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fisica edile e isolamento termico x negati - A cosa serve la massa? 1

A cosa serve la massa?

15 risposte

Edifici pesanti o edifici leggeri?

edificio-pesante-o-leggero

La massa termica è un tema fondamentale nella progettazione. In ogni progetto cerco di mettere in primo piano alcuni concetti:

La capacità termica di una casa (la massa termica)

  • è un aspetto essenziale del comfort invernale che rispecchia l’ottimo equlibrio di funzionamento dell’impianto di riscaldamento, qualunque esso sia, o non sia (nel senso tradizionale di impianto 🙂 )
  • ma è anche il più importante componente del "raffrescamento passivo", come io lo chiamo. Per correttezza chiarisco subito che non si tratta di raffrescare, ma piuttosto di riuscire a mantenere la più bassa tempertura possibile senza l’intervento impiantistico.

Quando nei colloqui parlo di "progettare la coibentazione" mi riferisco proprio a questo delicato aspetto… che punta il massimo sforzo sul comfort estivo ed inveranle indifferentemente. Altrimenti che progettare è?

massa

Ovviamente per quanta massa io possa aggiungere all’edificio (anche pallet di mattoni) non posso permettermi

  • di far entrare troppo sole (non posso dimenticare di ombreggiare)
  • oppure di creare troppa energia all’interno (in luglio devo evitare di fare le pizze per gli amici nel forno a legna casalingo)

D’inverno il guadagno solare gratuito è tanto più sfruttabile quanta più massa posso sottoporre a riscaldamento attraverso l’irraggiamento naturale e proporzionalmente diminuisce il fabbisogno per riscaldamento.

massa-termica-inverno

Se le prestazioni dell’involucro sono molto elevate, diciamo somiglianti alle esigenze di una casa passiva, allora,

  • in regime invernale la massa termica passa in secondo piano d’importanza
  • in regime estivo resta importantissima, riduce i picchi e riduce la temperatura media interna anche di 3 gradi: la massa assorbe il calore che non sappiamo dove scaricare! chiaro?

In zone dove l’estate diventa periodo di temperature insopportabili sicuramente è da preferire un edificio pesante ad uno leggero e magari troppo finestrato.

Ma un edificio pesante, con grande capacità termica, ricco di massa, come mai beneficia più di ogni altro della ventilazione notturna?

ventilazione-notturna

La massa dell’edificio ha permesso di accumulare l’ "energia di troppo" durante il giorno, e nella notte, tale energia, può essere smaltita all’esterno con il flusso di aria.

massa-termica-estate

Quanta energia (Wh/mq) si può smaltire attraverso la ventilazione notturna è calcolabile moltiplicando la differenza di temperatura per la corrispondente capacità termica.

  1. l’energia che si può smaltire con la ventilazione notturna è proporzionale alla differenza tra temperatura interna e temperatura ambiente (che è maggiore in un edificio pesante)
  2. l’energia che si può smaltire con la ventilazione notturna è proporzionale alla forza del flusso di ricambio, che a sua volta è influenzato dalla differenza tra temperatura interna e temperatura ambiente (che è più evidente in un edificio pesante)
  3. la temperatura ambiente di un edificio leggero può reagire così velocemente alla ventilazione notturna che il dis-comfort dell’improvviso abbassamento di temperatura interno impone spesso la chiusura delle finestre o l’interruzione della ventilazione notturna per evitare momenti di dis-comfort.

Ecco perchè, se mi viene chiesto di dare un parere su una stratigrafia di una casa in legno (magari a telaio) , io cerco sempre di sottolineare la mancanza di massa e gli effetti che tale mancanza provoca sotto l’aspetto del comfort. 

Un massetto più prestazionale e di qualità in aggiunta a qualche millimetro in più di fibra di gesso possono già fare la differenza in una costruzione leggera!

