Funzionamento dei sistemi isolanti termoriflttenti multistrato

I sistemi isolanti termoriflettenti rappresentano un’interessante innovazione per il campo dell’edilizia. Si tratta di fogli multistrato di derivazione sintetica o a base di fibre naturali, estremamente isolanti e performanti, sia in inverno che in estate. Vengono utilizzati per pareti e coperture, sia per le nuove costruzioni, sia per migliorare la prestazioni termiche degli edifici esistenti o per la correzione dei ponti termici.

I sistemi isolanti termoriflettenti multistrato rappresentano un’innovazione recente molto interessante, giunta all’edilizia per trasferimento di tecnologie normalmente utilizzate nei settori aerospaziali. Si tratta di fogli multistrato in alluminio alternati a fogli isolanti (sia di derivazione sintetica che a base di fibre naturali come ad esempio la lana di pecora). Queste sorti di “mantelli”, forniti in rotoli e quindi fisicamente morbidi, vengono utilizzati sia a parete, sia in copertura e inoltre sia verso gli strati più interni dell’involucro costruito, sia verso le frontiere più esterne. Il loro funzionamento si concentra principalmente sulla porzione radiativa del flusso di calore. Sono pertanto estremamente performanti sia in inverno, evitando che il flusso migri dall’interno all’esterno, sia in estate dove, soprattutto in copertura e nelle facciate esposte a sud e a ovest, la componente radiativa del carico termico esterno è sensibilmente superiore rispetto a quelle conduttiva e convettiva. Ciò consente di intervenire sia sui nuovi involucri in sede progettuale, sia in caso di recupero di un involucro esistente, introducendo prestazioni a fronte di spessori esigui (normalmente circa 50 mm equivalgono a spessori tradizionali di isolante da 3 a 5 volte superiori).

Resa, ricerche e prove sperimentali

Fondamentali sono le regole di posa, che richiedono di lasciare una piccola intercapedine d’aria ferma (pari a 15 – 20 mm) su entrambi i lati del foglio multistrato, così come fondamentale è parlare di coefficiente di conducibilità termica “equivalente” piuttosto che di termotrasmittanza o di resistenza termica “equivalente” rispetto agli isolanti canonici (sia a cellule chiuse che aperte). Il quadro normativo e le prove attuali non consentono di equiparare i parametri di confronto tout court, mentre le campagne sperimentali in situ e le realizzazioni forniscono dati interessanti e molto significativi (il data bank di ACTIS è attualmente a disposizione di un team del Politecnico di Milano – Dipartimento BEST e Dipartimento Energia, con cui sono in fase di definizione ulteriori possibili ricerche e sperimentazioni). Dal punto di vista sperimentale nei mesi invernali 2007-2008 è stato realizzato un box su progetto del Politecnico di Milano (Corso di Progettazione e Innovazione Tecnologica) con la collaborazione di VELUX Italia. Il box è ubicato presso la sede VELUX Italia di Colognola ai Colli. Si tratta di un cubo con struttura in legno, rivestito in zinco titanio (Rheinzink) ventilato, isolato mediante pannelli in poliuretano Isotec-parete (Brianzaplastica) e dotato di due finestre per tetti con cupolino montate su copertura piana, sempre rivestita in zinco-titanio. Tutto l’involucro interno di uno dei due spazi in cui il box è stato diviso, è stato foderato con materiali multistrato iperisolanti-termoriflettenti Actis grazie alla sinergia con Vanoncini Spa che ha realizzato la posa degli stessi. L’involucro presenta quindi elevate prestazioni termiche e di fatto è praticamente adiabatico e indifferente all’irraggiamento solare esterno, così come evita la dispersione del flusso termico dall’interno verso l’esterno. Si sono quindi svolte delle prove sperimentali, grazie al posizionamento di data loggers invernali e attraverso il posizionamento di stufette nei due spazi con diverse caratteristiche di isolamento termico (con e senza isolanti multistrato) ottenendo risultati significativi. Si è poi introdotto un ulteriore esperimento, eliminando le stufette interne come fonte di riscaldamento e sfuttando unicamente l’irraggiamento solare invernale. Entrambi i box sono stati foderati con Actis mentre in uno solo dei due è stato introdotto un pannello con PCM (Phase Change Materials) in grado di accumulare l’energia radiante proveniente dalla finestra per tetti Velux rivolta a sud. I PCM utilizzati sono stati Sali di Glaubert (temperatura target 24 – 26°C) e il rilascio termico ha mostrato anche in questo caso interessanti valori rispetto al box privo di materiali a inerzia termica artificiale.

