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Approfondimento Cappotto Termico

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Il cappotto termico

Isolare termicamente è necessario e indispensabile
: ce lo dicono le normative, ce lo ribadisce la cronaca che riporta il continuo rialzo dei prezzi dei combustibili, e ce lo chiede l'ambiente. Ma isolare si deve in modo effettivo, "reale": la teoria non basta.
Il sistema di isolamento termico costituito da pannelli isolanti applicati sulla facciata, rivestiti da un intonaco sottile armato con rete, e protetti da una finitura a spessore, generalmente chiamato "cappotto", rappresenta sotto molti aspetti il miglior modo di isolare: esso deriva nella sua espressione tecnica moderna da una storia di oltre mezzo secolo fatta di prove, verifiche, e applicazioni, perché il cappotto va compreso nella sua essenza: e cioè pensato, studiato, progettato, prima ancora di essere realizzato.

La tecnica di isolare dall'esterno, cioè di realizzare una barriera termica sull'edificio, contro il freddo d'inverno e contro il caldo d'estate, presuppone precisione e competenza in tutte le fasi del processo edilizio: progettazione, produzione dei componenti, realizzazione, manutenzione.
Troppo spesso nella nostra edilizia siamo abituati tutti (produttori, progettisti, costruttori, applicatori, committenti) a ragionare per "correzioni successive": chi arriva dopo "corregge" e ripara gli inevitabili errori di chi è venuto prima. Ciò fa parte del nostro modo di costruire, del nostro DNA consolidato da secoli.
E così chi realizza le strutture portanti dell'edificio si permette tolleranze (errori) che poi saranno compensati da chi realizzerà i tamponamenti, e poi chi farà gli intonaci cercherà di sistemare i disallineameni, e chi applicherà le finiture cercherà di mettere altre pezze e cerotti. E nel corso della vita utile dell'edificio sappiamo già che qualcuno dovrà montare un ponteggio, prima o poi, per eseguire interventi di una certa entità su una facciata magari finita da pochi anni. Ecco, per il cappotto, tanto per cominciare, non funziona così. Non "può" funzionare così.

Il cappotto richiede precisione, tecnica e progettazione. Un errore nel ciclo del cappotto, sia nella fase progettuale (per es., un errore in un giunto, o l'errata scelta di un materiale isolante, …), sia nella fase realizzativa (per es., un errore di incollaggio dei pannelli, …) il cappotto se lo porta dietro come vizio congenito per tutta la sua vita utile. Gli errori nel cappotto sono difficilmente correggibili. La vita utile del cappotto dipende essenzialmente dall'assenza di errori congeniti.
Tutto ciò non presuppone che per progettare o realizzare correttamente un isolamento termico a cappotto ci vogliano scienziati o artisti del cantiere: è però necessario comprendere alcune elementari regole tecniche, applicative e progettuali, che i ns. tecnici e applicatori Chean sono in grado di mettere a disposizione sul campo per ottenere risultati ottimali per la riqualificazione energetica del Vs. fabbricato, il resto lo faranno i cantieri, e l’esperienza maturata in questi ultimi anni.

La legislazione che governa il risparmio energetico in edilizia sul territorio nazionale è costituita dal Decreto Legislativo n° 311/2006, dal Decreto Legislativo n° 192/2005 e dalla Legge n° 10/1991; i primi due sono i decreti di recepimento della Direttiva Europea n° 02/91 sul rendimento energetico in edilizia e introducono un nuovo approccio alle prescrizioni relative al risparmio energetico degli edifici.

I limiti imposti non riguardano solo l'involucro nel suo complesso e il sistema edificio-impianto, ma anche i singoli componenti: i valori di trasmittanza U massimi [W/mqK] delle strutture opache verticali (pareti), orizzontali (solai e coperture) e delle strutture finestrate.

Tali limiti non riguardano solo gli edifici di nuova costruzione ma interessano anche tutti i casi di ristrutturazione e manutenzione che comportino un intervento sulle parti dell'involucro che delimitano la parte riscaldata.