Nella mia zona, zona di Venezia diciamo, la radiazione solare invernale è scarsa e perciò sognare di diminuire il consumo per riscaldamento grazie alla massa termica a disposizione è forse utopia:

  • ricordiamoci che la massa termica offre solo accumulo, non produce energia!

Se la zona è Napoli possiamo invece affermare che nei periodi più freddi le perdite di calore di un involucro con prestazioni da casa passiva sono più che compensate dai guadagni solari.

massa-termica-accumulo-guadagno solare

Allora sembra che la massa vinca sempre e ovunque, in qualsiasi zona e qualsiasi progetto…

Nei climi più soleggiati la domanda di energia per riscaldamento è meno uniforme che in climi molto rigidi e addirittura nulla in alcune ore o alcuni giorni nelle mezze stagioni. Se si è deciso per un riscaldamento radiante a pavimento può capitare che il comfort interno si sia già raggiunto e contestualmente arrivi molta energia solare dovuta all’esposizione di tale ambiente, per esempio un soggiorno esposto a sud-ovest e generosamente vetrato:

  • la temperatura indoor può salire a valori quasi non desiderati.
massa-termica-isolamento

Ecco un motivo per prevedere un impianto di riscaldamento anche misto, radiante e radiatori.

Lo stesso discorso vale per un ambiente in cui il "guadagno solare" sia invece rappresentato dal desiderio giornaliero del committente di accendere una stufa a legna per il piacere serale e la compagnia.

Se il comfort è il fine di tutta la progettazione dobbiamo ricordare che le fluttuazioni della temperatura interna sono molto meno pronunciate quando l’edificio è ricco di massa, e questo non solo in inverno ma anche in estate.

Proprio perchè non disponiamo di un impianto di raffrescamento sarà la massa a giocare il ruolo più importante di "miglioratore" del comfort termico estivo: sempre che non abbiamo scordato di coibentare l’edificio! sia chiaro! altrimenti basterebbe tirar su un bel muro di mattoni pieni… come una volta.

Isolare tantissimo e disporre di poca massa (una casa leggera) può funzionare, ma con l’aiuto di una forte ventilazione notturna –  molte città italiane non offrono sufficiente calo di temperatura la notte e nemmeno valori di umidità confortevoli. Dunque affidiamoci alla massa! Scimmiottiamo il trullo!  

trullo-massa-termica

A onor del vero, l’influenza della massa è miracolosa se la coibentazione non è molto spinta.  Se la coibentazione è a livelli di una casa passiva (molto spinta quindi) la massa regala comunque una stabilità di temperatura interna senza eguali.

Parliamo ancora di comfort:

da un lato vogliamo una casa con caratteristiche "da casa passiva", dall’altro pretendiamo che l’edificio sia ricco di massa e non "troppo leggero":  è giustissimo!  specialmente se siamo attenti anche al livello di umidità interno.

Se vogliamo una casa passiva sappiamo che un impianto di riscaldamento tradizionale non fa al caso nostro, e capita che d’inverno l’aria sia particolarmente secca proveniendo dal più freddo ambiente esterno. Ci viene di nuovo in aiuto la massa:

  • un edificio pesante non offre massa solo come accumulo termico, anche come riserva di umidità!
  • le pareti esterne e quelle divisorie massicce, gli intonaci e ogni elemento "non leggero" sono molto capaci di contenere umidità e nel regime invernale, quando l’aria inizia a risultare più secca il contenuto di umidità prende il cammino nella direzione inversa evaporando lentamente verso l’interno. Questo lento processo continua fino al raggiungimento dell’equilibrio di pressione.

 

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federico sampaoli espertocasaclima

copywriter, content creator & web editor – Federico Sampaoli  consulente tecnico per l’isolamento termico dell’involucro edilizio

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15 risposte a “A cosa serve la massa?”

