Sfasamento termico

Protezione dal calore in estate

Clima di perfetto benessere anche a temperature estreme

Per quanto possa essere piacevole l'estate, è difficile sentirsi a proprio agio all'interno di stanze con temperature tropicali. I materiali coibenti in fibra di legno FiberTherm assicurano che, anche durante giornate di caldo estremamente intenso, dentro le proprie quattro mura rimanga un piacevole fresco - senza la spesa di un impianto di climatizzazione.

Il nostro clima sta cambiando, su questo non c'è dubbio. È noto che negli ultimi decenni le "giornate tropicali" con temperature superiori a 30°C si sono quadruplicate. Non c'è quindi da meravigliarsi se nell'ambito delle costruzioni nuove e delle ristrutturazioni la protezione dalla calura estiva sta acquisendo un'importanza sempre maggiore. E d'altra parte, chi è mai disposto a sopportare temperature da sauna in tutta casa? Con strutture adeguate e un'attenta selezione dei materiali, tuttavia, è possibile realizzare un clima abitativo piacevole anche nella stagione più calda dell'anno - in modo del tutto naturale.



Un importante punto di approccio è senz'altro costituito da elementi costruttivi non trasparenti, come le pareti o le superfici del tetto. Qui i materiali coibenti in fibra di legno FiberTherm aiutano a lasciare fuori il caldo - anche per i locali sottotetto. Questo perché le mansarde tendono a riscaldarsi molto in estate. Il motivo spesso non è attribuibile semplicemente a un isolamento termico insufficiente del tetto, ma anche alla ridotta capacità di immagazzinamento degli strati dell'elemento strutturale. Molte strutture non riescono ad opporre una resistenza sufficiente all'elevato irraggiamento termico del sole estivo. Il calore riesce a raggiungere i locali abitativi senza grossi ostacoli.

La soluzione è costituita da elementi costruttivi con una massa termica particolarmente elevata, come i materiali coibenti in fibra di legno FiberTherm. Nelle ore pomeridiane assorbono il calore e lo "tamponano" fino alle ore serali, più fresche. Quando finalmente il calore accumulato viene rilasciato, non va più a gravare sulla zona soggiorno, ma può essere deviato all'esterno aerando i locali.

La combinazione di una struttura intelligente e materiali in fibra di legno FiberTherm ad accumulo di calore consente di riportare le temperature a un livello che garantisca il benessere anche nel sottotetto.


Materiale      Peso specif.
apparente
[kg/m³]
Conducibilità
termica
[W/(m*K)]
Calore
specifico
[J/(kg*K)]
Diffusività
termica
a cm²/h
Abete, pino 600 0,13 2500 3
FTH Universal 270 0,048 2100 3
FTH Protect 110 a 265 0,037 a 0,048 2100 3
FTH Special 240 0,046 2100 3
FTH Therm 160 0,039 2100 4
FTH Flex60 60 0,036 2100 15
BetonWood 1350 0,26 1880 22,6
Laterizio pieno 1800 0,8 1000 16
Calcestruzzo armato 2200 1,4 1050 22
Schiumato polistirolo 40 0,040 1380 26
Schium. poliuretanico 30 0,030 1380 26
Lana di vetro 30 0,035 800 52
Acciaio costruz. 7800 58 600 446

Diffusività termica: la protezione dal calore

Per ottimizzare la costruzione è decisiva la scelta del materiale di isolamento. Sono adatti alla protezione dal calore estivo i materiali che assicurano una trasmissione molto lenta del calore, o che abbiano un valore di diffusività termica il più basso possibile. Si tratta di materiali con buone proprietà di isolamento termico, ma che grazie alla loro bassa conducibilità termica coniugano in sé anche una elevata capacità di accumulo (elevato peso specifico apparente ed elevata capacità specifica di accumulo del calore). Molti materiali pesanti, ad es. l'acciaio, hanno caratteristiche isolanti scarse, in quanto possiedono un'elevata conducibilità termica. Con materiali pesanti, che però presentano una buona capacità di isolamento, è possibile ridurre e ritardare notevolmente il trasferimento del calore, ad esempio attraverso il tetto.

I materiali coibenti in fibra di legno Fibertherm presentano un rapporto particolarmente favorevole tra conducibilità termica e il prodotto di capacità di accumulo termico e peso specifico apparente e quindi una bassa diffusività termica a.

