semplicemente un muro), le pareti esterne di un immobile moderno sono costituite da un sandwich di materiali, ognuno dei quali assolve una specifica funzione. Questo aspetto impone di valutare di volta in volta le possibili combinazioni tra struttura portante ed isolamenti termici, al fine di raggiungere gli obiettivi energetici voluti.
In linea di principio le pareti a pannelli massicci come l’xlam sono più adatte di quelle intelaiate per proteggere dai climi caldi, in quanto la struttura piena ha una maggiore inerzia rispetto al telaio leggero. Tuttavia, se una parete con struttura a telaio viene abbinata ad isolanti ad alta densità per la realizzazione del cappotto e per il riempimento interno tra i montanti, può complessivamente raggiungere valori di sfasamento superiori ad una parete in xlam che presenti un cappotto a bassa/media densità. In entrambi i casi si possono tranquillamente superare le 14-15 ore, ben al di sopra dei limiti di legge.
PER APPROFONDIRE, LEGGI ANCHE: Cos’è il cappotto termico e a che cosa serve
Materiali, strutture portanti e sistemi di isolamento
Per valutare l’effettivo contributo allo sfasamento termico da parte dei principali isolanti impiegati in edilizia, facciamo riferimento ad un pannello di 10 cm di spessore:
- Gli isolanti leggeri di sintesi come EPS e XPS si limitano ad un valore di sfasamento di circa mezz’ora.
- La lana di roccia di densità media (130-150 kg/mc) garantisce uno sfasamento termico di 1-2 ore al massimo, in quanto possiede una bassa capacità termica.
- Un pannello in sughero con densità 120 kg/mc può raggiungere le 2-3 ore.
- La fibra di legno ad alta densità arriva tranquillamente a valori di 4-5 ore di sfasamento, grazie all’elevata capacità termica tipica di questo materiale.
E’ dunque evidente l’importanza di studiare a fondo il “pacchetto” di isolamento esterno, che dovrà rappresentare un punto di incontro tra l’esigenza di proteggere dal freddo invernale (privilegiando bassi valori di trasmittanza) e dal calore estivo (con elevati valori di sfasamento termico).
Il contributo energetico della struttura portante è comunque significativo. Il legno di abete stratificato comunemente impiegato per la realizzazione delle case prefabbricate ha una densità media di 500 kg/mc, un valore evidentemente elevato rispetto a quello dei pannelli isolanti. Questo giustifica il migliore comportamento delle pareti massicce in legno rispetto a quelle intelaiate. Si tratta comunque di un valore inferiore rispetto ad un muro in calcestruzzo pieno (2.400 kg/mc), in mattoni pieni (1.700 g/mc) o in mattoni forati (900 kg/mc).
Per questo motivo le strutture in legno (più leggere) devono essere abbinate a sistemi di isolamento a media/alta densità e di elevato spessore, mentre gli edifici in muratura devono essere isolati mediante sistemi di coibentazione leggera (di sintesi o, meglio ancora, lane minerali).
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Approfondisci il tema leggendo la Guida di Immobilgreen.it “Case Prefabbricate di Legno: Tutta la Verità”.