  1. il laterizio è salubre massivo e mille altri aggettivi. il calcestruzzo lasciamolo sui piloni delle autostrade…
    una singola abitazione, molto correttamente, richiede una trasmittanza più bassa per avere le ottime prestazioni di un edificio più grande!
    per spiegarla facilmente: una patata grande si raffredda molto difficilmente – una patatina piccola si raffredda soffiandoci sopra! mi sono spiegato?

    le ore di sfasamento vanno sempre calcolate. specialmente in copertura!

    laterizio: vivere in un ambiente di argilla cotta è una cosa – vivere in una scatola di cemento e ferro, un’altra. il tema sarebbe veramente lungo….

  2. Grazie per la risposta.
    Ho dimenticato colpevolmente di indicare i dati climatici: zona climatica E, gradi giorno 2685 irradianza 254. Sulla base di questo considera che nel periodo estivo potrei avere dei problemi?
    Chiaramente la casa sarà dotata di VMC.
    Per quanto riguarda i dettagli progettuali ho cercato di essere il più attento possibile senza tralasciare nulla, ma mi era stato suggerito di ricercare una trasmittanza intorno a 0,10 dato che la casa sarà una villetta e quindi non protetta da altre abitazioni sui quattro lati. Lei è d’accordo?
    Posso chiederle che vantaggi offre il laterizio? (o se mi indica dove posso leggerlo)
    Grazie

  3. come avete intuito, e come ho scritto in diversi articoli, insistere con l’isolamento termico sul lato interno è positivo in un clima freddissimo perchè contiene ancora meglio le dispersioni termiche, ma il comfort estivo è penalizzato per il fatto che ci si trova a vivere in una scatola di isolante dove è impossibile cedere energia prodotta internamente.

    detto ciò mi sembra anche inutile correre verso una trasmittanza parteti ancora più bassa quando certamente si può investire in altri dettagli, non da ultimo una scelta dei materiali da costruzione più adatti ad un’abitazione.
    non devo demonizzare cemento ferro ed eps, ma sicuramente un laterizio offre tanto di più.

  4. Salve,
    a proposito di massa avrei una domanda.
    Per la casa che devo costruire ho scelto di usare dei casseri in EPS (da dentro a fuori: 6 cm EPS – 15 cm calcestruzzo – 18 cm EPS). Vorrei costruire una casa passiva (o almeno andarci il più vicino possibile).
    Pur sapendo che sono molti gli aspetti che incidono sul raggiungimento dell’obbiettivo oltre alla stratigrafia delle pareti verticali (stratigrafia tetto, vespaio, infissi, orientamento….) vorrei concentrarmi su pareti: con la stratigrafia di cui sopra arrivo a U=0,13 ma vorrei scendere intorno a U=0,10.
    Avevo intenzione di controparetare il lato interno dei muri perimetrali con gessofibra (purtroppo non posso usare l’argilla) e di riempire l’intercapedine con lana di roccia (5cm o 7,5cm di spessore).
    Questo può avere dei risvolti negativi sul comportamento dell’involucro (penso ad un surriscaldamento estivo) oppure il maggior isolamento, seppur dal lato interno, è comunque positivo (sia in inverno che in estate)?
    Grazie

  5. è possibile scaricare energia interna in eccesso se la massa di cui parlo non ha ancora raggiunto più alte temperature.
    con una adeguata coibentazione esterna la massa che sto proteggendo affronterà l’estate con i suoi 19-20 gradi e man mano che la stagione alzerà tutte le temperature, meno potrò sfruttare a mio vantaggio quella massa.
    Anche un trullo, se agosto fosse infinito e le notti senza tregua di caldo, non potrebbe più offrire le sue doti di comfort.

    quando la muratura esterna e specialmente il tetto non hanno adeguata coibentazione, o non l’hanno proprio, il surriscaldamento è garantito e quando la massa è surriscaldata e invece che assorbire guadagni interni in eccesso porta all’interno nuovo calore, non può più svolgere la sua funzione.

    il raffrescamento notturno garantisce la possibilità di sopportare meglio la stagione senza toccare i limiti del discomfort che in genere si percepisce sopra i 28°C interni.

    resta da sottolineare questo: un’ottima coibentazione e un giusto ombreggiamento permettono di proteggersi dal surriscaldamento: altra cosa è raffrescare!

    la protezione del surriscaldamento continua con la progettazione della stratigrafia del lato interno:
    non tutti i materiali sono bravi uguali!!!
    quando si inseriscono i materiali in una stratigrafia, non si va a caso, si calcolano le proprietà termiche dei componenti edilizi! scoprendo a priori tutte le doti o le mancanze dei materiali che si scelgono.

