Nella stagione estiva le variazioni di temperatura sono tali da non ritenere il valida l’approssimazione, fatta per la stagione invernale, di regime stazionario. Ragionando in condizioni di regime dinamico la trasmittanza termica U non è sufficiente a descrivere il comportamento della struttura edilizia. In effetti, il calore assorbito dalla superficie esterna, nel periodo estivo, viene progressivamente ceduto agli strati più interni in maniera più o meno veloce, in funzione delle caratteristiche dei materiali costituenti la struttura stessa.
Pertanto, due strutture differenti aventi la stessa trasmittanza termica potrebbero avere un comportamento estivo completamente diverso. Questo è da valutare attentamente specialmente in caso di realizzazione (o riqualificazione) di strutture leggere come i tetti in legno.
Nell'immagine qui sotto si è ottenuta una trasmittanza U pari a 0.133 W/mqK usando 22 cm di un isolante leggero (densità 30kg/mc) molto performante in termini di λ (0,031W/mK). La stessa trasmittanza (U pari a 0,136 W/mqK) è stata ottenuta sostituendo l’isolante leggero con 27 cm di un altro isolante meno performante in termini di conducibilità (0,039W/mK) ma con maggiore densità (160kg/mc).
La qualità estiva di una soluzione tecnologica può essere valutata in riferimento alla sua capacità di “opporsi” alle sollecitazioni climatiche esterne: ovvero la struttura deve modificare il più lentamente possibile la sua temperatura rispetto alle variazioni della temperatura dell’aria esterna o interna.
La grandezza che meglio descrive il comportamento estivo è "L’INERZIA TERMICA", cioè la capacità della struttura di trattenere il calore (il più a lungo possibile) e cederlo all’ambiente interno in tempo successivo attenuando l’ampiezza dell’onda termica stessa. L’inerzia termica viene rappresentata con mediante due valori che sono rispettivamente lo SFASAMENTO TERMICO (“φ”, espresso in ore, maggiore è meglio è) e il COEFFICIENTE DI ATTENUAZIONE (“fa”, compreso tra 0 ed 1, più piccolo è meglio è).
Nell’esempio si nota che la soluzione 1 sebbene impieghi un isolante performante in termini di λ non raggiunge condizioni di comfort estivo in quanto sia lo sfasamento sia l’attenuazione non sono ottimali.
Al contrario la soluzione 2 mostra un comportamento estivo nettamente migliore come mostra l’elevato sfasamento termico e la bassissima attenuazione.
LIMITI NORMATIVI PER L’ISOLAMENTO ESTIVO DELLE STRUTTURE – LA TRASMITTANZA PERIODICA Yie
Tra le verifiche previste, la legislazione impone per gli edifici realizzati in località con caratteristiche di irradianza solare > 290 W/m2 che gli elementi opachi costituenti l’involucro siano dotati di una certa inerzia termica tale da limitare l’energia necessaria alla climatizzazione estiva e il surriscaldamento degli ambienti.
Il parametro di riferimento impiegato è la trasmittanza termica periodica Yie (W/m2K) e tanto più è bassa, tanto maggiore sarà la capacità di smorzare e sfasare l’onda termica entrante.
Nella tabella 6 sono riportati i imiti di trasmittanza termica periodica Yie in vigore da ottobre 2015.
A nostro avviso, verificare il comportamento estivo esclusivamente per mezzo della trasmittanza termica periodica Yie potrebbe portare ad un risultato non ottimale. Nell’esempio infatti sebbene la soluzione 1 verifichi ampiamente il limite normativo le condizioni, come già rilevato, non sono ottimali in termini di sfasamento e attenuazione.
Affinché una struttura possa garantire condizioni di comfort, riteniamo che la classe prestazionale da raggiungere secondo il D.M. 26/06/09 sia la classe III con uno sfasamento minimo di 8 ore.
| Tabella 6 - Limiti di trasmittanza termica periodica Yie in vigore da ottobre 2015 | ||
|---|---|---|
| Strutture | Valore massimo di trasmittanza termica periodica Yie (W/m²K) | In alternativa: valore minimo di massa superficiale (escluso intonaco) Ms (kg/m²) |
| Opache orizzontali | 0,18 | - |
| Opache verticali | 0,10 | 230 |
* Sfasamento: maggiori sono le ore, maggiore sarà l'intervallo di tempo tra l'ora in cui si ha la massima temperatura all'esterno e l'ora in cui si ha la massima temperatura all'interno. Per un buon comfort ambientale interno, lo sfasamento non deve essere inferiore alle 8/12 ore, in modo che il picco di temperatura sulla superficie interna si verifichi nelle ore notturne. In questo modo si possono ventilare gli ambienti con l'aria esterna diminuendo così i consumi per la climatizzazione.
** Attenuazione dell'onda termica: indica la riduzione dell'ampiezza dell'onda termica nel passaggio dall'esterno all'interno. Un coefficiente di attenuazione "fa" pari a 0 significa che la temperatura superficiale interna rimane praticamente costante e non risente delle variazioni di temperatura della superficie esterna. Viceversa, un coefficiente "fa" pari a 1 significa che la temperatura superficiale interna varia allo stesso modo di quella superficiale esterna. Per le condizioni di comfort la temperatura superficiale interna deve rimanere costante. Infatti la nostra sensazione di caldo (o freddo) è legata non tanto alla temperatura dell'aria (dell'ambiente interno), ma alla temperatura operante che è la media tra la temperatura dell'aria e quella delle superfici (pareti, pavimenti e soffitto). Quando la temperatura operante varia avvertiamo caldo (o freddo) anche se la temperatura dell'aria rimane costante. Pertanto è evidente che, ai fini del benessere abitativo, è bene che il coefficiente "fa" sia il minore possibile.
| Sfasamento* (ore) | Attenuazione** | Prestazioni | Qualità involucro |
|---|---|---|---|
| ϕ > 12 | fa < 0,15 | ottime | I |
| 12 > ϕ > 10 | 0,15 < fa < 0,30 | buone | II |
| 10 > ϕ > 8 | 0,30 < fa < 0,40 | medie | III |
| 8 > ϕ >6 | 0,40 < fa < 0,60 | sufficienti | IV |
| ϕ < 6 | fa > 0,60 | mediocri | V |
PER SAPERNE DI PIÙ SUL COMPORTAMENTO DEGLI ISOLANTI IN ESTATE
Ciò che isola bene in inverno non è detto che faccia altrettanto in estate. Uno dei parametri che descrive il comportamento estivo dell’isolante è la "DIFFUSIVITA’ TERMICA" α [m2/s] che rappresenta la velocità alla quale il calore si diffonde dalla superficie esterna verso quella interna del materiale e mette in relazione la λ con la capacità termica. Più bassa è la diffusività termica più lentamente il calore attraversa il materiale e quindi migliore è il comportamento estivo.
