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Tetto surriscaldato, il grande caldo nel sottotetto

Pubblico questo articolo come primo post di questa estate 2017 appena iniziata qualche giorno fa con temperature veramente elevate.

Prendo lo spunto da un commento scritto da un nuovo lettore:

Sono Andrea e ho 27 anni. Vivo con la mia compagna in un sottotetto, sopra i suoi genitori. Mentre quando furono fatti i lavori un minimo strato di isolante (polistirolo) fu messo sulle pareti laterali, sul soffitto niente. Il soffitto è in cemento armato con i coppi appoggiati direttamente sopra. Fa un gran caldo d’estate (alle 7 di mattina ho 30 gradi) ed un gran freddo d’inverno (se alle 23 ho 22-23 gradi, la mattina ne ho 18). Sto quindi pensando di far coibentare il tetto esternamente (internamente è troppo basso). Togliere i coppi, mettere l’isolante (lana di roccia?) e riappoggiare i coppi. Il mio dubbio è: la spesa darà benefici reali? Ci sarà un cambiamento tangibile oppure mi conviene investire quei soldi in un impianto fotovoltaico da 5-6 KWh e mettere un condizionatore potente davvero? So che non è la stessa cosa, ma se devo spendere senza un beneficio tangibile, preferirei la seconda opzione. Giusto per capirci un pò, allo stato attuale i muri di casa (tutti, non solo quelli esterni) la sera verso le 20 in questo periodo sono più caldi della mia mano, quindi intorno ai 40 gradi. Non essendo ferrato in materia e avendo paura di essere fregato mi sono iscritto qui alla ricerca di consigli!

Grazie!

Premesso che per questa estate 2017 sarà quasi impossibile correre a fare un intervento di coibentazione sul tetto, e dunque non resta che il suggerimento del condizionatore (almeno in classe energetica A o superiore preferendo gli inverter (che adeguano la potenza all’effettiva necessità e riducono i cicli di accensione e spegnimento)) approfittando degli incentivi per l’acquisto di una pompa di calore destinata a sostituire integralmente o parzialmente il vecchio impianto termico (Ecobonus, 65% fino al 31 dicembre 2017, oppure Conto termico)…

premesso tutto questo, io che lavoro e lotto per evitare gli impianti, ricordo che la protezione dal caldo non significa raffrescamento!

Quello che succede al suo sottotetto è un veloce e forte surriscaldamento del solaio inclinato impermeabilizzato con i coppi. Lo sfasamento insufficiente che presumo sia intorno alle 4-6 ore (dipende dalla qualità costruttiva e dallo spessore del solaio) significa che dopo poco tempo l’onda termica ha attraversato la stratigrafia del solaio ed inizia a cedere energia all’interno degli ambienti sottostanti portandoli ad un altrettanto veloce surriscaldamento (che per ore proseguirà nelle ore serali e notturne).

L’effetto forno del periodo estivo si potrebbe misurare con un termometro ad infrarossi da due soldi puntandolo sull’intonaco interno verso l’alto: sicuramente mostrerà temperature superiori ai 33-36°C.

Ma cosa succederebbe se lo stesso solaio fosse ben coibentato con la migliore soluzione per la protezione dal caldo estivo (fibra di legno di spessore da decidere in base ai calcoli)? Trovandoci con una stratigrafia di un tetto pesante, isolata esternamente con fibra di legno, le ore di sfasamento passerebbero da poche ore ad almeno 15-16 ore, o più, in base allo spessore deciso in fase progettuale.

Tornando a fare una misurazione nel momento estivo più torrido e con temperature interne raggiunte ormai intorno ai 29°C, si scoprirebbe che il solaio non è più surriscaldato come negli anni passati e si registrerebbero temperature superficiali interne prossime ai 27-28°C:

  • ciò permette anche di poter fare una minima ventilazione notturna e affrontare una nuova giornata con temperature interne ridiscese sui 25-26°C

La ventilazione notturna è l’abc della sopravvivenza:

  • permette di “sgonfiare” la casa dal calore accumulato ( con la coibentazione non si avranno più solai pesanti e roventi).

Ovviamente l’intervento non sta garantendo di stare freschi:

  • infatti non raffresca!
  • infatti non è un impianto artificiale! o artificioso!

La soddisfazione di un tetto coibentato contro il caldo continua al cambio stagionale: eviterà le dispersioni invernali, conterrà le spese per riscaldamento ed offrirà un comfort fino a prima sconosciuto grazie a temperature superficiali interne vicine a quelle ambiente (18-19°C).