  6. Avatar michele p.
    michele p.

    Salve, desidererei che lei mi chiarisca le idee. Leggendo i suoi post ho capito che avere una buona massa è sicuramente utile, sia d’inverno in quanto volano termico che d’ estate in quanto accumulo di energia in eccesso. Vorrei concentrare l’attenzione sull’aspetto estivo. Abbiamo detto che d’estate i muri ci consentono di scaricare energia, questa energia i muri la cederanno sicuramente di sera/notte con la ventilazione dei locali e ”credo”, per quanto riguarda i muri perimetrali di una casa (in particolare i muri di una casa in laterocemento non coibentata), che moltissima energia venga anche rilasciata esternamente essendo questi a contatto diretto con l’ambiente fresco durante le ore notturne. Quest’ ultima via di rilascio può essere contrastata o limitata nella sua efficacia dallo strato coibente presvisto in un cappotto esterno Eps o fibra di legno che sia? Sappiamo che il coibente, in particolar modo la fibra di legno, limita e posticipa l’ingresso dell’onda termica ma sappiamo anche che d’estate al sud italia i guadagni solari e gli apporti termici interni si possono limitare però sono difficili da annullare e avendo già il calore all’ interno della abitazione, immagino che il coibente faccia il suo lavoro ossia limitare il passaggio di calore dall’interno verso l’esterno evitando il contatto diretto tra i muri e l’ambiente, così facendo l’unico modo di smaltire calore sarebbe attraverso la ventilazione serale/notturna. E’ sbagliato? Grazie.

  7. ma d’estate dormirebbe tranquillo? o penserebbe sempre: forse dovevo fare diversamente….

  8. Grazie per la risposta ma pensavo come soluzione più “economica” si potrebbe appoggiare sopra l’attuale strato di lana di roccia lo strato di fibra di vetro insacchettata da 10cm oppure sempre lana di roccia da 5cm ma con carta kraft rivolta verso l’alto?
    Si potrebbe dire che abbiamo migliorato l’isolamento estivo, invernale e blocco delle fibre?
    Grazie e ancora complimenti.
    Angelo

  9. anch’io ho molta fifa di lana di roccia e lana di vetro. sono un fifone.
    credo che
    costruirei una cornice-contenimento in legno intorno alla botola
    smaltirei la lana di roccia
    farei pulizia approfondita
    e con il fai da te costiperei un? isolante? a? base? di? roccia? vulcanica? silicatica? perlite
    e se il velux fosse sopra la botola farei una cabina in osb per agevolare il flusso d’aria estivo senza arieggiare ovunque la zona coibentata

  10. Buongiorno, prima di tutto complimenti per il blog fatto veramente bene poi per la “filosofia” di fondo: prima le cose semplici poi gli impianti supertecnologici. Le chiedo , gentilmente, un consiglio per la sostituzione di uno strato di lana di roccia posata sul solaio (50mq) di un sottotetto che non è abitabile. La casa è a Noventa Padovana fatta nel 2000 ed è di tipo a schiera ma coibentata a livello base. Dopo l’applicazione di un velux e scaletta estraibile per la futura manutenzione dei pannelli fotovoltaici ho trovato sul solaio sottotetto dei “muretti” distanziati 1,13cm circa uno dall’altro per il sostentamento delle falde dello stesso tetto. Tra un muretto e l’altro hanno steso delle striscie di lana di roccia da 5cm di spessore e di dimensioni 1,20mtx10mt. Durante l’estate ho tenuto aperto la botola e il velux per sfruttare l’effetto “camino” per l’evacuazione del caldo =raffrescamento passivo. Vorrei evitare di ricevere le fibre di roccia in casa=pericolo per la salute…cosa mi consiglia? Come soluzione economica un venditore mi ha consigliato materassi lunghi 10mt e larghi 1,2mt di fibra di vetro da 12Kg/m3 (e la massa??)insacchettati….è valida la soluzione? Grazie

