La crisi energetica in corso in questi mesi nel nostro Paese ci spinge a riflettere sul mondo delle costruzioni e sulla progettazione degli edifici nel prossimo futuro, focalizzando sempre di più l’attenzione sulla necessità di ridurre i consumi energetici (di riscaldamento e raffrescamento) grazie all’utilizzo di involucri edilizi performanti.
L’utilizzo di materiali con ridotta massa superficiale caratterizza oggi la progettazione di alcune tipologie di edifici. Spesso però materiali così leggeri a elevata trasmittanza termica periodica non riescono a fermare, o attenuare, l’onda termica. A questo si aggiunge poi la necessità di controllare il comfort degli spazi interni utilizzando sistemi impiantistici che, con la crisi energetica di questo periodo, portano a un inevitabile aumento dei consumi e dei costi.

Milano, area sud di Porta Nuova. Foto: Filippo Poli

Edifici con involucri massivi, costituiti quindi da elementi a elevata massa superficiale e ridotta trasmittanza termica periodica, possono venire in aiuto per ottenere un comportamento invernale ed estivo migliore rispetto a quelli caratterizzati da involucri leggeri. Inoltre, migliori prestazioni dell’involucro edilizio significano minori consumi degli impianti per mantenere la situazione di comfort e minori costi legati al funzionamento.
Uno studio del Politecnico di Milano condotto sul confronto di cinque soluzioni di involucro verticale opaco (quattro soluzioni di involucro dotate di massa e una soluzione di involucro iper-leggera) ha mostrato un comportamento energetico-prestazionale analogo per le alternative dotate di massa e, di contro, un fabbisogno energetico invernale ed estivo superiore per la soluzione iper-leggera, con incrementi variabili fino al 30%.
Il laterizio è un elemento massivo e permette di garantire un corretto comfort termo-igrometrico degli ambienti grazie alle caratteristiche passive del materiale. Esso infatti svolge un ruolo fondamentale nelle prestazioni dell’inerzia termica dell’involucro degli edifici, permettendo di attenuare i picchi di temperatura esterni e interni (legati ad esempio al surriscaldamento dovuto agli impianti di illuminazione, alla radiazione solare entrante o al sovraffollamento degli spazi).
La ricerca odierna delle caratteristiche energetico-prestazionali dell’involucro degli edifici per annullare le dispersioni di calore implica lo studio di alcune proprietà degli involucri massivi.

Cino Zucchi Architetti, complessi residenziali Novetredici e La Corte Verde, Milano. Foto: Filippo Poli.

Capacità termica areica periodica interna
Con il D.M. del 24/12/2015 sui CAM “Criteri Ambientali Minimi” è stata introdotta la capacità termica areica interna periodica per ogni singola struttura opaca dell’involucro esterno degli edifici. È un parametro che descrive il comportamento dinamico dell’involucro esterno considerando la profondità di attraversamento del flusso termico dall’interno. La capacità termica areica interna periodica rappresenta lo spessore della massa termica interna che in estate contribuisce a ridurre le temperature superficiali interne e, quindi, a stabilizzare le temperature degli ambienti.
Pertanto, le pareti ottimali dal punto di vista del comfort sono quelle con capacità termica areica interna periodica più elevata. Questo parametro valorizza le soluzioni costruttive massive rispetto a quelle leggere, riconoscendo il giusto valore “alla massa” in merito al risparmio energetico e al comfort indoor.

Cino Zucchi Architetti, complesso residenziale Novetredici, Milano. Foto: Filippo Poli.

Isolamento termico in inverno
Un altro requisito legato all’involucro esterno massivo realizzato in laterizio è la capacità di garantire un miglior isolamento termico degli spazi durante la stagione invernale. L’isolamento termico non è garantito solo dallo spessore del materiale isolante utilizzato per aumentare le prestazioni energetiche degli involucri esterni degli edifici, poiché il solo materiale isolante non riesce a trattenere il calore prodotto grazie al riscaldamento invernale. Il risultato potrebbe essere la progettazione di un involucro che per evitare problemi di impermeabilità, con la conseguente creazione di muffe o di eccessivo accumulo di umidità, richieda l’installazione nell’edificio di impianti e sistemi di controllo del comfort termo-igrometrico legati a macchine energivore.
Lo studio di pareti massive stratificate realizzate con laterizi, intercapedini d’aria e materiali isolanti abbinati nella giusta misura porta a raggiungere ottimi valori di comfort ambientale e di risparmio energetico. Inoltre, la capacità di una parete di trattenere il calore può essere valutata attraverso due coefficienti: la conduttività termica, ossia il flusso di calore che passa attraverso il materiale di spessore 1 metro per una differenza di temperatura pari a 1°K, e la trasmittanza termica stazionaria, ossia il flusso di calore (in condizione di regime stazionario) che attraversa un elemento strutturale della superficie di 1 m² in presenza di una differenza di temperatura di 1°K tra la temperatura interna di un spazio e la temperatura esterna (o interna di uno spazio contiguo).
Minori sono i valori di conduttività termica e trasmittanza termica stazionaria, migliori sono le proprietà termoisolanti di un materiale.

Isolamento termico in estate
Il cambiamento climatico in atto nelle nostre città richiede di garantire un comportamento energetico efficiente dell’edificio anche durante la stagione estiva. Una parete massiva, realizzata ad esempio in laterizio, riesce a protegge gli spazi interni dal caldo e permette di migliorare il comfort abitativo contenendo i consumi e i costi energetici. La massa del laterizio e la sua conseguente inerzia termica attenuano il flusso termico in entrata, in modo che il calore accumulato nelle ore più calde della giornata raggiunga l’interno degli spazi abitati durante la sera, quando fa più fresco. Viceversa, il fresco accumulato nella notte verrà restituito durante il giorno, quando la temperatura è più alta; questo ritardo nella trasmissione del calore attraverso la parete si misura con il coefficiente di sfasamento. Altri importanti parametri da valutare per garantire un corretto isolamento estivo degli involucri edilizi sono la trasmittanza termica periodica e il fattore di attenuazione.
Il primo parametro, influenzato dalla massa e dal calore specifico dei componenti che costituiscono la soluzione di involucro, valuta la capacità di una struttura di sfasare e attenuare il flusso termico che la attraversa nell’arco di 24 ore, mentre il secondo parametro indica il rapporto tra la trasmittanza termica periodica e la trasmittanza termica in condizione stazionarie.
Minori sono i valori di sfasamento e attenuazione, minore è la trasmittanza termica periodica della soluzione di involucro.