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Riflettere l’irraggiamento solare per la protezione dal caldo, l’indice SRI

Se in edifici residenziali con tetto tradizionale devo ottenere una corretta protezione dal surriscaldamento progettando con materiali isolanti con densità e calore specifico elevati

Calore specifico (c) [J/kgK] Densità (?) [kg/m3]

in strutture con tetti piani che prevedono solo l’impermeabilizzazione sul lato esposto diventa importante la capacità di riflettere l’irraggiamento solare.

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Trasmettere meno calore al pacchetto del tetto sottostante fa diminuire la temperatura interna dell’edificio, ma aiuta contro l’isola di calore delle zone intensamente edificate e poco verdi.

Tradizionalmente si utilizzano guaine scure, bituminose, che certo non offrono un’alta riflettanza.

Quali membrane sono da preferire per attenuare il surriscaldamento del pacchetto di copertura, e soprattutto, qual’è il valore importante da verificare nella scheda tecnica della membrana che stiamo valutando?

l’ indice SRI

Il valore SRI, cioè Solar Reflectance Index, svela le proprietà di riflettanza ed emissività di un materiale.

riflessione-irraggiamento-solare-protezione-caldo-lindice-sri-copertura-sistema-cappotto-colore-01

Maggiore è il valore SRI e maggiore sarà il calore che sarà riflesso e minore sarà la temperatura superficiale.

Drukwerk

In due parole: meglio scegliere membrane con valori SRI elevati.

I produttori di queste membrane evidenziano con una termocamera a raggi infrarossi  che una guaina bianca arriva a dimezzare la temperatura superficiale esterna di una copertura rispetto ad una guaina bituminosa ardesiata nera e sono comunque più efficaci di una guaina bituminosa ardesiata verniciata con prodotti bianchi.

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E’ noto che il bianco aiuta contro il surriscaldamento, e ciò vale anche per una facciata:

Sì, anche per le pareti è determinante la scelta dei colori: in un sistema di isolamento termico a cappotto, per evitare danni funzionali causati dall’irraggiamento solare è opportuno decidere solo colori con fattori di riflessione alla luce > 25% (questo dato è evidenziato nella mazzetta colori del produttore).

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Cosa fare quando non si rispetta il fattore di riflessione alla luce?

Un sistema di isolamento termico a cappotto deve sempre essere applicato a regola d’arte rispettando tutte le norme e le direttive tecniche ad oggi conosciute (incollaggio, tassellatura, zoccolatura, profili di raccordo/chiusura, profili speciali ed impermeabilizzazione), ma con valori di riflessione alla luce inferiori al 20 % è necessario un secondo strato di rete!

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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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Scoperchiare il tetto in latero cemento per verificare la cappa in cls Part 3

Spesso lo stato di fatto di una copertura che non si conosce esattamente attraverso i vecchi documenti è verificabile solo nel momento in cui si inizia a scoperchiare il tetto.

stratigrafia per il mio tetto-02

Una volta inziata l’operazione di asporto del vecchio manto di copertura in coppi si vede bene com’è, e in che stato è, il tetto in latero cemento.

coppi-scoperchiare-tetto-latero-cemento-coppi-celenit-cappa-cls-01

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Scoperchiare il tetto in latero cemento per verificare la cappa in cls Part 3-01

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In questo caso il manto di copertura poggiava su uno strato di Celenit R, visibile in foto, che non poggiava direttamente sulla cappa: una serie di morali di ventilazione ortogonali alla linea di gronda creavano tra falda e  Celenit R uno strato di ventilazione di pochi centimetri.

Scoperchiare il tetto in latero cemento per verificare la cappa in cls Part 3-04

Il Celenit R è un pannello isolante termoacustico per la copertura: lana di legno di abete rosso mineralizzata con cemento Portland e rinforzato con tre listelli di legno  lungo la sezione longitudinale (elevate caratteristiche di traspirabilità, protezione al fuoco, resistenza meccanica. Attualmente il pannello è certificato da ANAB-ICEA per la eco-biocompatibilità dei materiali e del processo produttivo: il legno utilizzato proviene da foreste gestite in modo sostenibile (PEFC).

Nell’ormai lontano 1985 questa soluzione sarà apparsa all’ingegnere una buona idea per migliorare il valore di protezione dal caldo estivo e mantenere il pacchetto tetto il più asciutto possibile. D’inverno quel canale d’aria tra isolante e cappa non ha certo aiutato a contenere le dispersioni termiche.

