Membrane ad alta tecnologia: una soluzione olistica per comfort e risparmio energetico

Con l’introduzione del Certificato energetico per gli edifici (“energy pass”) del 2008 e con gli imminenti emendamenti alla direttiva sul risparmio energetico (d.lgs 311/2006), il settore dell’edilizia avrà nuovi impulsi. Sia per le costruzioni nuove sia per le ristrutturazioni, il progettista svolgerà un nuovo e più importante ruolo di consulente. Il progettista, che è di per sé la figura di riferimento per il proprietario o il committente di una costruzione per quanto riguarda i “costi di gestione”, ha ora un motivo in più per conoscere meglio i principi applicativi e i vantaggi dell’isolamento termico, anche dal punto di vista fisico e architettonico.

Funzione protettiva degli elementi strutturali
Un edificio offre uno spazio abitativo che, attraverso idonee costruzioni, deve garantire la protezione di coloro che lo abitano. Il tetto e le mura esterne svolgono una pluralità di funzioni, tra cui la protezione termica. Sono proprio questi, infatti, gli elementi strutturali responsabili della maggior parte delle perdite di calore. Oltre che della protezione termica invernale, il progettista oggi deve occuparsi sempre più anche della protezione dal calore estivo. Negli ultimi anni, con l’aumento dell’uso dei sottotetti come spazi abitativi, si è dovuto affrontare anche il problema del surriscaldamento di questi locali durante i mesi estivi. Adeguati provvedimenti costruttivi permettono ora di risolvere tale problema. Il principio fondamentale di tutte le misure di protezione termica è: risparmio energetico invece che dispendio di energia.

Modi di propagazione del calore
La fisica edile conosce tre modi di propagazione del calore: conduzione termica, convezione e irraggiamento. I primi due modi sono ben noti alla maggior parte dei progettisti: per conduzione si intende la propagazione del calore all’interno di un materiale o attraverso il contatto di materiali diversi; la convezione è la propagazione del calore attraverso l’aria. Molto meno nota è la propagazione del calore per irraggiamento. Alcuni ricordano ancora i vecchi radiatori che si utilizzavano per riscaldare le stanze da bagno e che si basavano sul principio della radiazione, ovvero dell’irraggiamento. Le modalità di propagazione e di dispersione del calore sono identiche, cioè le perdite di calore da un edificio avvengono anch’esse per conduzione, convezione e irraggiamento.

Materiali isolanti e loro caratteristiche
Esistono diversi materiali isolanti per coibentare gli edifici e impedire la dispersione termica, che essenzialmente avviene per conduzione, impiegati per le loro proprietà intrinseche di trasmettere il calore molto lentamente. La conducibilità termica di un materiale, spesso indicata con λ, indica la quantità di calore Q che passa attraverso una superficie A nel tempo t a una differenza di temperatura ΔT. L’unità di conducibilità termica, detta anche conduttività termica, è [W/(K•m)]. Quanto più piccolo è il valore di λ, tanto migliori sono le caratteristiche di isolamento termico di un materiale. Con la conducibilità termica si può determinare la resistenza alla propagazione del calore del materiale isolante, chiamata anche valore R, con la formula R = d / λ, dove d è lo spessore dello strato del materiale isolante. L’unità di
resistenza alla propagazione del calore è [(K•mq/W)]. In questo caso, quanto più alto è il valore R, tanto migliori sono le caratteristiche di isolamento termico di un materiale.

Impedire correnti d’aria
Per impedire le perdite di calore per convezione, sui muri e sui tetti inclinati si applicano, per esempio, membrane ermetiche all’aria che impediscono a lungo la convezione d’aria all’interno dell’edifico. Le perdite di calore per convezione sono spesso legate a danni causati dall’umidità: l’aria che si trova nella zona non ermetica trasporta umidità che, raffreddandosi, crea condensa. Per questo motivo la DIN 4108-7 prescrive un alto livello di ermeticità all’aria per i rivestimenti degli edifici.
Per questa applicazione per esempio, si puó suggerire la membrana traspirante Universal Primo, che garantisce alta traspirabilitá e di conseguenza un’adeguata dissipazione dell’eventuale umiditá interstiziale.