Allora, per togliere il grande dubbio “la spesa darà benefici reali?”

cosa posso aggiungere?

Se dopo aver isolato il tetto con materiali idonei (un isolante non è di per sè, perchè isolante, un materiale adatto alla protezione dal caldo) si farà

  • corretta ombreggiatura
  • ventilazione naturale notturna

l’intervento sul tetto darà tutti i benefici sperati.

Ricordiamoci sempre però, che un ottimo tetto non offre la magica funzione “deumidificazione” e spesso, purtroppo, è l’umidità presente nell’aria che fa percepire una temperatura molto più alta di quella reale!

            

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Tetto verde o tetto in laterizio?

L’irraggiamento solare in copertura è tra le cause primarie del surriscaldamento degli ambienti sottostanti, un tetto piano o a falde assorbe ingenti quantità di calore e nel periodo estivo dimostra variazioni di temperatura di superficie fino a 70° C.

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Troppo apporto di calore = comfort degli ambienti interni scadente.

Il tetto verde è una buona soluzione?

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In generale, oggi, un tetto verde significa

  • una soluzione sostenibile al controllo della temperatura operativa interna degli ambienti
  • un contributo al drenaggio ed alla gestione delle acque meteoriche in città troppo cementificate
  • un assorbimento delle emissioni di CO2 e polveri sottili
  • una mitigazione dell’effetto isola di calore
  • un contributo alla biodiversità.

Nei climi caldi era noto per limitare il surriscaldamento dovuto all’irraggiamento solare.

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Se cerchiamo di capire dalle tradizioni la storia dell’edilizia dovremmo notare che la costruzione dei tetti verdi è stata primariamente utilizzata nel Nord Europa.

Nei climi freddi del nord Europa il verde colonizzava spontaneamente le coperture e la copertura verde, storicamente, era conosciuta come un buon modo per isolare termi- camente dal freddo.

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E’ certamente un aiuto all’isolamento e all’inerzia termica. In clima mediterraneo però bisogna anche porre più attenzione alla risorsa acqua (pensate all’ irrigazione dello strato verde!).

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La radiazione solare è bilanciata dai flussi di calore sensibile (convettivo) e latente (evaporativo), il processo di trasferimento del calore che avviene in un tetto verde. Nel nostro clima il programma di irrigazione (oppure un eventuale impianto di irrigazione d’emergenza dedicato a periodi di siccità) complica non poco l’ installazione di un tetto verde, e senza irrigazione forzata, il contributo offerto dal processo di traspirazione alla dissipazione del calore risulta contenuto.

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Parlando dell’impatto globale di cosa non dobbiamo dimenticarci?

  • in un tetto in laterizio si deve tenere conto del processo di cottura del laterizio e del calcestruzzo principalmente
  • nella coperture verde gli impatti ambientali più importanti derivano dalle membrane impermeabili antiradice, dalla composizione dello strato e dai materiali drenanti (pomice, lapillo, argilla espansa)

Non voglio mettere in gara il tetto verde con il tetto in laterizio ma facendo una progettazione oculata, magari con tegole in laterizio di riuso e membrane impermeabili traspiranti a base di materie prime riciclabili, gli impatti ambientali dei tetti tradizionali possono diventare ancora più contenuti.

E non abbiamo parlato ancora di manutenzione! La coperture tradizionali in laterizio richiedano poca manutenzione e possono durare anche più di un secolo, ciò non vale per la copertura a verde che esige una manutenzione programmata, per superare i 30anni di vita.

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Ora non prendiamo decisioni affrettate! Limitare le isole di calore che si formano nelle città è importante! Migliorare il proprio microclima è importante! Migliorare la situazione delle polveri sottili è importante!

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Insomma, la fatica di progettare un tetto verde non è tempo perso e per molti edifici moderni e con pochi legami al passato, il tetto verde ci sta a pennello!

       

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Tetto fresco d’estate combinando materiali di diversa densità?

Come quella di molti professionisti anche la mia casella di posta elettronica è bombardata di pubblicità per soluzioni edili di ogni tipo. In questa stagione le più gettonate sono le soluzioni di isolamento termico che riguardano la protezione estiva, quindi si parla di sfasamento.

