PROGETTAZIONE DELL ISOLAMENTO 21

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1 OPERTURE QUADERNO VII operture OPERTURE PIANE Scheda N : PROGETTAZIONE DELL ISOLAMENTO 21 1 Prevenzione dei rischi di condensazione sulle coperture piane Tipi di condensazione Esistono due tipi di condensazione: la condensazione superficiale, compare acqua liquida quando la temperatura superficiale è inferiore alla temperatura del punto di rugiada; la condensazione nella massa (detta anche interstiziale ), l acqua liquida si manifesta quando la pressione del vapore nello strato del materiale interessato supera la pressione di vapore saturo. Per considerare normale il rischio legato a tali condensazioni, bisogna adottare un principio di progettazione delle pareti, come illustrato nella figura 1. Freddo aldo L isolamento termico, qualora abbia uno spessore sufficiente, impedisce le condensazioni superficiali. La presenza di una barriera al vapore posizionata sul lato caldo, prima dell isolamento termico, blocca le molecole di vapore acqueo e impedisce loro di progredire verso la zona fredda attraverso lo strato d isolamento termico e di trasformarsi in acqua liquida all interno di tale strato. opertura calda opertura fredda Barriera al vapore Una copertura può essere distinta in due tipi. opertura calda: non esiste alcuna penetrazione di aria umida proveniente dall esterno tra la superficie dell isolante e il lato inferiore del piano di tenuta all acqua. opertura fredda: un intercapedine ventilata con aria proveniente dall esterno è presente sul lato inferiore del piano di tenuta all acqua e al di sopra dell isolamento termico. Serve a evacuare, mediante tiraggio termico, i condensati in eccesso, suscettibili di manifestarsi nella parte superiore dell isolamento; inoltre serve a prosciugare il supporto del piano di tenuta all acqua, qualora sia necessario. Quando lo strato isolante ha una permeabilità sufficientemente scarsa, è possibile, in certi casi, fare a meno della barriera al vapore. Applicazione alle coperture piane he l elemento portante sia in muratura, in calcestruzzo armato, in calcestruzzo cellulare o in lamiere d acciaio grecate, il tipo normalmente utilizzato è quello della copertura calda (Fig. 2). Isolante Figura 1 Principio di prevenzione dei rischi di condensazione nelle pareti. 169

2 SHEDA N : 21 operture QUADERNO VII Quando l elemento portante è in legno massiccio o in pannelli derivati dal legno, la copertura può essere calda o fredda. Nel caso di una copertura fredda, c è un intercapedine ventilata sull esterno, nella parte inferiore dell elemento portante (Fig. 3). Si presuppone che il legno e i pannelli derivati dal legno siano atti a sopportare una certa umidificazione apportata dall aria esterna e dai condensati che provengono dall interno, nella misura in cui tale umidificazione sia limitata nel tempo. Sulla muratura è possibile progettare una copertura detta tetto rovescio (Fig. 4), nella quale un isolante atto a tale utilizzo è posizionato al di sopra dell impermeabilizzazione, posata in opera direttamente sull elemento portante. In tal caso è l impermeabilizzazione a svolgere il ruolo di barriera al vapore. Di conseguenza è necessario uno zavorramento, per evitare che il complesso voli via. 2 Barriera al vapore La tabella che segue indica la necessità, o meno, di una barriera al vapore, nel caso di isolamento termico, in base all elemento portante è previsto. 170 Impermeabilizzazione Intercapedine ventilata sull esterno Protezione eventuale Impermeabilizzazione Figura 2 Isolamento termico Barriera al vapore Elemento portante Elemento portante in legno o in pannelli derivati omplesso d isolamento termico Protezione Isolamento termico Impermeabilizzazione Elemento portante opertura calda con impermeabilizzazione. Figura 3 opertura fredda con impermeabilizzazione ed elemento portante in legno o in pannelli derivati. Figura 4 Principio di un tetto rovescio.

