Articolo per Newsletter delle "Coperture", del "Faccia a Vista", Gazzetta dei Solai e IDL novembre 2008

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1 IL LATERIZIO AL SAIENERGIA 2008: gli involucri opachi per il comfort termico ed il risparmio energetico* R. Gulino, ANDIL Associazione Nazionale Degli Industriali dei Laterizi Grazie alla collaborazione tra Ente Fiera Bologna, ANDIL e Facoltà di Architettura di Venezia (Iuav), il laterizio è stato protagonista alla prima edizione di SAIEnergia (Bologna, ottobre 2008) con dei modelli di strutture edilizie a scala reale, rispondenti ai requisiti richiesti dal D. Lgs 311/06 al 2010, esposti nella mostra Tecnologie per l efficienza energetica degli edifici: involucro opaco. In occasione della sua ultima manifestazione fieristica (15-18 ottobre 2008), il SAIE ha ulteriormente arricchito, a Bologna, la proposta espositiva, grazie all inaugurazione della prima edizione di SAIEnergia (Pad. 14), salone dedicato alle fonti rinnovabili, ai materiali ed alle tecnologie a basso consumo per la progettazione ed il costruire sostenibile. Varie sono state le iniziative proposte al pubblico, grazie, tra l altro, ad un efficace coordinamento della nuova iniziativa, che comprendeva esposizioni, forum, workshop, proiezioni, ecc. In particolare, grazie alla fruttuosa collaborazione tra Ente Fiera Bologna, ANDIL (Associazione Nazionale Degli Industriali dei Laterizi) ed IUAV ArTec (Facoltà di Architettura di Venezia), il laterizio era presente all interno della mostra Tecnologie per l efficienza energetica degli edifici: involucro opaco, ubicata nella cosiddetta Piazza dell Energia, con cinque soluzioni stratigrafiche costituite da altrettanti mock-up (modelli reali) che riproducevano soluzioni costruttive di coperture, solai, facciate e murature in grado di soddisfare i limiti energetici imposti dalla specifica normativa con soluzioni tecnicamente evolute. Con puntuale riferimento ai D.Lgs. 192/05 e 311/06, concernenti il recepimento della Direttiva europea sul tema del risparmio energetico e del contenimento delle dispersioni termiche (che hanno imposto nuovi limiti ai valori di trasmittanza termica degli involucri, tabella 1), i modelli reali esemplificativi sono stati opportunamente tarati per risultare già conformi con i livelli fissati per il Valori limite della trasmittanza termica U dal 1/01/2010 (All. C del D.Lgs 311/06) Zone Strutture opache verticali (W/m 2 K) Strutture opache orizzontali o inclinate di copertura (W/m 2 K) A 0,62 0,38 B 0,48 0,38 C 0,40 0,38 D 0,36 0,32 E 0,34 0,30 F 0,33 0,29 Tab. 1 - Trasmittanze limiti di strutture opache verticali, orizzontali e inclinate di copertura secondo i limiti previsti per il 2010 dal D.Lgs 311/06. Le soluzioni massive esposte nella mostra permettono di raggiungere idonei valori di trasmittanza termica, riducendo i consumi energetici per la climatizzazione degli ambienti 1

