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Materiali isolanti contro il caldo e la Temperatura di equilibrio

Progettare una casa per i cambiamenti climatici significa scegliere una copertura metallica e materiali isolanti contro il caldo? Il tetto sopporterà qualsiasi evento e l’interno della casa resterà sempre a temperature accettabili? Oppure anche il miglior isolante contro il surriscaldamento alla fine sarà inutile?

Bisognerebbe fare un corso di termologia, ma forse ce la caviamo in fretta fissando in mente alcuni punti fondamentali.

in emergenza climatica con governi incapaci e senza visione globale

Le Alpi stanno perdendo gli ultimi ghiacciai (lo zero termico a fine luglio era a 5.184 m di quota), le temperature del Mediterraneo segnano circa + 4° C rispetto alla media 1985 – 2005, i ghiacci artici hanno perso 630 mila kmq rispetto alla media trentennale 1981-2010, in Antartide si stanno registrando temperature estreme, tra i 20 e i 30° C superiori alla media, nel Pacifico? acque fino a 8° C sopra la media (high as 15.7°F).

coibentazione contro il caldo - Materiali isolanti contro il caldo e la Temperatura di equilibrio 1

…e noi a guardare i “capricci in campagna elettorale”… mentre il pianeta brucia! coccolandoci con strane idee: “ci devo pensare io?” “colpa della Cina”

alcuni punti fondamentali

Se l’ambiente esterno ha una temperatura T1 e la casa una temperatura T2 e il suolo dove poggia il solaio verso terreno una temperatura T3 avviene uno scambio di energia:

  • ricordiamo che questo calore va sempre dal corpo più caldo verso il corpo più freddo, il corpo più caldo si raffredda e il corpo più freddo si scalda (infatti è sbagliato dire che il freddo mi entra in casa d’inverno, semmai è il mio caldo che se ne va fuori)

In estate sarà così:  T3 < T2 < T1

coibentazione contro il caldo - Materiali isolanti contro il caldo e la Temperatura di equilibrio 3

Il processo continua fino quando c’è una differenza di temperatura, poi ad un certo momento si raggiunge la temperatura di equilibrio “Te”. E qui finisce lo scambio di energia.

la temperatura di equilibrio “Te”

Quindi una casa ben isolata con materiali adatti al clima mediterraneo e ben ombreggiata si surriscalderà lentamente, ma se le condizioni meteo sono da record, se le temperature sono elevatissime e non danno tregua per molti giorni, anche la casa ben isolata e ben ombreggiata raggiunge la temperatura di equilibrio “Te”.

Eh figuriamoci se il ghiacciaio si scioglie e invece la nostra casa resta fresca: impossibile 😉

coibentazione contro il caldo - Materiali isolanti contro il caldo e la Temperatura di equilibrio 5

contro il surriscaldamento alla fine sarà tutto inutile?

Le estati record si scriveranno così:

T3 < T2 < Te < T1


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la casa lentamente inizia ad assorbire il calore

In estate la casa lentamente inizia ad assorbire il calore dall’ambiente esterno e a sua volta ne cede ancora per un certo periodo al suolo.

Se l’irraggiamento e le temperature dell’aria elevate non trovano un corretto isolamento contro il surriscaldamento, la casa inizierà ad assorbire molto calore e molto in fretta a partire dalla copertura e dai piani più alti mentre con più lentezza si scalderanno i piani inferiori fino al più lento di tutti il piano terra.

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temperature elevate in casa

Dopo un assestamento delle temperature elevate in casa si potrebbe dire su per giù che su 3 piani di abitazione è normale un salto di +2°C ogni piano:

  • piano secondo 29°C
  • piano primo 27°C
  • piano terra 25°C

quantità di calore assorbita dalla casa

La quantità di calore assorbita dalla casa dipende dalla massa m della casa e dal suo calore specifico c:

Se volessimo scoprire la quantità di calore Q assorbita dalla casa bisognerebbe fare

m * c * (T finale – T iniziale)

Valerio Pattaro mi ha insegnato che in termologia il calore assorbito dalla casa Qass è positivo, invece nelle estati che stiamo iscrivendo tra i record di temperatura è un fatto molto negativo 😐