A parte qualche infiltrazione dovuta allo scivolamento e alla rottura di alcuni coppi, il tetto dopo 30 anni risulta ancora più o meno sano – in presenza di un sottotetto sarei intervenuto isolando l’estradosso dell’ultimo solaio (il pavimento del sottotetto) con due soldi, ma non avrei risolto il problema dell’instabilità dei coppi e della mancanza di un manto impermeabile traspirante.

In realtà i coppi fissati con malta alla scabra superficie dei pannelli isolanti di copertura sono rimasti ben fermi per decine e decine di stagioni, fino a che…

Scoperchiare il tetto in latero cemento per verificare la cappa in cls Part 3 -01

fino a che l’Azienda ospedaliera di Padova non si è dotata di una elisuperficie:

Scoperchiare il tetto in latero cemento per verificare la cappa in cls Part 3 -02

l’andirivieni dei dannati elicotteri del 118 non hanno solo profumato l’aria di cherosene, prodotto enorme quantità di Co2 e distrutto l’udito agli abitanti di tutta questa bella zona residenziale a due passi da Porta Ponte Corvo, dal centro storico di Padova, dalla Basilica del Santo e dall’Orto botanico – hanno anche spostato i coppi delle vecchie case con le forti vibrazioni dei voli a bassissima quota. Malcostumi del progresso.

E comunque abbiamo un tetto a 4 falde in latero cemento a vista dall’interno, dunque meglio isolare dall’esterno e rifare il manto di copertura ex novo in modo che le tegole agganciate non si muovano più.

Scoperchiare il tetto in latero cemento per verificare la cappa in cls Part 3-03

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Purtroppo nessuno ha voluto recuperare i vecchi coppi, che sono argilla cotta, e per me non c’era tempo per dedicarmi allo smaltimento in modi più evoluti: quindi tutta la copertura è finita giù per questo lungo tubo colorato:

Scoperchiare il tetto in latero cemento per verificare la cappa in cls Part 3-02

La stratigrafia dunque si è rivelata la seguente:

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 intonaco calce gesso 0,015 0,700 840 1400
2 solaio latero cemento 0,180 0,660 840 1100
3 aria 0,030
4 Celenit R 0,050 0,750 1810 360

Inutile ricordare quanto sia importante che il tempo regga e faciliti le operazioni in copertura senza rischi di infiltrazione, di materiale bagnato e di spese ulteriori per la messa in sicurezza del cantiere in vista delle piogge.

Come alcune volte nella vita, sono stato mooolto fortunato: verso la fine di ottobre 2015 l’estate sembrava ritornare. Ecco come il NOAA descrive la situazione meteorologica:

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e questo è solo di buon auspicio…

scoperchiare-tetto-latero-cemento-verificare-cappa-cls-02

ma la fortuna continua senza pausa:

scoperchiare-tetto-latero-cemento-verificare-cappa-cls-noaa-01

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Il surriscaldamento globale mi ha dato due mesi buoni di tempo stabile e temperature miti. Non tutti i mali vengono a nuocere.

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Risanamento tetto: ragionamenti sulla protezione dal caldo

Voglio dare grande risalto al tema “progettazione dell’isolamento del tetto”, come già nei precedenti articoli:

Progettare il comfort è possibile solo se ben si conoscono gli aspetti che influiscono sul buon comportamento della copertura, in inverno e in estate.

coibentazione-del-tetto

Proviamo ad applicare quello che ho scritto nei precedenti articoli per vedere come cambiano le prestazioni di un tetto se si interviene dall’interno oppure dall’esterno: siamo in zona climatica E, 2383 gradi giorno, 6 mesi di riscaldamento 14 ore per giorno.

 risanamento-tetto-zona-e

Prendiamo questa bella casa anni ’40 con tetto in travi portanti e travetti con tavelle in laterizio cotto riprese in malta che ha bisogno di un valido intervento per contenere le dispersioni energetiche.

 risanamento-tetto-in-travi-portanti-e-travetti-con-tavelle-in-laterizio-cotto-riprese-in-malta

Il sottotetto allo stato di fatto, in assi di legno ricoperte da rotoli in lana di roccia, non avrà più ragione di essere.

Teniamo in grande considerazione la zona climatica in cui ci troviamo (fredda d’inverno e calda d’estate) e iniziamo la progettazione: i committenti meritano un tetto con bassissime dispersioni termiche in inverno e con ottime prestazioni estive. In una parola:

progettiamo il comfort!