2 interni in modo decisamente più marcato rispetto ad analoghe strutture, prive di inerzia termica 1. Ma con un valore aggiunto: il comfort termico abitativo. Grazie alla loro capacità di trattenere il calore e di rilasciarlo gradualmente nel tempo consentono di stabilizzare la temperatura interna riducendo sensibilmente, soprattutto in estate, il ricorso agli impianti di condizionamento. In particolare, gli effetti positivi dell inerzia termica sono quantificabili attraverso lo sfasamento dell onda di calore (che esprime il periodo di tempo necessario affinché il calore stesso attraversi la parete e passi nell ambiente interno dell edificio) e il fattore di decremento o attenuazione (un valore adimensionale dato dal rapporto fra il flusso termico massimo della parete capacitiva e il flusso massimo di una ipotetica parete a massa termica nulla). Proprio per sfruttare queste peculiari caratteristiche del laterizio, sono state introdotte disposizioni a livello comunale, regionale e, di recente, anche nazionale (D. Lgs. n. 115 del 30 maggio 2008), inerenti a parametri ed indici edilizi, che consentono lo scomputo degli extraspessori di chiusure verticali ed orizzontali, come forma di incentivo per migliori performance energetiche degli edifici. Poiché soluzioni di involucro con buone prestazioni in inverno e in estate implicano generalmente maggiori spessori, a scapito di minor superficie utile, proprio per questo, allo scopo di promuovere soluzioni più efficienti ed affidabili, è consentito considerare, nel calcolo dei volumi e delle superfici, solo parte dello spessore degli involucri dell edificio. Tutte le soluzioni presentate a SAIEnergia sono caratterizzate da fattori di attenuazione e sfasamento in linea con quanto la ricerca sperimentale considera ottimale. Non esistono, in realtà, prescrizioni normative di valori di attenuazione e sfasamento conformi; possibili riferimenti possono essere comunque tratti dal Protocollo Itaca (al punto Inerzia termica, aprile 2007), in cui è consigliato un valore di sfasamento minimo di 8 ore e un fattore di attenuazione inferiore a 0,35, per ottenere un punteggio corrispondente alla sufficienza in termini di ecosostenibilità. Per la situazione estiva, in letteratura, si riscontra che valori intorno alle 12 ore di sfasamento sono raccomandabili e performanti: in tali circostanze, gli ambienti interni vengono raggiunti dalla temperatura esterna più elevata solo durante la notte, quando ormai la temperatura esterna si è abbassata verso valori minimi. Le stratigrafie presentate, illustrate nel seguito, sono evidentemente solo una parte di quelle realizzabili con i prodotti in laterizio, ma hanno permesso un immediato riscontro da parte del visitatore, sia che fosse un operatore del mondo edile o solo un semplice utente interessato a tematiche che riguardano direttamente il suo portafoglio e la sua salute. Involucri opachi inclinati e coperture in laterizio Il modello stratigrafico tipo, selezionato tra i possibili, per la copertura con manto in laterizio proposta per la zona F è un tetto a falde di tipo ventilato, che può essere utilizzato nel caso di spazio abitabile, in linea dunque con la prassi corrente di rendere vivibile il sottotetto, garantendo condizioni ottimali di comfort interno. La componente strutturale della copertura è costituita da un solaio in laterocemento, al di sopra del quale sono posti i vari strati del pacchetto di copertura e della camera di ventilazione. Nella composizione, sono state tenute in conto le indicazioni della norma UNI 9460 Coperture discontinue. Codice di pratica per la progettazione e l esecuzione di coperture discontinue con tegole di laterizio e cemento. Il manto di copertura può essere realizzato scegliendo tra le molte opzioni che l industria italiana propone per le tipologie in laterizio, ad esempio utilizzando tegole curve (coppi semplici o doppi) o tegole piane (marsigliesi, portoghesi, olandesi, embrici, ecc.). Per la 1 E stata condotta dal dipartimento BEST del Politecnico di Milano una ricerca sul comportamento energetico nel contesto italiano di soluzioni tecniche di involucro massive, con l obiettivo di quantificare il ruolo della massa: su diverse tipologie di edificio e in diverse zone climatiche, a parità di trasmittanza termica e condizioni d uso, è emerso come soluzioni con poca massa richiedano consumi invernali e estivi fino al 30% in più rispetto a soluzioni massive. 2

3 realizzazione del tetto sono, inoltre, disponibili vari pezzi speciali che lo completano: camini, colmi ventilati o reti antivolatile da porre in prossimità delle aperture per la ventilazione (linea di gronda e colmo stesso), indispensabili per il corretto funzionamento della copertura ventilata. Nei calcoli per la determinazione della trasmittanza termica della stratigrafia individuata, sono stati considerati gli strati a partire dall interno e fino a quello di ventilazione. Il manto in laterizio è stato, comunque, tenuto in conto per il computo della massa superficiale Ms del pacchetto copertura, il cui valore deve essere superiore a 230 kg/m 2 in tutte le zone climatiche, ad esclusione della F, per le località nelle quali l irradianza (media mensile) sul piano orizzontale, nel mese di massima insolazione estiva, I m,s, sia maggiore o uguale a 290 W/m 2 (D.Lgs 311/06). La stratigrafia analizzata dallo Iuav presenta una trasmittanza di 0,27 W/m 2 K (il limite per la zona F è di 0,29 W/m 2 K dal 2010), uno sfasamento dell onda termica di circa 15 ore, in grado di garantire prestazioni soddisfacenti sia in regime invernale che estivo, ed una eccellente attenuazione pari a 0,08. Fig. 1 Stratigrafia di copertura ventilata in laterizio. Legenda: 1. strato di rivestimento interno in intonaco di calce-cemento, sp. 15 mm 2. struttura portante in laterocemento, sp mm 3. pannello isolante, sp. 50 mm 4. pannello isolante, sp. 80 mm 5. elemento di gronda 6. listellatura perpendicolare alla linea di gronda, sp. 30x40 mm 7. membrana traspirante impermeabilizzante posata "a corda blanda" sopra la listellatura 8. listellatura parallela alla linea di gronda, sp. 30x40 mm 9. griglia antivolatile di gronda con funzione di rialzo della prima fila di coppi 10. coppi di canale con nasello di aggancio 11. coppi trequarti di coperta con foro nella parte stretta 12. coppi di coperta con foro parte stretta ed elemento per colmo ventilato 13. sistema di ancoraggio meccanico CARATTERIZZAZIONE ENERGETICA* Spessore copertura Resistenza termica totale Trasmittanza termica totale Trasmittanza max D.Lgs. 311 al 2010 Zona F 51,5 cm (sottotegola) 3,93 m 2 K/W 0,27 W/m 2 K 0,29 W/m 2 K 3