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Attenuazione dell'ampiezza e spostamento di fase

Il corrispettivo del valore U per l'isolamento in inverno, per la protezione termica dal calore estivo è rappresentato dall'attenuazione dell'ampiezza e dallo spostamento di fase. Mentre l'attenuazione dell'ampiezza mostra con quale intensità sia possibile ridurre il trasferimento del calore attraverso la componente edile, lo spostamento di fase indica di quante ore viene ritardato il passaggio alle temperature massime.

Con attenuazione dell'ampiezza viene definito il rapporto della fluttuazione della temperatura esterna rispetto a quella interna. Se la temperatura esterna fluttua tra 10 e 40°C e la temperatura interna fra 18 e 21°C, la fluttuazione della temperatura esterna corrisponde a 30K e quella interna a 3K. L'attenuazione dell'ampiezza come rapporto di queste due corrisponde a 10 (=30K/3K). In altre parole: la fluttuazione termica viene attutita di un decimo (10%) nel percorso esterno verso l'interno attraverso l'elemento costruttivo. Si mira ad un'attenuazione dell'ampiezza minima di 10.

Lo spostamento di fase corrisponde al periodo temporale tra il subentrare della temperatura massima all'esterno ed il subentrare della massima temperatura all'interno. Nell'esempio di cui sopra questo corrisponde a 12 ore, estendendosi dalle ore 14.00 alle ore 2.00. Uno degli obiettivi dell'isolamento dal caldo è quello di ritardare il passaggio del calore attraverso il tetto o una parete in modo tale che nel locale venga raggiunta la massima temperatura della giornata solo quando all'esterno è già rinfrescato a sufficienza per poter prevenire il riscaldamento del locale semplicemente con una buona aerazione.

Sfasamento termico Attenuazione dell ampiezza Sfasamento termico Strutture del tetto a confronto

Si deve mirare ad uno spostamento di fase di almeno 10 ore. Una parte del calore accumulato nell'elemento costruttivo viene quindi nuovamente deviata verso l'esterno. Conseguentemente sul fronte interno dell'edificio non si generano gli stessi livelli di temperatura che si hanno sul lato esterno. La regolazione dell'attenuazione della temperatura e dello spostamento di fase è particolarmente importante nel tetto. Nel tetto il rapporto della superficie esterna rispetto alla cubatura è molto sfavorevole. Questo perché i locali sottotetto hanno un'ampia superficie di trasmissione del calore in confronto all'esiguità della cubatura. In estate sotto alla copertura del tetto si generano alte temperature (fino a 80°C), che a loro volta intensificano il riscaldamento dei locali sottostanti. Inoltre, le strutture del tetto molto spesso hanno masse termiche molto ridotte, cosicché si prestano particolarmente all'uso dei materiali coibenti naturali FiberTherm.

Ad eccezione della copertura del tetto e della pannellatura dei locali, la massa termica della struttura del tetto viene generata esclusivamente dal materiale isolante. Ne consegue la grande importanza di definire l'attenuazione dell'ampiezza e lo spostamento di fase con un materiale isolante che presenti una bassa diffusività termica. Si deve tendere a un valore pari a 10 (TAV 10%) per l'attenuazione dell'ampiezza e lo spostamento di fase di almeno 10 ore. Con una temperatura esterna di 35°C sotto alla copertura del tetto possono instaurarsi valori fino a 80°C. Tramite una buona strutturazione degli elementi costruttivi si dovrebbero garantire che con questo carico termico vada a influenzare il clima dei locali interni nel modo più smorzato e dilazionato possibile.


Se in presenza di queste condizioni di calore estivo, si mettono a confronto due tetti con la stessa trasmittanza termica di 0,18 W(m²*K), il tetto con un isolamento in fibra minerale appartiene al gruppo di conducibilità termica 035 con un peso specifico di 20 kg/m³, un'attenuazione dell'ampiezza matematica di 6 ed uno spostamento di fase di 6,8 ore. Sul lato del tetto rivolto verso i locali si calcola un aumento della temperatura di 29°C alle ore 20. Si tratta di una temperatura decisamente troppo alta per un sonno ristoratore. A quell'ora la temperatura esterna si troverà ancora a un livello analogo; di conseguenza l'aerazione non porterà ad alcun sollievo sensibile. Se si sostituisce il materiale isolante a base di fibra minerale con un isolamento in fibra di legno FiberTherm flex con la stessa conducibilità termica e un peso specifico di 50kg/m³, il volume di immagazzinamento del calore dello strato isolante si quintuplica, grazie anche alla massa termica specifica superiore del materiale isolante. Per il tetto stesso l'attenuazione dell'ampiezza si raddoppia passando a 12, mentre lo spostamento di fase migliora di 4 ore, passando a 11 ore. Qui la curva della temperatura da attendersi appare completamente diversa sul fronte dei locali: la temperatura aumenta a un massimo di 21°C e raggiunge l'interno del tetto solo all'1 del mattino. A quest'ora la temperatura esterna è già così bassa che, se questi 21°C dovessero essere di disturbo, potrebbero essere ulteriormente ridotti tramite l'aerazione dei locali.