3 QUADERNO VII operture SHEDA N : 21 Muratura alcestruzzo cellulare Presenza di una barriera al vapore in base all elemento portante Legno Lamiere d acciaio grecate piene (1) Pannelli derivati dal Igrometria bassa o Igrometria alta o legno media (2) molto alta (3) Unabarrieraalvaporesicaratterizzaperlasuapermeanza.Inletteraturanonèprevistauna permeanza massima, ma, in compenso, sono previste disposizioni tecnologiche minime, descritte qui di seguito, in base all elemento portante. Barrieraalvaporesuelementoportanteinmuratura Lamiere d acciaio grecate perforate (1) (4) Sì Sì No Sì Sì (1) Su questo tipo di lamiera è sempre necessario un isolamento termico a supporto dell impermeabilizzazione. (2) Implica un rapporto W/n 5g/m 3. (3) Implica un rapporto W/n > 5 g/m 3. (4) Questo tipo di lamiera è ammessa solo in presenza di bassa o media igrometria. La tabella che segue presenta una sintesi che riguarda la costituzione delle barriere al vapore quando l elemento portante è in muratura. Bisogna comunque sempre consultare la documentazione tecnica dell impermeabilizzazione, che può proporre soluzioni specifiche. ostituzione e posa in opera delle barriere al vapore sull elemento portante in muratura Igrometria e riscaldamento dei locali aso tipico (1) Principio (3) Foglio bituminoso posato in aderenza Foglio bituminoso Pavimenti radianti con lastra che assicurano d alluminio solo una parte del integrata, posato riscaldamento in aderenza Locali con alta igrometria (2) Foglio bituminoso con lastra Pavimenti radianti d alluminio che assicurano la integrata, posato totalità del in semiaderenza riscaldamento on bituminosa + +36S+ Bituminosa Barriera al vapore Senza sotto protezione (3) (4) pesante bituminosa + BE 25 VV 50 saldato (6) bituminosa + BA 40 bituminosa + + barriera al bituminosa + BA vapore in 40 alluminio alluminio bitumato saldato + bituminosa + 36S VV HR perforato nella parte inferiore guarnita di sughero, o ricoperta di ardesia + + barriera al vapore in alluminio bitumato + Senza sotto rivestimento a vista (4) bituminosa + BE 25 VV 50 saldato (6) bituminosa + strato BA 50 TV alluminio ardesiato, saldato Sintetica (5) Foglio polietilene 300 mm min. con giunti legati mediante sigillante butile ammessa bituminosa + bituminosa + schermo perforato schermo perforato con parte inferiore ammessa con parte inferiore pellicola + strato pellicola + A 40 A 50 TV alluminio saldato alluminio a lastre, saldato : prodotto per applicazione a caldo. (1) Per caso tipico si intende: locali sottostanti con bassa o media igrometria, in clima di pianura. (2) Questo caso integra i locali a igrometria molto alta. (3) Nel caso di protezione pesante, è possibile la posa libera indipendente con i soli fogli. Al perimetro della copertura e attorno alle emergenze, la barriera a vapore è saldata sulla guaina liquida bituminosa, per una larghezza minima di 30 cm. (4) Ricoprimento dei fogli su almeno 6 cm. (5) Soltanto con le impermeabilizzazioni in fogli sintetici sotto la protezione pesante o fissata meccanicamente. (6) La lastra BE 25 VV 50 è una lastra di bitume elastomero, con spessore minimo di 2,5 mm, armato con un velo di vetro di 50 g/m