4 Attenuazione 0,08 Sfasamento 15 h 13 Tab. 2 Scheda tecnica della stratigrafia di copertura ventilata in laterizio analizzata. Fig. 2 Il modello di copertura ventilata in laterizio con i relativi accessori in scala 1:1. Involucri opachi orizzontali di frontiera e solai in laterocemento La chiusura esterna orizzontale proposta è del tipo a tetto rovescio, con lo strato coibente posto sopra la membrana impermeabilizzante, in modo che questa sia protetta da escursioni termiche, radiazioni ultraviolette ed eventuali danni meccanici. Il tetto può essere del tipo non praticabile, completato all estradosso da uno strato di ghiaia posto come zavorramento sulla membrana impermeabilizzante o, modificando lo strato di finitura esterna, diventare una terrazza praticabile. Nel modello esposto, era presente un pavimento in laterizio calpestabile. Lo strato strutturale è costituito, anche in questo esempio, da un solaio in laterocemento. Questa tipologia, presentando una trasmittanza di 0,33 W/m 2 K, rispetta il valore di trasmittanza imposto dal Decreto 311/06 di 0,38 W/m 2 K per la zona climatica C a partire dal Lo sfasamento di circa 11 ore e 30 minuti è idoneo anche in un clima caldo come quello considerato. L attenuazione è pari a 0,10. 4

5 Fig. 3 Stratigrafia di solaio in laterocemento con pavimento in pianelle di cotto. Legenda: 1. strato di rivestimento interno in intonaco di calce-cemento, sp. 15 mm 2. struttura portante in laterocemento a travetti e blocchi interposti, sp mm di getto di completamento 3. massetto di pendenza in cls alleggerito con argilla espansa, sp. 40 mm 4. strato di barriera al vapore 5. pannello isolante, sp. 80 mm 6. membrana impermeabilizzante 7. strato di ripartizione in calcestruzzo, sp. 50 mm 8. malta di sottofondo, sp. 20 mm 9. pavimentazione in laterizio, sp. 15 mm CARATTERIZZAZIONE ENERGETICA* Spessore copertura 51 cm Resistenza termica totale 3,0 m 2 K/W Trasmittanza termica totale 0,33 W/m 2 K Trasmittanza max D.Lgs. 311 al 2010 Zona C. 0,38 W/m 2 K Attenuazione 0,10 Sfasamento 11 h 34 Tab. 3 Scheda tecnica della stratigrafia di solaio in laterocemento analizzata. 5

6 Fig. 4 Vista del solaio in laterocemento con pavimento in pianelle di cotto. Parete perimetrale verticale multistrato La chiusura esterna verticale multistrato (cosiddetta a cassetta ) è una modalità costruttiva diffusa su tutto il territorio nazionale, contraddistinta dall impiego di elementi di laterizio per murature nelle varie tipologie disponibili (a fori orizzontali o verticali, ad incastro e non, ecc.) che, con le opportune variazioni, è adottabile in tutte le zone previste dal D. Lgs. 311/06. La soluzione proposta nella mostra si presta, anche, ad essere utilizzata come divisione tra unità immobiliari diverse e/o ambienti con diverso grado di clima e/o rumorosità, in quanto rispetta anche i limiti di isolamento acustico previsti dal D.P.C.M. 5/12/1997 (> 50 db). Così articolata, la parete presenta una trasmittanza di 0,27 W/m 2 K (limite in zona F = 0,33 W/m 2 K dal 2010), uno sfasamento dell onda termica di oltre 14 ore ed una attenuazione di 0,12. 6