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La cosa positiva è che il calore ceduto dall’ambiente alle nostre case è negativo quindi un’ottima notizia per il surriscaldamento del pianeta 😉

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Quando il calore ceduto alla casa -Qced è uguale al calore assorbito dalla casa Qass siamo in uno stato di equilibrio.

com’è andata nel nostro piano sottotetto

Il nostro piano sottotetto con falde a vista (senza sottotetto) è arrivato in zona rossa:  30-31° C dentro casa, mentre all’esterno le temperature sono salite fino ai terribili 39° C toccati verso le ore 18 il 22 luglio. (misurazioni casalinghe)

All’estradosso del solaio inclinato in laterocemento ci sono 22cm di fibra di legno ad alta e altissima densità… ma vedete che se per settimane il caldo è da record… la casa non può rimanere fresca 😐

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un buon materiale isolante protegge ma non raffresca 😉

Fortunatamente durante la notte è possibile fare ventilazione notturna favorevole e tentare con grande pazienza di restituire all’ambiente esterno qualche grado che in casa è di troppo.

ventilazione notturna

La ventilazione notturna senza impianti di raffrescamento, è l’unico sistema per tornare a cedere l’energia accumulata dall’edificio all’ambiente esterno.

cosa succede nelle case non isolate

Purtroppo le pareti e i tetti non isolati correttamente vengono surriscaldati velocemente e si comportano nella notte come superfici radianti. Questa situazione è la tipica situazione di strutture isolate con materiali non idonei al nostro clima:

  • lana di vetro
  • lana di roccia
  • eps
  • xps
  • ecc ecc

che fare?

Portare in casa 1 metro cubo di gelato alla panna potrebbe essere una buona idea, apprezzata da tutta la famiglia 🙂

  • nella fase iniziale il gelato raffresca la casa perchè la casa cede il calore al gelato fino a che raggiunge la temperatura di fusione
  • nella fase successiva il gelato raffresca la casa perchè la casa cede altro calore al gelato per fare il cambio di stato, da gelato solido a lattepanna
  • nella fase ultima il gelato raffresca la casa perchè la casa cede ancora calore al gelato fino a che si raggiunge la nuova temperatura di equilibrio

Ma secondo voi possiamo riportare le anomalie della temperatura superficiale del Mar Mediterraneo a normalie? Forse è veramente tardi 😐 Questa volta l’abbiamo fatta grossa ragazzi!

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le ore di sfsamento

Se presto o tardi raggiungiamo sempre la temperatura di equilibrio, perchè progettare ed investire dei soldi per costruire o ristrutturare facendo attenzione ai materiali che ci proteggono molto dal surriscaldamento estivo?

  1. perchè le condizioni con temperature estreme le vivremo sempre più spesso (l’uomo con le sue attività è riuscito a modificare il delicato equilibrio del clima) ma non caratterizzano per forza tutti i 5 mesi estivi
  2. perchè un isolamento con materiali non adatti al nostro clima porta non solo ad un veloce surriscaldamento interno, trasforma le superfici interne in superfici radianti che continuano nella notte a riscaldare gli ambienti
  3. perchè più sfasamento in ore abbiamo e più l’ambiente interno sarà indifferente alle variazioni di temperatura esterne

Per fare un semplice esempio di indifferenza al clima esterno possiamo prendere una muratura in laterizio ad alte prestazioni: quei blocchi rettificati che con i loro piccoli setti vuoti (anzi pieni d’aria, e la conducibilità termica o conduttività termica, dell’aria vale 0.024 (W/mK)) possono ampiamente dimostrare che l’ambiente interno può godere di un clima invidiabile potendo contare su un numero esagerato di ore di sfasamento (30-40 ore):

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Scegli anche tu un’architettura meno disumana 😉

a me non mi interessa… tanto io accendo il climatizzatore e voi fate quel che volete…

Non è una risposta che si sente di rado. E’ vero che siamo al si salvi chi può, ma è una soluzione intelligente?

vediamo:

L’aumento del prezzo del gas è dovuto in parte alla forte domanda di energia per il raffrescamento, viste le alte temperature, che è andata ad intaccare le già basse scorte. I prezzi potrebbero aumentare ancora questo inverno, specialmente in caso di freddo intenso, perché il gas naturale è sia il combustibile principale per la generazione elettrica che quello più utilizzato per il riscaldamento.