Gli edifici che rientrano nell'ambito di applicazione sono (secondo le categorie del decreto, attuativo della Legge 10/91, DPR 412/93, ancora parzialmente in vigore):

E. 1 (1) EDIFICI RESIDENZIALI con occupazione continuativa
E. 1 (2) EDIFICI RESIDENZIALI con occupazione saltuaria
E. 1 (3) EDIFICI ADIBITI ad ALBERGO, PENSIONE ed attività similari
E. 2 EDIFICI per UFFICI e assimilabili
E. 3 OSPEDALI, CASE di CURA, e CLINICHE
E. 4 EDIFICI adibiti ad attività RICREATIVE, associative o di culto e assimilabili
E. 5 EDIFICI adibiti ad attività COMMERCIALI
E. 6 EDIFICI adibiti ad attività SPORTIVE
E. 7 EDIFICI adibiti ad attività SCOLASTICHE
E. 8 EDIFICI INDUSTRIALI E ARTIGIANALI riscaldati per il comfort degli occupanti

Per questi interventi è richiesto il rispetto del Decreto Legislativo 311:

1) Interventi di nuova costruzione dell'edificio. 
2) Interventi di ristrutturazione parziale dell'involucro. 
3) Interventi di ristrutturazione integrale dell'involucro. 
4) Interventi di ristrutturazione parziale dell'impianto. 
5) Interventi di ristrutturazione integrale dell'impianto.
6) Interventi di sostituzione del generatore di calore.

Di seguito sono riportate le tabelle con i valori limite di trasmittanza U da rispettare in funzione della zona climatica in cui si deve verificare la struttura.
I valori limite sono da rispettare nei seguenti ambiti di applicazione e nelle seguenti condizioni:

• se l'edificio è di nuova costruzione ed è verificato il rispetto del fabbisogno energetico primario EPi allora i valori devono essere rispettati con una tolleranza (è concesso un aumento del 30%);
• se l'edificio è di nuova costruzione e non è verificato il rispetto del fabbisogno energetico primario EPi allora i valori devono essere rispettati integralmente (questa condizione è applicabile solo se il rapporto S vetrata/S calpestabile < 0.18);
• in tutti i casi di ristrutturazione e manutenzione in cui si interviene sull'involucro. Sono state predisposte tre fasi temporali che riducono nel tempo i limiti delle trasmittanze per aumentare la qualità energetica degli edifici. La zona climatica dipende dal numero di gradi giorno della località: Milano ad esempio è in zona E (2404 gradi giorno), Firenze in zona D (1881), Napoli in zona C (1034).

Oltre alle verifiche imposte dai decreti di recepimento della Direttiva Europea 02/91, viene introdotta la certificazione energetica degli edifici, uno strumento che ha l'obiettivo di sensibilizzare tutti gli attori del processo edilizio in riferimento alle problematiche energetico-ambientali e di introdurre il parametro "efficienza energetica" come valore del mercato edilizio.

La certificazione è uno strumento nato per l'utente, che deve essere in grado di leggerlo e di comprendere la qualità energetica della sua abitazione. Gli strumenti della certificazione sono l'attestato relativo alla unità immobiliare e la targa energetica che si può apporre (o si deve nel caso di edifici pubblici di nuova costruzione) all'esterno dell'edificio.
Nell'attestato viene indicato il fabbisogno energetico primario espresso in kWh/m2anno (edifici residenziali) o kWh/m3anno (edifici non residenziali) relazionato a diverse classi che attestano la qualità energetica dell’edificio in oggetto.
L'unità di misura della certificazione e la classificazione sono le due componenti fondamentali per l'utenza. Nell'attesa che sia indicata un’unica procedura normativa nazionale, soggetti pubblici consapevoli dell'importanza di tale strumento hanno avviato o sviluppato procedure di certificazione.

Il Decreto Legislativo 311 attribuisce allo strumento della certificazione un'importanza notevole per il miglioramento della qualità energetica generale degli edifici e quindi ha sviluppato diverse fasi che prevedono la certificazione energetica non solo degli edifici di nuova costruzione ma anche di quelli esistenti soggetti a trasferimenti a titolo oneroso, ovvero compravendite e locazioni.

Nei casi di:
– edifici di nuova costruzione
– ristrutturazioni integrali degli elementi d’involucro di edifici esistenti con Sutile > 1000 m2
– demolizioni e ricostruzioni in manutenzione straordinaria di edifici esistenti con Sutile > 1000 m2
entro un anno (dall'entrata in vigore del DLgs 311) l’attestato è redatto al termine della costruzione medesima e a cura del costruttore secondo i criteri e le metodologie previsti nei decreti attuativi da emanare.