  11. […] materiali, freni o barriere al vapore, pesantezza leggerezza, importanza della massa… chi più ne ha più ne […]

  12. In verità sono molto innamorato delle case in legno. Le consiglio. Perfette, pulite, veloci, leggere, sisma-resistenti, sopportabili dal vicinato durante la costruzione ecc ecc.
    Mi spiace che le aziende che le propongono siano molto elastiche sul tema design e molto rigide sul miglioramento della stratigrafia.
    “Miglioramento” da intendersi come aumento della massa scegliendo materiali più adatti alle nostre estati calde.
    Non credo che l’x-lam, da solo, possa garantire sufficiente massa.
    Sono favorevole all’x-lam specialmente se il futuro proprietario sogna e ama il legno.
    Vedo che molte persone cercano la casa in legno quasi senza accorgersi che in realtà trovano una casa di materiali coibenti.

    Se dovessi scegliere per me, preferirei investire il maggior costo di una struttura x-lam in materiali interni di maggiore qualità in una struttura a telaio. Credo.

  13. Avatar Davide Reggiani
    Davide Reggiani

    Buongiorno Federico vorrei farti una domanda.
    Dai tuoi interventi non capisco se tu sconsigli le case in legno in generale (in quanto costruzioni leggere) o se invece ritieni che con una buona progettazione ed una corretta scelta di materiali, stratigrafie, etc. si possano ottenere dei buoni risultati di capacitá termica e comfort estivo anche con le case in legno.
    All’interno delle costruzioni in legno hai preferenza per le strutture a telaio o per quelle x-lam o pensi invece che con una buona progettazione entrambi i sistemi possano essere valididal punto di vista delle prestazioni energetiche e del comportamento estivo?

  14. Giusto, giusto, giusto.
    Solitamente non affronto volontariamente questo tema (VMC e il raffrescamento passivo), che in realtà mi appassiona molto, perchè in molti climi dove senz’altro si va a caccia di qualche grado K in meno si deve fare i conti con l’umidità che facciamo entrare dall’esterno.

  15. Se mi posso permettere oltre alla massa e alla schermatura estiva delle nostre case è possibile per la refrigerazione estiva problema sentito invece in diverse zone d’italia e di particolare rilevanza nei paesi dove le temperature estive sono elevate.
    Il sistema di raffrescamento passivo può avvenire con le VMC oltre con il sistema di by-pass anche conon l’installazione di uno scambiatore interrato. In estate l’aria interna non deve raggiungere una determinata temperatura come in inverno: già una temperatura più bassa di 5 K rispetto a quella esterna procura una sensazione di fresco. Per refrigerare gli ambienti, si fa passare l’aria esterna per lo scambiatore interrato dove si raffredda di alcuni gradi. L’aria così raffreddata si immette direttamente negli ambienti, senza farla passare nel recuperatore della VMC. Occorre quindi un bypass automatico e così il funzionamento dell’impianto di ventilazione diventa più semplice.
    Non prelevare mai aria primaria dalla copertura per ovviare di prelevare aria troppo calda ma in ogni caso a quota maggiore di3 m dal piano di campagna ed usare filtri F7 per avere sempre aria fresca senza polline, polvere e zanzare…..e sopratutto fate bilanciare le vostre VMC sempre sbilanciate. La portata d’aria della vostra VMC se mal bilanciata può creare piu svantaggi che vantaggi.