Tagli della Russia? speculazione? gasdotto Nord Stream in riparazione?


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siamo già al si salvi chi può 😐

Evitate di votare, non prendetevi la responsabilità di quello che succederà. L’incompetenza non richiede mandato, già lo è 😉


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17 commenti su “Materiali isolanti contro il caldo e la Temperatura di equilibrio”

  1. @ Katia

    fa molto bene ad approfittare della mia disponibilità, ma farebbe anche molto bene ad unirsi ai sostenitori del blog!
    che ne pensa?

    se le hanno detto che URSA WOODLITH è una lana di legno mineralizzata legata con cemento Portland con prestazioni migliori rispetto al Celenit e non sa più se fidarsi può controllare lei stessa i valori riportati nelle schede tecniche.

    comunque sia, se le prestazioni estive del tetto in progetto sono deludenti, meglio correggere la stratigrafia per quanto possibile:

    se il suo tecnico le ha confermato che la struttura può aumentare il carico permanente di ben 28kg/mq (parliamo di Massa superficiale [kg/m2]) allora mi sembra che aggiungere un nuovo strato di isolamento termoacustico in lana di legno mineralizzata legata con cemento non sia intelligente:
    con un peso addirittura inferiore posso aggiungere ben 2 strati di fibra di legno da 10cm l’uno.

    la fibra di legno è l’unico coibente eccezionale per la protezione dal caldo (e implicitamente dal freddo) con le sue caratteristiche imbattibili di Conduttività termica dichiarata ?D W/mK 0,038 e Capacità termica massica c J/kgK 2400

    chi sa perché nel 90% dei progetti si vuole ottenere una prestazione eccellente con i materiali più scadenti?
    se vado al mare indosso un sandalo e non uno scarpone, la stessa regola viceversa

  2. Buongiorno Sig. Sampaoli,
    Approfitto ancora della sua disponibilità e gentilezza…siamo arrivati alla conclusione di mettere 7,5 cm di legno mineralizzato Ursa ( che mi hanno detto che ha migliori prestazioni rispetto al Celenit ) e il termotecnico dice che così arriviamo a 13 ore e mezza di sfasamento (lui considera anche la ventilazione)…secondo lei il calcolo è giusto?.. perché non so più se fidarmi a questo punto… grazie ancora

  3. @ katia

    uno strato di Celenit è sempre un miglioramento ed è resistente al fuoco, purtroppo è anche pesante, quindi se voglio aumentare lo spessore per ottenere finalmente un alto numero di ore di sfasamento estivo, anche il peso sale molto.
    meglio chiedere al progettista il valore del carico permanente che sopporta la struttura e poi caricare quanto possibile.
    una volta stabilito lo spessore “possibile” si può calcolare lo sfasamento estivo in ore.

    ATTENZIONE: sto parlando di uno strato di Celenit che poggia sull’isolamento e non di uno strato di Celenit separato dal pacchetto isolante dallo strato di ventilazione

  4. Buongiorno Sig. Sampaoli,
    La ditta costruttrice ci ha proposto di mettere un pannello di legno mineralizzato (celenit) al posto dell’Osb… così facendo secondo loro migliorerebbe di molto lo sfasamento e non dovremmo fare nessuna modifica a quello già montato. Adesso stiamo aspettando il parere del nostro termotecnico…secondo lei può andare bene come materiale?…e in caso vada bene quale spessore sarebbe necessario per arrivare ad almeno 12 ore di sfasamento?