4 SHEDA N : 21 operture QUADERNO VII Barriera al vapore su elemento portante in lamiere d acciaio grecate Nel caso di lamiere d acciaio grecate perforate, la barriera al vapore da posare in opera è una pellicola da associare a un foglio d alluminio di 40 mm, incollata su un velo di vetro di 60 g/m 2 ; tale barriera al vapore è giuntata mediante nastri autoadesivi. Ricordiamo che questo tipo di lamiere è solo in caso di igrometria bassa o media. L'utilizzo di questo tipo di lamiere permette una correzione acustica mediante la presenza di un isolante direttamente a contatto con l ambiente del locale. L isolante acustico, posizionato sotto la barriera al vapore, può essere, quindi: o un sistema completo, descritto in un capitolato d oneri che prova la sua attitudine all uso in vista di essere posato su lamiere d acciaio grecate e di sostenere un isolante di supporto all impermeabilizzazione; o un isolante di supporto all impermeabilizzazione, di scarso spessore. La resistenza termica di questo isolante acustico deve essere limitata, al massimo, a un terzo della resistenza termica dell isolante termico di supporto all impermeabilizzazione posizionato al di sopra della barriera al vapore. Questa esigenza ha lo scopo di limitare il rischio di condensazione nella massa dell isolante termico posizionato al di sopra della barriera al vapore. Nel caso di lamiere d acciaio grecate piene, il tipo di barriera al vapore dipende dall igrometria del locale sottostante. La tabella che segue riassume i casi interessati. Nel caso di igrometria molto alta,la perforazione della barriera al vapore a opera dei fissaggi dell isolante, o dei fissaggi dell impermeabilizzazione è esclusa, per principio, a causa di elevate quantità di vapore che potrebbero passare attraverso il collegamento barriera al vapore-asse del fissaggio. Tuttavia esiste un sistema completo particolare: lamiera d acciaio grecata specifica-barriera al vapore specifica-isolante-impermeabilizzazione bituminosa corredata di Avis Technique del GS 5. In questo procedimento, benché l isolante, o l impermeabilizzazione possa essere fissata meccanicamente, l Avis Technique ammette l utilizzo di fissaggi al di sopra di locali con un igrometria molto alta, quali le piscine e i locali con ambiente regolato, la cui pressione di vapore è limitata a 18 mmhg. 172 Bassaemedia (W/n 5g/m 3 ) Le lamiere d acciaio grecate servono da barriera al vapore Barriera al vapore su lamiere d acciaio grecate piene, in base all igrometria del locale sottostante Igrometria del locale sottostante Alta (5 g/m 3 <W/n 7,5 g/m 3 ) Nastri autoadesivi in corrispondenza dei sormonti delle lamiere d acciaio grecate Schermo riportato in alluminio-bituminoso giuntato Isolante in vetro cellulare incollato con sulle lamiere d acciaio grecate e i cui giunti sono riempiti di BOF (1) Molto alta (7,5 g/m 3 <W/n) Impalcato metallico e schermo di riporto in alluminio-bituminoso giuntato, incollato con Schermo riportato in alluminio-bituminoso giuntato, solo sotto protezione pesante Isolante in vetro cellulare incollato con sulle lamiere d acciaio grecate e i cui giunti sono riempiti di (1) Nota: questa tabella non si applica con un clima di montagna. (1) È la natura dell isolante e la presenza di bitume nei giunti tra i pannelli che permettono di considerare l insieme come impermeabile al vapore.

