Inerzia termica e isolamento degli edifici in base alle condizioni climatiche

La scelta fra strategie energetiche fondate sul principio dell’inerzia termica, dovuta alla massa e quindi al peso degli elementi costruttivi, e quelle fondate sull’isolamento degli involucri edilizi aprono oggi un interessante dibattito sul modo di costruire gli edifici energeticamente efficienti del presente e per il prossimo futuro.

C’è per esempio da chiedersi se sia veramente il caso di proporre, in Italia, tecnologie a iper-isolamento (passivhaus) con funzionamento adiabatico; o meglio quale tipo di accortezze necessitano questi edifici.
Il primo edificio italiano a Chignolo d’Isola (Vanoncini S.p.A. con finestre a tetto Velux U=0,8 W/mq K) è stato infatti monitorato dal Politecnico di Milano e dalla stessa Vanoncini S.p.A. e ha dato utili feed back per fare evolvere le strategie verso tecniche ibride.
E’ comunque noto come anche nelle fasce montane o settentrionali, a fronte di inverni mediamente freddi, si succedano medie stagioni e estati sempre più calde (come già sappiamo per il centro e sud Italia) e quindi il raffrescamento degli edifici diventa ugualmente importante al loro riscaldamento (i recenti rischi di black-out in Italia a causa dell’uso di condizionatori sono lì a dimostrarlo così come il pareggio della spesa energetica in estate e inverno).
Quindi la risorsa di inerzia termica, combinata a quella di isolamento, e alla possibilità di ventilazione naturale degli edifici sono parametri che devono interagire secondo diverse proporzioni in un contesto temperato-caldo come quello italiano. Inerzia e isolamento vanno calibrati a seconda del contesto climatico ma la loro convivenza è auspicabile e vari progetti europei, in situazioni climatiche che alternano stagioni fredde e estati sempre più calde, mostrano chiaramente l’efficacia di un sistema ibrido.
In progetti come Bed Zed (di Bill Dunster e Arup) o la sede Velux a Kettering (White Design) si nota come l’involucro edilizio sia debitamente isolato (senza eccedere verso l’adiabaticità, che implica involucro sempre chiuso salvo ricambio igienico d’aria) e definito da tecnologie di costruzione leggere e stratificate a secco con dispositivi di captazione integrati (serre solari) o di ventilazione delle facciate.

Bed Zed e sede Velux a Kettering: due esempi di involucri isolati

La struttura portante (travi e pilastri) è sempre montata a secco come un meccano e può essere di legno oppure d’acciaio, mentre gli impalcati e i corpi scala di controvento sono realizzati con tecnologie massicce a base di conglomerato cementizio armato. Dunque una “pelle” ben isolata e ventilata e un “nucleo” dotato di in alcune porzioni di elementi massicci e inerziali.
L’architettura, la forma e l’orientazione dell’edificio permettono all’intero sistema di funzionare mediante precise strategie stagionali che massimizzano gli apporti energetici invernali da fonti naturali (sole), luce naturale o da guadagni interni che vengono stoccati nelle porzioni massicce e conservati grazie all’isolamento. Si sfruttano poi la ventilazione naturale nelle medie stagioni e in estate, grazie ai differenziali di temperatura favoriti dagli impalcati massicci, che nella stagione calda si comportano come “lame rinfrescanti”.
La strategia ibrida (guscio esterno isolato – nucleo interno inerziale) pare inoltre un passaggio logico molto più probabile in edilizia e recepibile da imprese e committenti, in un mercato lento per cui vanno pensate evoluzioni intelligenti più che traumatiche rivoluzioni.
In Italia si potrebbe tranquillamente immaginare che edifici ad alta efficienza energetica possano anche essere costituiti da un telaio portante in c.a., con impalcati in laterocemento o a piastra portante, e involucri (esterno e interno) stratificati a secco e debitamente isolati.
In generale si assume che lo sfasamento termico minimo ammissibile per una parete esterna sia pari a 8 ore, ciò significa la distanza temporale tra il picco massimo di temperatura esterna ambiente e quando questo raggiunge l’interno dell’abitazione (debitamente attenuato).
E’ facile provare che un dosato mix di strati di involucro e isolanti (sia a base sintetica che naturale) è in grado di dare ottime prestazioni di resistenza termica unite ad ottime prestazioni di sfasamento e attenuazione termica.
Un esempio di ciò è proprio il sistema costruttivo Atika, sviluppato da Velux, la prima casa mediterranea a risparmio energetico in cui l’uso di un involucro a secco con strati isolanti e sfasanti consente l’applicazione di tecnologie innovative e industrializzate anche in contesti sud europei.

AUTORE
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Marco Imperadori
Ingegnere, PhD, Professore Associato presso il Politecnico di Milano, titolare della cattedra di ...
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