  5. Si mi sono sbagliata io…la guaina antipioggia sopra la lana di roccia è stata messa… comunque abbiamo appena fatto presente il problema e domattina cerchiamo di capire come fare sperando di riuscire a intervenire ( anche se secondo loro non è un problema così grande)…se i carichi lo permettono quale materiale sarebbe il migliore secondo lei?…grazie mille!
    Katia

  6. @ katia

    se sopra la lana di roccia non c’è una protezione antipioggia, e mi pare molto strano, bisogna reagire alla svelta:
    la 1a cosa da fare è chiedere al progettista il carico permanente che sopporta la struttura
    così che si possa decidere con cognizione se e cosa si può aggiungere come isolamento termico adatto alla protezione dal caldo.
    la 2a cosa da fare è chiedere se il progetto di tenuta all’aria del tetto è realizzato alla perfezione (basta osservare le foto di cantiere) (se manca il dettaglio esecutivo)

  7. Hanno appena messo i due strati di lana di roccia e sopra i listelli per il contenimento che eventualmente possiamo ritogliere…vorremmo capire quale potrebbe essere la strada migliore perché lunedì riinizieranno i lavori e se decidiamo di aggiungere isolante dobbiamo fermarli ..grazie ancora!

  8. @ katia

    ma a quale momento di lavorazione è il tetto in questo momento?

    << Sperando che il tetto sia realizzato alla perfezione >> non è un approccio corretto al problema.
    Se il tetto viene finito e non offre garanzie di tenuta all’aria, il tetto sarà da rifare appena si scoprono le condense interstiziali.

  9. Praticamente un disastro!Sperando che il tetto sia realizzato alla perfezione,che materiale ci consiglia di aggiungere?..fibra di legno? Sughero?…e in che spessore e densità?…andrebbe in caso posato direttamente sopra la lana di roccia?
    Katia

  10. @ katia

    è proprio così, la stratigrafia del tetto in legno non ha nessuna qualità estiva con quei 160mm di lana di roccia.
    la trasmittanza è buona perchè sarà intorno ai 0,20 W/mqK e dunque le dispersioni invernali sono contenute, però la prestazione estiva è terribile e nemmeno di 10 ore se calcoliamo la stratigrafia fino alla strato di ventilazione come uso fare io.
    quei 160mm di lana di roccia garantiranno 6ore di sfasamento, insomma è un tetto per la norvegia, anzi nemmeno perchè ci vorrebbe una trasmittanza migliore.

    per correre ai ripari ora bisognerebbe ragionare in 2 modi:
    – se il progetto di tenuta all’aria del tetto è realizzato alla perfezione, si potrebbe pensare ad aggiungere strati sugli strati isolanti già posati
    – se il progetto di tenuta all’aria del tetto NON è realizzato alla perfezione, si potrebbe valutare un isolamento sul lato interno con ulteriore posa di un freno al vapore per ottenere una corretta tenuta all’aria.

    purtroppo questi dettagli si possono capire solo dalle tavole di progetto o dalle foto di cantiere durante l’esecuzione del tetto

  11. Buongiorno Sig.Sampaoli,
    Io e mio marito stiamo costruendo una casa in legno in provincia di Pesaro Urbino,zona climatica E. Hanno appena messo la lana di roccia sul tetto (a falde) ma imbattendoci nel suo articolo ci siamo resi conto che probabilmente la stratigrafia del tetto non è delle migliori sia per spessori che per materiali scelti..ecco la stratigrafia :
    – perline in abete spessore 25mm
    – freno al vapore
    – lana di roccia spessore 16 cm in più strati incrociati, densità 100/110 kg/MC
    – listelli in abete grezzo essiccato per contenimento isolante
    – membrana impermeabile e traspirante
    – canali di ventilazione realizzati con listelli in abete grezzo essiccato sp.5 cm
    – pannello fenolico OSB3/lastra in lana di legno mineralizzare spessore 18 mm
    -rete parainsetti in alluminio
    – colmo ventilato tipo Wings
    – guaina catramata ardesiata in superficie 4,5 kg/mq flessibilità -10
    Il termotecnico dopo che gli abbiamo chiesto informazioni sullo sfasamento ci ha detto ieri che il nostro è di 10 ore (che da come ho capito sarebbe il minimo sindacale) ma che secondo lui il tetto ha poca massa (non so perché non ce l’ha detto prima). Ora noi vorremmo capire se c’è qualche modo per aumentare lo sfasamento senza dover rimettere le mani su quello già fatto…possiamo ad esempio aggiungere fibra di legno sopra la lana di roccia? Oppure possiamo aggiungere più strati di tavolato? Se invece lasciassimo così (considerato che abbiamo impianto ad aria con pompa di calore, VMC ,e fotovoltaico con accumulo) soffriremmo molto il caldo e avremmo bollette molto alte secondo lei?
    Ringrazio anticipatamente.
    Cordiali saluti
    Katia