7 Legenda: 1. strato di rivestimento interno in intonaco civile, sp. 15 mm 2. tamponamento realizzato con elementi forati con dimensioni 120x245x500mm 3. rinzaffo sp. 10 mm 4. strato di isolamento termico, sp. 100 mm 5. tamponamento realizzato con elementi forati con dimensioni 120x245x500mm 6. strato di intonaco civile esterno, sp. 15 mm Fig. 5 Stratigrafia di muratura multistrato con elementi forati in laterizio. CARATTERIZZAZIONE ENERGETICA* Spessore parete 38 cm Resistenza termica totale 3,72 m 2 K/W Trasmittanza termica totale 0,27 W/m 2 K Trasmittanza max D.Lgs 311 al 2010 Zona F 0,33 W/m 2 K Attenuazione 0,12 Sfasamento 14 h 24' Tab. 4 Scheda tecnica della muratura multistrato con elementi forati in laterizio analizzata. 7

8 Fig. 6 Il modello reale di muratura multistrato con elementi forati in laterizio. Parete perimetrale verticale multistrato faccia a vista La chiusura esterna verticale proposta è pensata per un edificio realizzato con struttura portante in calcestruzzo armato, muri di tamponamento con blocchi in laterizio e strato esterno di rivestimento in laterizio faccia a vista. L'inserimento, nel pacchetto murario, di una camera d'aria consente di assicurare lo smaltimento di eventuale umidità nella muratura stessa. L aerazione nell intercapedine può essere alimentata lasciando aperto un certo numero di giunti verticali in prossimità dell attacco a terra e del coronamento dell edificio. La parete presenta una trasmittanza di 0,29 W/m 2 K (limite in zona F = 0,33 W/m 2 K dal 2010), uno sfasamento dell onda termica di circa 17 ore ed una attenuazione di 0,08. 8

9 Legenda: 1. strato di rivestimento interno in intonaco civile,sp. 15 mm 2. tamponamento realizzato con elementi a fori orizzontali con dimensioni 150x250x250mm 3. strato di isolamento termico, sp. 10 mm 4. strato per aerazione, sp. >30 mm 5. strato di rivestimento esterno in mattoni facciavista con dimensioni 55x120x250 mm Fig. 7 Stratigrafia di muratura multistrato con in laterizio faccia a vista. CARATTERIZZAZIONE ENERGETICA* Spessore parete 41,5 cm Resistenza termica totale 3,45 m 2 K/W Trasmittanza termica totale 0,29 W/m 2 K Trasmittanza max D.Lgs. 311 al 2010 Zona F 0,33 W/m 2 K Attenuazione 0,08 Sfasamento 16 h 55 Tab. 5 Scheda tecnica della muratura multistrato con laterizio faccia a vista analizzata. 9

10 Fig. 8 Il modello di muratura multistrato con rivestimento in laterizio faccia a vista. Parete perimetrale verticale monostrato La chiusura esterna verticale in muratura monostrato può essere semplice od armata, di tamponamento o portante. Si è scelta, come esempio espositivo, una stratigrafia con blocchi in termolaterizio ad incastro, rettificati, priva di strato di isolamento. Nel progetto della soluzione costruttiva, nel caso di struttura in c.a., bisognerà tenere conto della presenza dei pilastri in calcestruzzo, per i quali sarà opportuno prevedere un sistema per l eliminazione di possibili ponti termici, ad esempio, mediante la predisposizione di uno strato isolante sul lato esterno, che verrà in seguito intonacato. La soluzione in muratura monostrato è adottabile, variando lo spessore, in qualsiasi zona dell Italia: 41 cm sono sufficienti ad assicurare una trasmittanza di 0,30 W/m 2 K, (limite zona F = 0,33 W/m 2 K dal 2010), uno sfasamento dell onda termica di circa 21 ore ed una attenuazione di 0,03. 10

11 Legenda: 1. strato di rivestimento interno in intonaco termico, sp. 15 mm 2. strato di tamponamento in blocchi di termolaterizio rettificato ad incastro con dimensioni 38 x 25 x 21,9 cm 3. strato di intonaco termico, sp. 15 mm Fig. 9 Stratigrafia di muratura monostrato con blocchi in termolaterizio. CARATTERIZZAZIONE ENERGETICA* Spessore parete 41 cm Resistenza termica totale 3,33 m 2 K/W Trasmittanza termica totale 0,30 W/m 2 K Trasmittanza max D.Lgs. 311 al 2010 Zona F. 0,33 W/m 2 K Attenuazione 0,03 Sfasamento 21 h 22 Tab. 6 Scheda tecnica della muratura monostrato con blocchi in termolaterizio analizzata. 11

12 Fig. 10 Muratura monostrato con blocchi in termolaterizio. Figg L insieme dei mock-up in laterizio nella Piazza dell Energia. *Dati tratti dalla ricerca effettuata presso la Facoltà di architettura dell Università IUAV di Venezia.Coordinamento scientifico: F. Peron e V. Tatano.Gruppo di lavoro: E. Carattin, M. Franz, S. Luciano. 12