Ipotesi di andamento nell'arco della giornata


Ipotesi di andamento nell'arco della giornata

Con un andamento della temperatura esterna di 35°C alle ore 14.00 e di 15°C alle 2 di notte sotto alla copertura del tetto si genera una temperatura massima di circa 80°C, che di notte nel migliore dei casi può ridursi a 15°C.


Andamento della temperatura in funzione del cambio di isolamento del tetto


Andamento della temperatura in funzione del cambio di isolamento del tetto

Con i materiali isolanti in fibra di legno FiberTherm si prevengono picchi termici estremi, insteurando sia di notte che di giorno una temperatura ideale per il benessere delle persone.


Protezione dal calore per installazione successiva

Ciò che auspicabilmente per i nuovi edifici fa parte dello stato della tecnica, negli edifici vecchi si può riscontrare solo raramente: una protezione dal calore funzionale. Tuttavia, anche per questo BetonWood offre un sistema di ristrutturazione ideale.

Risanamento del tetto dall'esterno
Risanamento del tetto dall'esterno

La variante di ristrutturazione ideale, se il sottotetto è già stato reso abitabile e non si intende compromettere l'ambiente all'interno.

Una volta rimosso il vecchio manto di copertura, le intercapedini delle travi vengono isolate con un materiale isolante flessibile come FiberTherm flex50 o FiberTherm flex60. Per massimizzare l'effetto isolante, in seguito viene posato anche un pannello rigido di risanamento FiberThermSpecial direttamente sulle travi. Il pannello è idrofobizzato (idrorepellente), in modo che con un semplice intervento è possibile ottenere una tripla funzionalità: secondo strato non idrofilo, tenuta al vento ed effetto isolante.


Calcolo esemplificativo:
con 160 mm FiberTherm flex50 e 60mm di FiberTherm special si ha:
U=0,20 W/m²*K
Spostamento di fase: 14,1 ore.


Vedi soluzioni tetto
Risanamento del tetto dall'interno
Risanamento del tetto dall'interno

In questa variante di risanamento non serve né un'impalcatura, né un rinnovo del manto di copertura esistente.

Una volta rimosso il vecchio rivestimento interno (se presente), le intercapedini delle travi vengono isolate con un materiale coibente flessibile come FiberTherm flex50 o FiberTherm flex60. Per massimizzare l'effetto isolante, mediante una listellatura applicata trasversalmente è possibile montare una coibentazione supplementare. Doppio vantaggio: Questo strato può essere utilizzato come piano di installazione, ad es. per la posa dei cavi elettrici di corpi luminosi a soffitto.


Calcolo esemplificativo:
con complessivi 160 mm FiberTherm flex50 si ha:
U=0,24 W/m²*K
Spostamento di fase: 9,8 ore.


Vedi soluzioni soffitto
Risanamento pareti
Risanamento pareti

Un risanamento duraturo della facciata con molti vantaggi per il design - ed è inclusa anche la protezione dal caldo estivo.

Il grande vantaggio rispetto alle facciate tradizionali in polistirolo: la massa termica superiore agisce anche attivamente contro la proliferazione di alghe sulla facciata. La facciata si raffredda lentamente di notte, in modo che l'umidità dell'aria non possa depositarsi sulla superficie sottoforma di rugiada. In questo modo alle alghe viene meno qualsiasi sostrato di crescita. Per le facciate in legno oppure in clinker, viceversa, vengono proposti FiberTherm universal o FiberTherm special in combinazione con l'isolante flessibile come FiberTherm flex50 o FiberTherm flex60.


Calcolo esemplificativo:
con 100 mm FiberTherm flex50 e 60mm di FiberTherm special si ha:
U=0,24 W/m²*K
Spostamento di fase: 22 ore.


Vedi soluzioni parete