Applicazione dei sistemi iperisolanti in un edificio residenziale e correzione dei ponti termici

Un’applicazione molto interessante dei sistemi iperisolanti termoriflettenti multistrato Actis avviene nei casi di correzione dei ponti termici sia in edifici esistenti che in edifici che adottino una struttura in c.a. I ponti termici spesso rappresentano un ostacolo alla realizzazione di Edifici Energeticamente Efficienti (EEE) e un’efficace soluzione è stata ideata da Vanoncini SpA in collaborazione con lo Studio Atelier2 di Milano per un edificio residenziale a Brembate di Sopra (BG). Oggetto dell’intervento una villa unifamiliare ad alta efficienza energetica, situata a Brembate (BG), molto compatta e quindi con ottimo rapporto S/V, distribuita su due piani fuori terra. Il progetto, su richiesta della committenza, era caratterizzato da un sistema costruttivo “ibrido” con l’integrazione fra una tradizionale intelaiatura in cemento armato, con primo tamponamento in laterizio, e la tecnologia “ stratificata a secco”, definita ormai in gergo tecnico Struttura-Rivestimento (S/R), che compone l’involucro e gli isolamenti più interni. Le partizioni perimetrali che costituiscono la “pelle” dell’involucro sono composte, dall’esterno, da un cappotto in EPS spessore 100 mm con intonaco sottile di finitura al silicio su reticella in fibra di vetro, applicato a un tamponamento in laterizio forato di spessore 120 mm; verso l’interno, la molteplice stratificazione coibente, è costituita da lana minerale dello spessore 180 mm a densità differenti; infine la stratificazione più interna è composta da due lastre di gesso rivestito con interposta barriera al vapore in lamina d’alluminio. Il pacchetto è in grado di garantire complessivamente un valore di trasmittanza termica U pari a 0,16 W/mq K, ai livelli delle migliori Classi di certificazione energetica. Unico punto debole dell’involucro era la struttura portante in c.a., volume termicamente “parassita”, che interrompe la continuità coibente della “pelle perimetrale”. Come detto, la scelta di un sistema ibrido tra stratificazione a secco del guscio interno e telaio portante in c.a. con un primo tamponamento in laterizio è stata imposta dalla committenza. Pertanto a livello progettuale si è deciso di fasciare tutti i telai mediante isolanti multistrato termoriflettenti di spessore sottile.

Obiettivo: raggiungere lo standard Casa Clima B

In corso d’opera, terminato lo scheletro portante, è inoltre emerso il desiderio di migliorare ulteriormente le prestazioni termoacustiche dell’involucro certificando il manufatto con lo Standard energetico Alto Atesino CasaClima, obiettivo Classe B CasaClima con fabbisogno energetico inferiore a 50 KWh/mq anno. Come detto, Actis è una tecnologia che deriva dal settore aerospaziale, e per questo il materiale è sottile e flessibile ed è stato utilizzato per avvolgere travi e pilastri dell’intero scheletro in c.a. sostituendo di fatto i circa 200 mm di coibente presente nella stratigrafia tipo. Si è utilizzato Actis TrisoSuper9, che ha una resistenza termica R = 5,6 mq K/W ovvero trasmittanza termica “equivalente” U = 0,18 W/mq K (come detto, tale valore è una forzatura per comprendere l’analogia comportamentale, visto che non è definibile un valore mediante il metodo delle piastre calde) ed è stato aggraffato a cantinelle in legno d’abete (sezione 20 x 50 mm) poste sugli spigoli di travi e pilastri, verso il lato interno. Il sistema multistrato, sigillato e con intercapedini d’aria sui due lati di circa 20 mm ciascuna, ha mostrato un comportamento termoriflettente degli strati che lo compongono, verificabile mediante analisi termografica. Sono attualmente in atto applicazioni sperimentali in Italia in pacchetti perimetrali iperisolanti totalmente S/R (con struttura in acciaio), che raggiungono livelli di trasmittanza termica equivalente U = 0,08 W/mq K.

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