Per tutti gli altri casi:
- dal 1 luglio 2007 nel caso di trasferimento a titolo oneroso dell’intero immobile per gli edifici con superficie utile > 1000 m2;
- dal 1 luglio 2008 nel caso di trasferimento a titolo oneroso dell’intero immobile con esclusione delle singole unità abitative per gli edifici con superficie utile anche < 1000 m2;
- dal 1 luglio 2009 nel caso di trasferimento a titolo oneroso anche delle singole unità immobiliari

Infine la certificazione è obbligatoria anche per accedere agli incentivi delle leggi finanziarie 2007 e 2008 (e per tutte le successive che prevedono incentivi al risparmio energetico):
- dal 1 gennaio 2007 necessario l'attestato di certificazione energetica per accedere a incentivi e alle agevolazioni di qualsiasi natura fiscali correlati in qualsiasi modo ad intervento sull'edificio, impianti o modalità d'esercizio;
- dal 1 luglio 2007 tutti i contratti, nuovi o rinnovati, relativi alla gestione dell'impianto termico o di climatizzazione degli edifici pubblici devono prevedere la predisposizione dell’attestato entro i primi 6 mesi con esposizione al pubblico della targa energetica.

La casa passiva è uno standard che definisce un edificio che ha un fabbisogno energetico primario per il riscaldamento inferiore a 15 kWh/m2anno e un fabbisogno complessivo (ov vero comprensivo della produzione dell’acqua calda sanitaria e dell’illuminazione) dell’edificio < 45 kWh/m2anno. Lo standard è raggiungibile agendo su tutti i contributi disperdenti dell’involucro e aumentando l'efficienza degli impianti. Il ridotto valore di fabbisogno energetico (Qh) per l'involucro è raggiungibile agendo su tutti i contributi dispersivi e quelli relativi ai guadagni solari; il progettista che voglia realizzare un edificio a basso consumo deve sviluppare accuratamente tutti gli aspetti legati al bilancio energetico degli edifici.

Lo standard delle case passive nasce nei paesi continentali e nordeuropei, un'origine che comporta differenze rispetto al nostro territorio nazionale soprattutto per quanto riguarda il periodo estivo; da una parte in alcune zone il contributo al raffrescamento estivo è elevato e maggiore di quello invernale e quindi andrebbe contemplato nei calcoli, dall'altra la stagione di riscaldamento non è così rigida.
Sul territorio nazionale la casa passiva è generalmente associata a edifici con classe energetica A, A+.

In particolare riferendosi allo standard passiv-haus devono essere rispettate queste indicazioni: Esistono diverse tecnologie relative all’impiego dell'isolamento termico in edilizia: esse si distinguono per il posizionamento dell'isolante all'esterno, all’interno o in intercapedine.

Il posizionamento dell'isolante influisce sulla distribuzione della temperatura (e della pressione di saturazione del vapore acqueo) nella parete.

Dal punto di vista delle prestazioni, l’isolante posto all’esterno ha come effetti principali:
Risoluzione completa dei ponti termici. La disomogeneità di materiale, ad esempio la presenza di pilastri o le travi di bordo in cemento armato, comporta la presenza di ponti termici. I ponti termici hanno come conseguenza un aumento del flusso termico uscente e una diminuzione della temperatura superficiale interna.
L'assenza del ponte termico determinata dalla continuità del materiale isolante posto all’esterno assicura principalmente tre benefici:
1) l'assenza del rischio di condensazione (e muffe) poiché sulla superficie interna la temperatura è sempre maggiore di quella di rugiada;
2) temperatura superficiale interna sensibilmente vicina alla temperatura dell'aria: benessere termico (assenza di moti convettivi, elevata temperatura media operante = (Taria+Tpareti)/2);
3) riduzione delle dispersioni energetiche poiché tutte le strutture sono isolate;
4) ridotto rischio di fenomeni di degrado all'esterno poiché il comportamento della facciata è termicamente uniforme (e dunque senza cavillature, subflorescenze ed efflorescenze).

Attenuazione del flusso termico
Al concetto di capacità termica è associabile il concetto di riduzione del flusso entrante dalla parete opaca. L'irraggiamento solare produce sulla superficie della parete esterna una temperatura maggiore di quella dell’aria esterna, con conseguente aumento del flusso termico entrante.

Sfruttamento dell'inerzia termica della parte massiva della parete
In inverno: la capacità inerziale delle pareti e dei solai di un edificio influisce sull'attitudine dello stesso a sfruttare gli apporti gratuiti, solari e delle sorgenti interne, nel periodo di riscaldamento. Maggiore capacità termica disponibile delle pareti comporta infatti una maggiore possibilità di accumulare calore nelle ore in cui è disponibile (ad esempio durante le ore di irraggiamento o per il funzionamento dell'impianto di riscaldamento) e maggiore possibilità di rilasciarlo nelle ore in cui non è disponibile (nella notte).
Il sistema a cappotto permette di sfruttare la capacità termica della parte muraria pienamente, e in questo modo le temperature che si sviluppano all’interno della parete sono elevate; la muratura è caratterizzata da buone prestazioni inerziali, poiché ha elevati valori di densità [kg/m3] e di calore specifico [J/kgK].

