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esperto casaclima facile part #3: sfasamento termico

Nell’articolo scorso abbiamo scoperto trasmittanza termica & zone climatiche ed evidenziato alcune assurdità del legislatore, oggi capiremo cos’è lo “sfasamento termico”:

  • la trasmittanza ci dice se siamo bravi a contenere le dispersioni invernali 
  • lo sfasamento termico invece, ci dice se siamo in grado di proteggerci dal surriscaldamento estivo.

Visto che l’estate non è più bella come La bella estate di Cesare Pavese, e in molte città sono mesi di sofferenza e inferno, è fondamentale fare lavori in casa utili a proteggerci dal caldo come del resto già cerchiamo di fare per proteggerci dal freddo e dalle bollette per riscaldamento.

Se fuori si sfiorano i 40°C l’isolamento deve smorzare il più possibile l’onda di calore e rallentare il surriscaldamento dell’ambiente interno.

Quindi, senza perdere altro tempo, cominciamo da zero.

Iniziamo da un concetto fondamentale e quasi sconosciuto:

  • esistono diversi materiali termo isolanti e tutti isolano dal freddo, chi più e chi meno in base al materiale con cui sono stati realizzati
  • pochissimi materiali isolanti isolano dal caldo, intendo in grado di proteggere una struttura dal veloce surriscaldamento estivo.

tutti i materiali isolanti isolano dal freddo, ma non tutti dal caldo 😉

Purtroppo tanti progettisti e altrettanti costruttori non fanno attenzione  a questo aspetto e il committente che ne sa ancora meno di loro non è capace di prevenire l’erroregiudicare un progetto o un lavoro già in corso.

Possiamo imparare a memoria la lista dei materiali isolanti con buone capacità di protezione dal caldo ( fibra di legno, fibra di canapa, fibra di cellulosa, sughero ) ma non basta 🙁 perchè il 2° errore che si commette è lo spessore dell’isolante scelto e la sua densità!

Ora che la curiosità ci è salita alle stelle entriamo un po’ nel vivo dell’argomento di oggi, facciamo un esempio:

abbiamo capito che la fibra di legno è un isolante che protegge dal caldo e dal freddo, Bingo! appena nel progetto o nel capitolato leggeremo polistirene bianco, fermeremo tutti e diremo NO! sostituiamo i 12cm di polistirene bianco con 12cm di fibra di legno! Risolto il problema?

non è così semplice

La scelta dell’isolante giusto è fondamentale perchè significa utilizzare un materiale ideale per la prestazione estiva proprio per la sua caratteristica intrinseca di essere capace ad accumulare calore.

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Ogni materiale ha una scheda tecnica che riporta un dato importante, il calore specifico del materiale: se fibra di legno, fibra di canapa, fibra di cellulosa, sughero sono tutti isolanti che hanno calore specifico molto elevato, non si presentano tutti allo stesso modo:

  • troviamo pannelli rigidi di fibra di legno, di canapa e di sughero ma di densità diverse (e anche di prezzi diversi 😉 )
  • troviamo pannelli flessibili di fibra di legno, di canapa e di cellulosa con densità più o meno basse e simili
  • troviamo granuli di sughero o fiocchi di cellulosa e di fibra di legno con densità dipendenti dalla posa (se è in posa libera densità bassa, se posa con insufflaggio, densità un po’ più alta
su questo argomento potresti rileggere il mio articolo:   Materiali isolanti introvabili, facciamo un tetto isolato con la paglia

Sì ci stiamo perdendo nel mare degli isolanti naturali…

torniamo al punto:

Vista la varietà degli isolanti e le diverse densità ottenibili dobbiamo ricordare che pur scegliendo un materiale isolante capace di proteggere dal caldo dobbiamo decidere il suo spessore per ottenere tante ore di sfasamento termico.


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calcolare le proprietà termiche

Fino a qui ho evitato numeri, formule e grandezze per non spaventare il lettore, ma una cosa è certa: se voglio progettare bene un isolamento dal caldo dobbiamo anche metterci a calcolare le proprietà termiche del componente edilizio (tetto o parete)!