5 QUADERNO VII operture SHEDA N : 21 Tale soluzione è stata giustificata tenendo conto: della nervatura specifica delle lamiere d acciaio grecato, che permette di diminuire la densità dei fissaggi, con pari depressione del vento; delle particolarità tecniche della barriera a vapore; della filettatura particolare dei fissaggi. Barrieraalvaporesuelementoportanteinlegnoeinpannelliderivati dal legno La tabella che segue riassume le possibilità in base all igrometria del locale sottostante. Bassaemedia (W/n 5g/m 3 ) Barriera al vapore in foglio bituminoso, giuntato: inchiodata a quinconce (1) saldata, o unicamente su pannelli (2) Barriera al vapore su legno e su pannelli derivati dal legno in base all igrometria del locale sottostante Igrometria del locale sottostante Alta (5 g/m 3 <W/n 7,5 g/m 3 ) opertura fredda con l isolamento su soffitto: non esclusa, ma serve uno studio apposito opertura calda isolata: ammessa qualora l alta igrometria sia occasionale (3) Molto alta (7,5 g/m 3 <W/n) Esclusa dal campo di applicazione (1) Nel casi di un rivestimento impermeabilizzante autoprotetto non fissato meccanicamente all elemento portante associato a un isolante non fissato meccanicamente all elemento portante, la tenuta al vento dell insieme è poco conosciuta. In effetti, questa tenuta al vento è legata alla prestazione allo strappo dei chiodi lisci nel legno ed è ritenuta debole; ci si affiderà all esperienza locale. (2) Dopo creazione di un ponte (pontage) tra pannelli. (3) Occasionale significa che l umidità si presenta in maniera intermittente. 3 Isolanti L isolamento è da prevedersi: nella parte inferiore dell elemento portante in muratura. Tuttavia tale tecnica ha provocato danni e guasti considerevoli nella struttura portante sottoposta a sforzi termici elevati (Fig. 5). Quindi è da evitare assolutamente: al di sopra dell elemento portante e sotto l impermeabilizzazione; al di sopra dell impermeabilizzazione posizionata sulla muratura; si tratta della tecnica del tetto rovescio. Natura degli isolanti Gli isolanti più sovente utilizzati sono indicati nella tabella che segue Figura 5 Movimenti della struttura portante isolata termicamente nella parte inferiore. 173

6 SHEDA N : 21 operture QUADERNO VII Schiuma plastica Isolante a base minerale aratteristiche degli isolanti La documentazione tecnica (comprese eventuali certificazioni) solitamente: limita le dimensioni degli isolanti in funzione del loro comportamento rispetto alle proprie variazioni dimensionali e alla propria tendenza all incurvamento; limita l utilizzo degli isolanti, in base alla destinazione della copertura e in funzione della loro classe di comprimibilità, stabilita in seguito a una prova di compressione di una certa durata, a una temperatura di: 60 quando una protezione pesante è da prevedere in modo sistematico; 80 quando l impermeabilizzazione supportata dall isolante può essere autoprotetta; definisce le possibilità di associazione tra pannelli isolanti, per costituire diversi strati, qualora si esiga un alto isolamento termico. La tabella che segue (estratta dal ahier du STB, n. 2662, del giugno 1993) fornisce la corrispondenza tra la classe di comprimibilità e la destinazione della copertura piana. Inaccessibile lasse di comprimibilità e destinazione prevedibile della copertura piana Destinazione prevedibile per la copertura piana Tecnica, salvo i percorsi della navicella Percorso della navicella Accessibile ai pedoni con protezioni diverse dalle solette su piedini Accessibile ai pedoni con protezione mediante solette su piedini Tetto-giardino Accessibile ai veicoli B: bassa; : media; D: elevata. lasse di comprimibilità dell isolante 174 Tipo e natura degli isolanti di supporto all impermeabilizzazione Tipo Natura Simbolo Polistirene espanso Poliuretano Poliisocianurato Schiuma fenolica Polistirene estruso (1) Perlite espansa Lana minerale Vetro cellulare espanso PSE PUR PIR PF XPS EPB MW o LM (1) Il polistirene estruso è il principale isolante attualmente utilizzato per coperture rovesce e non è sempre consigliato in isolamento sotto i rivestimenti impermeabilizzanti. G B D