In estate:
nel periodo estivo la capacità di accumulo è utile poiché riesce a imprigionare l'energia che per effetto dell'irraggiamento tende a surriscaldare gli ambienti. L'accumulo avviene nelle ore più calde della giornata e il rilascio nelle ore serali e notturne durante le quali è possibile effettuare la ventilazione. L'isolamento posto all'esterno permette il pieno sfruttamento della capacità termica della parete.

Quiete termica delle strutture poste all'interno
Il sistema a cappotto permette di avere sollecitazioni termiche più contenute sulle strutture di tamponamento e portanti, generalmente caratterizzate da valori differenziali di dilatazione e contrazione termica; il contenimento della variazione delle temperature superficiali esterne sulla muratura, sia nel ciclo giorno-notte che in quello stagionale, evita la possibile fessurazione dovuta ai differenti coefficienti di dilatazione termica del laterizio, del calcestruzzo e degli intonaci.
Il cappotto, con il suo comportamento termoplastico, garantisce uniformità di reazione del sistema rispetto alle sollecitazioni esterne, poiché il coefficiente di dilatazione termica è uniforme e sulla superfice i componenti hanno comportamenti compensati: non si verificano fessurazioni nono stante le elevate differenze di temperatura che si manifestano sul lato esterno della barriera termica.

Buon comportamento igrotermico della parete ai fini della condensazione interstiziali
L'isolamento posto all'esterno comporta che il salto di temperatura avviene nella parte esterna della parete, dove la concentrazione di vapore è diminuita per effetto della resistenza degli strati interni. Nel grafico è rappresentato l'andamento della pressione di saturazione (dipendente dalla distribuzione delle temperature interne) e l'andamento della pressione di vapore (dipendente dalle condizioni al contorno e dalla resistenza dei materiali al passaggio del vapore).
Tale andamento è tipico del sistema a cappotto in regime invernale, e mostra come il rischio di fenomeni di condensazione interstiziale (che si verifica quando le due spezzate si incontrano) è evitato.
Il sistema con isolante all'esterno opportunamente dimensionato elimina le condizioni di condensazione superficiale interna e interstiziale: risanamento igrometrico dell'involucro.

Il sistema composto di isolamento termico dall'esterno costituito da un intonaco sottile applicato su isolante, meglio noto come "cappotto", si basa come visto su comportamenti termoigrometrici, meccanici e fisici precisi. Ciò presuppone regole tecniche, produttive, applicative e progettuali ben definite.
La produzione è regolata da procedure che ne garantiscono la rispondenza ai requisiti fondamentali definiti dalla Direttiva 89/106 sui Prodotti da costruzione.

La Direttiva 89/106, stabilisce i requisiti che un materiale da costruzione deve possedere per poter essere immesso sul mercato.
Tali requisiti sono in particolare:
• stabilità meccanica,
• sicurezza al fuoco,
• igienicità e compatibilità ambientale,
• sicurezza all'utilizzo,
• acustica,
• risparmio energetico,
• durabilità.

I requisiti devono essere posseduti nella misura e al livello richiesto dall’applicazione a cui è destinato il prodotto. In particolare lo strumento per definire tali requisiti è la marchiatura CE dei materiali. Ci sono però prodotti complessi, i "sistemi", che non sono formati da un solo materiale, ma da più materiali e componenti: il sistema di isolamento a cappotto ne è un esempio.
Il sistema è infatti composto da adesivo, fissaggi meccanici, materiale isolante, intonaco, rete, finitura e una serie di accessori.

Per il cappotto l'EOTA (European Organization for Technical Ap provals) ha predisposto le linee guida, denominate ETAG 004, che descrivono le procedure e il tipo di prova a cui deve essere sottoposto ciascun elemento del sistema, e il sistema nel suo complesso, per l'attribuzione di un attestato di idoneità tecnica.
Questo attestato è chiamato ETA (European Technical Approval). L'ETA garantisce che il sistema, nella sua completezza, ha superato una serie di test di laboratorio molto severi, che attestano che esso è adatto all'uso per cui è stato progettato.