  12. @ Daniele

    senza entrare nel tema del carico permanente che può sopportare il solaio piano del sottotetto,
    sì, aggiungere pannelli isolanti ad alta densità e con alto calore specifico è senza dubbio un’operazione da fare.
    inoltre adesso che i pannelli si poseranno in continuo all’estradosso delle travi otterrà un’ottima continuità dell’isolamento: forse converrebbe una posa sfalsata di 2 strati 60+60mm o 80+80mm o 100+100mm
    con un calcolo termico ovviamente scoprirebbe la trasmittanza e le ore di sfasamento ottenibile per decidere con cognizione.

    se ci sono passaggi impiantistici dall’ambiente riscaldato al sottotetto, vanno sigillati per garantire la tenuta all’aria ed evitare condense interstiziali

  13. Buongiorno Sig. Sampaoli,
    l’appartamento al primo piano della mia abitazione a Conegliano (TV) è a contatto con il solaio di un sottotetto non calpestabile fatto di travi in legno e una specie di “cartongesso” che funge da soffitto della zona abitabile.
    Questo solaio, verso le falde interne del tetto, era isolato da lana di roccia (posata negli anni ’70) che ho eliminato e sostituita con pannelli in fibra di canapa spessore 10cm interposti tra le travi creando ora una superficie piana. I pannelli di canapa hanno bassa densità (40Kg/m3) sebbene comodi da posare, sagomare e tagliare.
    Vengo alla domanda: per ottenere un aumento dello sfasamento termico e ulteriori benefici indotti cosa mi consiglia di fare? Pensavo di posare un altro strato di pannelli da 10cm magari con densità elevata (150kg/m3).
    Seguo i suoi articoli condividendone la filosofia. Sono interventi che faccio da solo, in economia, con la speranza di aver maggiore confort e salubrità in una casa costruita molti anni fa.
    Se le è utile sapere, il tetto ha lo scheletro in legno sul quale sono posati i blocchi in laterocemento, una impermeabilizzazione dalla pioggia e i coppi.
    Qualche suo consiglio o raccomandazione mi farebbero molto piacere.
    Con Stima, Daniele

  14. Beh, contesto semi boschivo ad est edificio.
    71€/mq x mattone, conviene rispetto ad eps od sughero ?

  15. @ davide

    48°C spero misurati sotto irraggiamento diretto 😐

    poter arieggiare di notte è il segreto di tutto, poi dipende dal contesto perchè senza verde e con alta densità di edifici, l’isola di calore detta LA LEGGE.

    il sambuco è potente! anche di vegetazione, il mio potato a “tronco” è ritornato ombrellone in 2 mesi.

    il blocco rettificato oppure a giunto sottile di malta è una soluzione da prendere SEMPRE in considerazione, se possibile 😉

    sostituire il classico intervento a cappotto con eps o sughero? costruendo una muratura esterna?
    dunque vediamo:
    un blocco in laterizio da 30cm… 39 €/mq
    posare il blocco… 29 €/mq
    la malta nel caso non sia un rettificato… 2 €/mq
    insomma siamo sui 71 €/mq

  16. Con 48 gradi esterni ( picco di fine luglio ) interno a 27, ora stabilizzato sui 24/25.
    Ovviamente qua, si arieggia di notte, aiutato dal recente isolamento sottotetto in fibra di cellulosa a 40 cm, oltre a parziale ombreggiamento est abitazione con dei bei sambuchi.

    P.S il mattone di fine articolo, potrebbe sostituire il classico intervento a cappotto con eps o sughero? Differenze di costo?


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