7 QUADERNO VII operture SHEDA N : 21 Nel caso particolare di una impermeabilizzazione in asfalto, l Avis Technique dell isolante deve, in modo esplicito, prevedere favorevolmente la possibilità del getto d asfalto. Infatti la temperatura del getto, pari a circa 230, può far temere un cattivo comportamento dell isolante, a causa di questo brusco shock termico: incendio, sublimazione, degasaggio ecc. La tabella che segue presenta una sintesi delle caratteristiche più comuni degli isolanti, specificate in base alla loro natura (da verificare comunque rispetto anche alla marcatura E). aratteristiche specificate aratteristiche degli isolanti, specificate in base alla loro natura Massa volumica (kg/m 3 ) Dimensioni abituali (mm) o Massa superficiale del (o dei) paramento eventuale Resistenza in trazione perpendicolare PSE LM EPB Sì (velo di vetro) Variainbase allo spessore Finoa o Sì (bitume, kraft o velo di vetro) Natura dell isolante PUR o PIR (1) PUR (2) G PF XPS o 700 o o Dalla tabella precedente, risulta che gli isolanti in schiuma plastica sono sensibili al calore umido e che gli isolanti in lana minerale sono sensibili all umidificazione. Principi di posa in opera degli isolanti sotto protezione pesante Quando l impermeabilizzazione è sotto protezione pesante, l isolante è posato solitamente secondo le indicazioni della tabella che segue; bisogna però sempre consultare la documentazione tecnica dell isolante e dell impermeabilizzazione. 120 o Sì (bitume) Sì Sì Sì Iniziale Sì Sì Sì Sì Sì Sì Sì Sì In seguito a immersione di 2h Dopo 24 h a 70 e 95% UR Sì Sì (3) Resistenza alla flessione Sì Variazioni dimensionali Stabilizzazion eax (4) + 24ha20 7giornia70 e 95% UR +24ha20 Sì (5) Sì (5) Sì 1,2 mm/m Incurvamento (6) (7) (6) (7) Variazioni dimensionali dopo 1giorno a70 e 95% UR Sì 3 mm/m Sì 5 mm/m Sì 3 mm Sì 5 mm/m Sì Sì 10 mm Sì (8) Sì Sì (8) (1) Sotto rivestimento impermeabilizzante autoprotetto. (2) Sotto protezione pesante. (3) Nel caso in cui l isolante sia fissato meccanicamente e supporti un rivestimento legato all isolante, la specifica dice che la resistenza dovrebbe essere metà della resistenza iniziale. (4) X = 60 sotto protezione pesante e X = 80 sotto autoprotezione per i poliuretani; X = 70 per la perlite; X = 60 per il polistirene estruso. (5) Il tempo di maturazione dei pannelli PSE dovrebbe essere di almeno 3 settimane. (6) Se l isolante è rivestito. (7) Per i pannelli di dimensione mm. (8) La schiuma fenolica è molto difficile da trattare e molto corrosiva; in ogni angolo del pannello è opportuno prevedere un fissaggio di resistenza alla corrosione di almeno 2 cicli Kesternich. 175

8 SHEDA N : 21 operture QUADERNO VII Principi di posa in opera degli isolanti sotto impermeabilizzazione autoprotetta Quando l impermeabilizzazione è autoprotetta, l isolante è posato solitamente in base alle indicazioni della tabella che segue; bisogna però sempre consultare la documentazione tecnica dell isolante e dell impermeabilizzazione. 176 Principio di collegamento degli isolanti sotto impermeabilizzazione sotto protezione pesante Natura PSE PUR con paramento in carta PUR con paramento minerale PUR con paramento velo di vetro bitumato, o kraft-alluminio Perlite fibrata omposto perlite-schiuma fenolica Vetro cellulare Lana minerale Schiuma fenolica Impermeabilizzazione sotto protezione olla PU raffreddato olla PU olla PU base di leganti idraulici specifici dell isolante: 1 a ogni angolo : prodotto per applicazione a caldo (bitume ossidato). In questa tabella la solidarizzazione dell isolante si esegue sulla barriera al vapore, salvo nel caso di fissaggi che sono ancorati nell elemento portante. Gli Avis Technique precisano gli elementi portanti ammessi. Lo strato di destinato all incollaggio è pari a 1,2 kg/m 2 ed è posizionato in zone regolarmente ripartite, salvo per il vetro cellulare, per il quale la quantità di, pari a 3 kg/m 2, è posizionata su tutta la superficie. Le densità e la ripartizione delle plotte, o dei cordoni di colla (bituminosa, o poliuretanica, o anche a base di leganti idraulici) sono menzionate nella documentazione tecnica dell isolante. La posa libera è prevista con qualche precauzione d utilizzo per quel che riguarda il coordinamento della posa dei pannelli, dell impermeabilizzazione e della protezione. Infatti il rischio principale della posa libera è una disorganizzazione, e persino un volare via dei pannelli per un colpo di vento, in fase di posa in opera dei pannelli stessi.