Ovviamente nel calcolo del tetto o della parete non ci sarà solo lo strato isolante, questo per ricordarci che anche la struttura incide nel calcolo:

  • è ben diversa una parete in blocchi leggeri di spessore 25cm in laterizio con circa 600 kg/m3 per murature di tamponamento da una parete in blocchi per muratura armata da 45cm in laterizio da 800 kg/m3 per muratura portante armata in qualsiasi zona sismica e ancora più diversa è una vecchia muratura in mattone pieno con forte spessore

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  • come è diverso un tetto con solai inclinati in latero cemento e travetti in cls da 30cm di spessore da 900 kg/m3 da un tetto in legno con struttura portante e perlinato da 2,5cm di spessore con densità 450 kg/m3

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Se una parete ha di per sé meno bisogno di protezione estiva 1° perchè soffre di un minor irraggiamento solare rispetto al tetto e 2° perchè già la struttura (dipende dalla muratura) può garantire sufficienti ore di sfasamento termico, ma non è detto 🙁 e quindi è sempre bene eseguire un calcolo,… un tetto rischia grosso!

il tetto rischia grosso

Il tetto ha generalmente un forte irraggiamento solare e se non è separato dagli ambienti sottostanti con un sottotetto (di sacrificio) è una struttura ad alto rischio surriscaldamento estivo 🙁 e dunque molto bisognosa di molte ore di sfasamento.

ore di sfasamento termico

Le ore di sfasamento termico indicano proprio il ritardo (in ore) con cui la quantità di calore che attraversa una struttura giunge all’interno. La tradizione dice meglio > 12 ore, ma per esperienza consiglio a tutti di puntare alle 20 ore di sfasamento in modo che la struttura abbia un comportamento neutro rispetto all’onda di calore proveniente dall’esterno.

Dobbiamo progettare l’isolamento proprio per avere una casa il più confortevole possibile senza aria condizionata, approfittando della notte per fare una sufficiente ventilazione.

Gli isolanti naturali sono i soli ad essere idonei e capaci di assorbire il calore riuscendo meglio degli altri a ritardare e attenuare l’onda di temperatura che dall’esterno arriva all’interno.

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Purtroppo nelle notti delle città che soffrono dell’effetto isola di calore è troppo lento il rilascio del calore accumulato internamente.

Ma l’obiettivo resta quello di contenere, se non azzerare, le escursioni termiche delle superfici interne 😉

su questo argomento potresti rileggere il mio articolo:   Progettare tetto e parete contro il caldo estivo

un esempio delle famose 12 ore di sfasamento:

Consideriamo una temperatura dell’aria esterna estiva periodicamente fluttuante, ad esempio sinusoidale tra i 15°C e i 35°C (ehh.. magari la notte si arrivasse a 15° in città 😉 ) In ROSSO il profilo di temperatura esterna nel tempo delle 24 ore. In BLU la simulazione della temperatura interna.

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Si può notare la buona riduzione delle fluttuazioni di temperatura interna (BLU) e lo sfasamento temporale. Le frecce segnano i punti temporali in cui le temperature raggiungono i loro valori massimi, i picchi. La distanza orizzontale espressa in ore, tra le due frecce, è chiamata sfasamento.


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Possiamo accontentarci di un valore di 12 ore (molti se lo sognano 😉 ) e significa che la temperatura interna massima viene raggiunta 12 ore dopo la temperatura superficiale massima esterna. Ma con i tempi che corrono e le estati sempre più roventi sarà una vittoria di Pirro, una “mezza-vittoria“, raggiungere la temperatura massima interna nella seconda metà della notte… anche perchè non è detto che la notte rinfreschi 🙁

Spero sia finalmente comprensibile questo dato 🙂 e accettate il mio consiglio:

  • puntate alle 20 ore di sfasamento 😉

quale tetto rischia di più? il tetto in legno o quello tradizionale in latero cemento?

direi che se entrambi sono isolati male e gli ambienti sottostanti si surriscaldano in fretta rendendo impossibile l’abitarci senza impianto di raffrescamento, il tetto in legno è più facile da gestire con una veloce ventilazione notturna per abbassarne la temperatura 🙂 ma sarà anche il più veloce a surriscaldarsi durante il giorno successivo 🙁

Diventa subito chiaro perché è così:

  • se l’aria calda esterna ha un contatto diretto con la massa di accumulo (tetto in in latero cemento non isolato), l’apporto di energia e quindi il riscaldamento della massa di accumulo è particolarmente elevato. Il disaccoppiamento termico invece, ovvero uno strato isolante tra l’accumulatore di calore (tetto in in latero cemento) e l’aria esterna, riduce notevolmente l’apporto di energia negli strati interessati e quindi all’ambiente sottostante.