Altri possibili risparmi
Finora non sono quasi mai state adottate soluzioni costruttive per eliminare le perdite di calore per irraggiamento. Alla fine degli anni Settanta si utilizzavano feltro e pannelli isolanti rivestiti d’alluminio (questi ultimi si incollavano dietro ai termosifoni), due soluzioni in seguito abbandonate. Per ridurre in modo durevole e dimostrabile la dispersione di calore, occorre esaminare con maggiore attenzione l’irraggiamento dal punto di vista fisico-tecnico.

Emissione e riflessione di calore
L’irraggiamento comprende emissività termica e riflessione termica che dipendono dal tipo di superficie dei materiali e dalla loro condizione. Per emissività s’intende la quantità di calore che la superficie di un corpo emette in rapporto a uno specifico “corpo nero”. Per riflessione s’intende la quantità di calore respinta dalla superficie di un corpo – anche qui rispetto a un cosiddetto “corpo nero”. Per esempio, l’alluminio lucido riflette il 97% dell’irraggiamento termico e assorbe il restante 3%. L’alluminio ossidato riflette invece solo il 25% dell’irraggiamento termico e assorbe il 75%.
Allo stesso modo, i materiali rilasciano o emettono (si parla di emissività) per irraggiamento solo la quantità di calore che sono in grado di assorbire. Nel caso dell’alluminio lucido l’emissività è del 3%, mentre nel caso dell’alluminio ossidato è del 75%.

Riduzione delle perdite di calore per irraggiamento
Due nuovi sistemi di membrane metallizzate consentono di ridurre la dispersione di calore per irraggiamento e convezione in tetti e pareti fino a quasi il 15%. Queste membrane non sostituiscono l’isolamento termico tradizionale, ma ottimizzano l’intero sistema. Applicati alle già collaudate costruzioni ermetiche all’aria e aperte alla diffusione del vapore, i nuovi sistemi DuPont Climate Systems permettono sia di eliminare nel tempo la convezione sia di attenuare la dispersione di calore radiante. La superficie metallizzata della membrana DuPont Tyvek Enercor presenta un’emissività di circa il 20% e una riflessione di calore radiante pari all’80%, mentre quella di DuPont AirGuard ha un’emissività di circa il 5% e una riflessione di calore radiante del 95%.

Intercapedini d’aria per l’irraggiamento
Oltre a installare la barriera vapore metallizzata DuPont AirGuard rivolta verso l’interno dello spazio abitativo e la membrana di copertura, anch’essa metallizzata, DuPont Enercor Roof rivolta verso l’esterno, occorre realizzare intercapedini che fungono da superfici radianti, dette generalmente intercapedini d’aria a bassa emissività. Un’intercapedine d’aria a bassa emissività rivolta verso l’interno dello spazio abitativo si ottiene già attraverso un normale vano tecnico per impianti direttamente aderente alla barriera vapore ermetica. I classici listelli garantiscono un dimensionamento sufficiente per ridurre la trasmissione del calore. 

Oltre a ciò, è prevista un’intercapedine d’aria non ventilata tra il materiale isolante e la membrana metallizzata rivolta verso l’esterno dello spazio abitativo, che si ottiene attraverso materiale isolante di spessore inferiore oppure attraverso la disposizione di controlistelli supplementari. È essenziale che la superficie alluminizzata del Tyvek Enercor Roof o Wall non sia a diretto contatto con il materiale isolante ma che esista un’intercapedine d’aria di almeno 2,5 centimetri.

Entrambe le intercapedini d’aria non ventilate hanno un alto valore R perché sono delimitate da un lato da una superficie metallizzata a bassa emissività. Tale valore R può essere calcolato secondo la norma ISO DIN EN 6946 appendice B. I due strati d’aria, insieme alle membrane a bassa emissività, contribuiscono a ridurre la dispersione termica attraverso l’involucro dell’edificio.

In sintesi
Per ridurre la dispersione di calore nelle tre modalità di propagazione del calore è necessario adottare misure costruttive adeguate. Con l’impiego del nuovo sistema a membrana con superfici metallizzate, DuPont Tyvek Enercor Roff, Wall e DuPont™ AirGuard è possibile ridurre il calore disperso per irraggiamento dai tetti o dalle pareti. Questi valori possono essere inseriti nella certificazione richiesta d.lgs 311/2006.

Di Diego Novara, DuPont Building Innovations


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