9 QUADERNO VII operture SHEDA N : 21 Tipo di isolante PSE PUR carta PUR paramento minerale PUR velo di vetro bituminato PUR kraft-alluminio Perlite fibrata, nuda omposto perlite fibrata-schiuma fenolica Perlite fibrata, rivestita in bitume Lana minerale nuda Lana minerale, rivestita in bitume Modalità di collegamento degli isolanti sotto impermeabilizzazione autoprotetta Modalità di collegamento in base all elemento portante Muratura e calcestruzzo cellulare freddo (1) freddo (1) freddo (5) freddo (5) Legno e pannelli derivati dal legno Lamiera d acciaio grecata Tipo di impermeabilizzazione Bituminoso, Bituminoso Bituminoso, incollato con autoadesivo saldato Fissato meccanica mente freddo (1) previsto Sì (1) No No Sì freddo (1) previsto Sì (1) Sì (2) No Sì No Sì (4) Sì, su strato di raffreddato No No Sì Sì (4) No Sì (4) Sì su strato di raffreddato (4) No No Sì Sì olle PU (6) Vetro cellulare No Sì Schiuma fenolica previsto previsto Sì, su strato di raffreddato (7) No No No Sì Nota: l incollaggio con dei pannelli isolanti implica una pendenza inferiore al 40%. Sugli elementi portanti in muratura, calcestruzzo cellulare, in legno e in pannelli derivati dal legno, l incollaggio a freddo e l incollaggio dei pannelli isolanti si effettua sulla barriera al vapore. I fissaggi si ancorano nell elemento portante. (1) L incollaggio a freddo dei pannelli PSE o PUR velo di vetro bituminato o PUR kraft-alluminio è possibile nel quadro previsto dalla documentazione tecnica. (2) La solidarizzazione con il pannello si esegue in semindipendenza: o con plotte di attraverso un velo di vetro di 50 g/m 2 ; o per incollaggio a attraverso uno schermo bituminoso perforato. (3) Si distinguono due casi: caso del rivestimento impermeabile fissato meccanicamente: i fissaggi per l isolante permettono di tenerlo fermo nel corso della fase provvisoria ed evitare l eventuale sollevamento di un pannello nel caso di un colpo di vento quando i fissaggi del rivestimento impermeabilizzante non attraversano il pannello; la tenuta al vento dell insieme si ha grazie ai fissaggi del rivestimento impermeabilizzante; caso del rivestimento impermeabile solidarizzato al pannello isolante o al suo paramento, sia che autoadesivo o saldato: i fissaggi del pannello isolante assicurano la tenuta meccanica del complesso contrastando gli sforzi di sollevamento dovuti al vento. (4) L incollaggio a non è previsto che sulla barriera al vapore bituminosa, anch essa incollata a su pavimentazione metallica fissata meccanicamente alle lamiere d acciaio grecate; è la tecnica prevista in caso di locali sottostanti a forte igrometria. (5) Può essere bituminosa o a base di legante idraulico; è descritta specificatamente nella documentazione tecnica del pannello isolante, come anche la sua messa in opera. (6) A oggi non è previsto nessun pannello isolante che preveda la messa in opera dei cordoni di colla poliuretanica sulle lamiere d acciaio grecate. (7) I fissaggi dei pannelli di schiuma fenolica si trovano a ogni angolo del pannello e servono solo a stabilizzarlo contrastando le sue variazioni dimensionali; la tenuta al vento dell insieme è realizzata dai fissaggi del rivestimento impermeabilizzante. Sì Sì No 177