Nel tetto in legno non abbiamo una vera massa di accumulo, abbiamo una ventina di millimetri di legno di abete a seconda della perlina che è stata fornita, ma comunque anche lui si comporta come un accumulatore di calore 😉 e anche come uno “smorzamento” dell’ampiezza della temperatura (che descrive di quanto fluttua la temperatura della superficie interna rispetto alla superficie esterna).

migliorare lo sfasamento del tetto in legno

Se possiamo scegliere lo spessore del legno, scegliamo sempre il più grosso 😉 guadagneremo sia in sfasamento estivo che in inerzia. Dell’inerzia parleremo più avanti.

Con uno spessore perlina di 10mm in più possiamo anche migliorare lo sfasamento del tetto in legno di 1 ora 🙂

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Ma adesso non siamo qui per dare le pagelle, del tipo… quando c’è una falla, affonda prima la barca a vela o la barca a motore? 

su questo argomento potresti rileggere il mio articolo:   Materiali isolanti introvabili, facciamo un tetto isolato con la paglia

avere tutte le informazioni

Vogliamo solo avere tutte le informazioni per capire se un intervento o un progetto contenga qualche errore proprio per avere sottovalutato il problema della stagione estiva.

fare sempre 3 domande

Se non vogliamo che la casa diventi un forno 🙁 e non vogliamo dipendere dagli impianti di raffrescamento 🙁 dobbiamo informarci bene:

  1. l’isolamento termico con che materiali si farà?
  2. quale densità raggiungono i materiali isolanti?
  3. quante ore di sfasamento termico raggiungerà la struttura dopo l’intervento di isolamento?

Poste queste 3 domande, ogni committente può farsi un’idea molto più chiara 🙂 e potrà decidere se proseguire con tranquillità od opporsi e non accettare un lavoro tanto inutile quanto costoso 😉


Anche davanti a voci di capitolato imprecise o vaghe meglio fermarsi per ottenere chiarimenti; leggiamo insieme questo stralcio di capitolato:

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La copertura a discrezione della D.L.?

  • Non lasciamo al Direttore dei Lavori la libertà di costruire un tetto in legno o un tetto tradizionale a discrezione sua, come non lasceremmo al venditore dell’autosalone scegliere la nostra nuova auto. A parte l’estetica, sono due tetti completamenti diversi per prestazioni termiche, acustiche e per particolari esecutivi. Dobbiamo decidere noi su quali prestazioni puntare e valutare anche in base al prezzo quale tetto scegliere.

Uno strato di lana alta densità e/o polistirene?

  • Non lasciamo al Direttore dei Lavori la libertà di posare qualsiasi materiale isolante o addirittura mescolare materiali isolanti diversi senza conoscere la prestazione acustica e la prestazione estiva 😉 Ricordiamo sempre che tutti gli isolanti isolano dal freddo, ma solo alcuni dal caldo e solo alcuni garantiscono un buon isolamento acustico !!!

In alternativa un sistema equivalente con le stesse prestazioni di isolamento termico e acustico?

  • Non lasciamo al Direttore dei Lavori la libertà di costruire un sistema tetto ancora diverso e nemmeno esattamente descritto 😉

Legname impregnato con prodotti atossici?

  • Non lasciamo al Direttore dei Lavori la libertà di impregnare il legno senza fornirci scheda tecnica e scheda di sicurezza SDS del prodotto. Per la nostra salute è sempre meglio usare prodotti di origine vegetale, senza elementi di sintesi o elementi pericolosi per l’uomo e l’ambiente, e senza emissioni di composti organici volatili (VOC) dannosi.

i valori limite di sfasamento termico, prossimamente

Qualche scrupoloso lettore vorrà anche capire cosa dice il legislatore su un argomento importante come la protezione dal caldo degli edifici. Probabilmente si starà dicendo “ma perchè devo io diventare improvvisamente un esperto di isolamento dal caldo? ci sarà pure una attenta regolamentazione sulla protezione dal caldo degli edifici! come non devo calcolare da solo una struttura in cemento armato per sapere se la mia casa crollerà o starà in piedi“.

Sarà l’argomento di lunedì prossimo, part #4, “protezione dal caldo degli edifici


Chi volesse incoraggiare questa mia iniziativa, lo faccia lasciandomi un commento 😉

 


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autore - Federico Sampaoli  


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