Penso subito ad una coibentazione con pannelli in fibra di legno da posare sopra allo stato di fatto, se la caldana in malta è in ordine non sarà necessario un telo prima dell’isolamento. Ho scartato subito eps, polistirene e altri materiali visto che so bene che una coibentazione leggera funziona peggio di una pesante, a noi serve:

La fibra di legno ha doppia capacità termica massica rispetto alla lana minerale, per capirci!

Ovviamente rispetterò (e migliorerò abbondantemente) i valori di trasmittanza secondo i limiti di legge (quale guidatore sano di mente acquisterebbe pneumatici con 2mm di battistrada?), offrendo anche uno sfasamento adeguato e quindi una protezione dal caldo proveniente dall’esterno più che sufficiente.
Sono sicuro che 20 cm di spessore in più non rovineranno l’aspetto esterno dell’edificio: la linea di gronda sarà ben più corposa rispetto all’aspetto attuale.

Già istintivamente, intervenire dall’interno (magari per non dover affrontare l’aspetto del nuovo spessore) sarebbe, specialmente in fase di cantiere, ben più complicato e rischioso sotto vari aspetti: gestione dell’umidità e correzione dei ponti termici per esempio.

Per capire facilmente la differenza tra i 2 progetti disegnamo la stratigrafia:

Ecco la stratigrafia del tetto con coibentazione in fibra di legno posata all’esterno (intervento da fuori):

 tetto-in-tavelle-isolato-dall-esterno

ed ecco la stratigrafia del tetto con lo stesso spessore di coibentazione però posato dall’interno (intervento da dentro):

tetto-in-tavelle-isolato-dall-interno

Allora,

abbiamo usato in entrambe le proposte il migliore (e un po’ più costoso anche) materiale in commercio, lasciando semplicemente via tutti gli altri coibenti senza valide prestazioni estive.

In realtà, quando si interviene da dentro, al posto della fibra di legno

coibentazione-in-fibra-di-legno-posata-allesterno

utilizzerò fibra di canapa (più leggera e manovrabile per lavorare da sotto:

coibentazione-in-fibra-di-canapa

Torniamo al nostro confronto: in entrambe le proposte ho inserito 20 cm di materiale coibente:

  • ottengo la medesima trasmittanza termica, che tra l’altro avrei anche con la canapa (densità di 1/3): il pacchetto tetto ha U = 0,18 [W/mq·K]

A giudicare dal valore di trasmittanza, coibentare il tetto dall’esterno o dall’interno non fa nessuna differenza, ma allora è la stessa cosa?

NO, coibentare dall’interno non è la stessa cosa:

  • lo sfasamento, il tempo che impiega il calore ad entrare, è quasi identico. (per la canapa sarebbe peggiorato, essendo più leggera)
  • la trasmittanza termica periodica, la Udyn, la capacità di sfasare il flusso termico, 0,04 [W/mq·K], è identica. (per la canapa sarebbe peggiorata: o,10 [W/mq·K]
  • la CAPACITÀ TERMICA AREICA INTERNA è pari a 78 [kJ/mq·K] se ho isolato dall’esterno, ma crolla a 12 coibentando da dentro. (per la canapa la capacità termica areica sarebbe scesa solo a 24, forse perchè è più facile da “penetrare”)

risanamento-tetto-ragionamenti-sulla-protezione-dal-caldo

Coibentando da dentro ho ridotto di 6 volte la capacità termica areica interna del mio tetto: ho perso gran parte della capacità di assorbire energia, proprio quella capacità utilissima d’estate per mantenere temperature più basse!

Ho isolato da dentro e mi sono anche isolato dalla materia che avrei potuto utilizzare per scaricare energia di troppo! Ho sbagliato progettazione!

Non è che il buon tetto ci raffresca la casa che si è surriscaldata, questo è chiaro, ma impedisce al caldo di entrare in casa e assorbe l’energia di troppo che produco in casa! Barba e capelli!

Allora ripetiamolo ancora una volta, visto che repetita iuvant:

più involucro e meno impianti!

Il tetto, ottimo d’estate (e ottimo d’inverno), ha bisogno di tanta inerzia termica.

Posso anche prendermi il lusso di evitare l’impianto di raffrescamento perchè ho costruito bene. Naturalmente la committenza deve avere una certa sensibilità e una certa propensione al basso consumo senza esigere dalla propria casa 20° in inverno e 20° in estate, altrimenti l’unica via rimane l’impiantistica e il consumo di energia.

  Buone riflessioni!

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