Ricordiamoci che lo sfasamento è il tempo impiegato dall’onda termica per passare dall’ esterno all’interno di un edificio, si misura in ore ed è influenzato dalla scelta dei materiali e dalla loro posa in opera.

+ SFASAMENTO = LENTO SURRISCALDAMENTO

Vi sembra un buon consiglio quello di impiegare lana di roccia con elevata densità a supporto dell’ EPS con grafite dalle elevate prestazioni isolanti?

 Ad esempio, per l’isolamento di un tetto in legno, è di moda suggerire un pannello in EPS con canali di ventilazione, accoppiato a un pannello in lana di roccia. Un pacchetto veloce, semplice e all’apparenza prestazionale che è un “inno” all’ottimo isolamento termico dell’EPS e all’alto valore di sfasamento grazie alla ventilazione e alla densità della lana di roccia.

Descrizione degli strati Spessore (s) [m] Conduttività termica (l) [W/mK] Resistenza termica [mqK/W] Calore specifico (c) [J/kgK] Densità (?) [kg/m3]
Rsi Aria Strato laminare interno 1 2 3 4
1 tavolato perline 0,025 0,130 2100 600
2 freno al vapore 0,00045 0,180 1000 311
3 lana di roccia 0,100 0,036 1030 110
4 EPS con grafite 0,080 0,031 1500 15

Ma siamo veramente sicuri di avere uno SFASAMENTO OTTIMALE ?

Se andiamo a calcolare lo sfasamento ottenibile con questa stratigrafia ci possiamo accorgere alla svelta che in estate la prestazione sarà molto deludente, pur soddisfando senza difficoltà quanto richiesto dal nuovo DM 26.6.2015 in fatto di limitazione dei fabbisogni energetici per la climatizzazione estiva e di contenimento della temperatura interna degli ambienti (trasmittanza termica periodica YIE < 0,18 W/m2K)

Fattore di decremento (attenuazione) fd [-] 0,747
Ritardo fattore di decremento (sfasamento) ? [h] 5,02
Trasmittanza termica periodica |Yie| [W/m2K] 0,131

L’UTILIZZO COMBINATO DI MATERIALI DI DIVERSA DENSITÀ, PER OTTENERE UN EDIFICIO CONFORTEVOLE SIA IN ESTATE CHE IN INVERNO

è un suggerimento da seguire per non sbagliare il pacchetto tetto?

Il pacchetto tetto con lana di roccia + EPS ha uno spessore di 18cm, senza contare quanto crescerà per lo strato di ventilazione e lo spessore del manto di copertura.

Non si poteva suggerire nulla di meglio impiegando veramente bene quei preziosi 18cm disponibili?

Vediamo che prestazioni estive si possono ottenere scegliendo materiali più idonei alla protezione dal caldo. Inseriamo nella stratigrafia la migliore qualità di due pannelli in fibra di legno dove il più sottile, esterno e ad alta densità è il pannello più idoneo ad essere pedonabile durante i lavori in copertura:

Descrizione degli strati Spessore (s) [m] Conduttività termica (l) [W/mK] Resistenza termica [mqK/W] Calore specifico (c) [J/kgK] Densità (?) [kg/m3]
Rsi Aria Strato laminare interno 1 2 3 4
1 tavolato perline 0,025 0,130 2100 600
2 freno al vapore 0,00045 0,180 1000 311
3 fibra di legno 0,160 0,039 2400 150
4 fibra di legno 0,019 0,046 2400 230

Non siamo certamente al top delle prestazioni richieste ad una copertura, ma se confrontiamo i risultati precedenti con quelli ottenibili utilizzando fibra di legno ci rendiamo conto che abbiamo ottenuto un miglioramento vistoso.

Fattore di decremento (attenuazione) fd [-] 0,277
Ritardo fattore di decremento (sfasamento) ? [h] 11,73
Trasmittanza termica periodica |Yie| [W/m2K] 0,057

Ecco un motivo per diffidare e valutare con estrema cautela una soluzione di isolamento termico spacciata per OTTIMALE in tutte le stagioni, sia contro il caldo che con il freddo.

Ovviamente un produttore di maglioni di lana tenterà di convincerci che staremo freschi indossandoli anche tutta l’estate. Facciamoci progettare la stratigrafia solo e sempre da chi non ha interessi commerciali in gioco.

Ricordiamo sempre che pannelli isolanti con scarsi valori di calore specifico (espresso in J/kgK) non potranno mai e poi mai avere prestazioni estive eccellenti

       

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