Il raffrescamento estivo degli edifici: ottimizzazione e risparmio energetico.

Durante il periodo estivo si ricorre al raffrescamento degli ambienti tramite climatizzatori d’aria (macchine frigorifere); è tuttavia possibile progettare ambienti che siano in grado di garantire un elevato comfort ambientale anche d’estate, minimizzando i costi di esercizio relativi al raffrescamento.

Con estremo zelo progettuale si può anche ottenere una casa passiva, cioè con un fabbisogno per il raffrescamento coperto dall’installazione di dispositivi passivi (tecniche costruttive e soluzioni impiantistiche) grazie ai quali non è necessario ricorrere alla climatizzazione degli ambienti mediante il classico processo che prevede l’utilizzo di macchine frigorifere (e quindi l’impiego di energia non rinnovabile).

Per garantire un comfort estivo, in fase di progettazione (nuove costruzioni o ristrutturazione) l’obiettivo principale consiste nel ridurre i guadagni di calore all’interno degli ambienti: ciò può conseguirsi principalmente mediante un’attenta analisi preliminare che comporta una valutazione dell’orientamento dell’immobile (apporti di calore dovuti ad irraggiamento solare) e della scelta dei materiali e dei componenti dell’involucro edilizio (stratigrafie di muri di tamponamento, infissi, pavimenti e solai di copertura). Ulteriori considerazioni e relative soluzioni tecniche saranno poi adottate in merito alla scelta di eventuali sistemi di schermatura e protezione solare.

Per l’involucro edilizio, il criterio di progettazione si basa sulla valutazione di due parametri fondamentali: sfasamento termico e trasmittanza termica periodica. Sulla base di questi parametri è possibile valutare la capacità della struttura di attenuare e sfasare nel tempo il calore proveniente dall’esterno.

Infatti, in estate il calore accumulato dall’involucro viene rilasciato gradualmente all’interno degli ambienti con un ritardo di tempo che attenua e rimanda il picco di calore all’interno; per una struttura di buona qualità, lo sfasamento non deve essere inferiore alle 10 ore.

Poiché i parametri ambientali variano nell’arco delle 24 ore, si ricorre alla valutazione della trasmittanza termica periodica, la quale esprime la capacità di un componente edilizio di attenuare e sfasare nel tempo il flusso termico che lo attraversa nell’arco appunto delle 24 ore; essa caratterizza l’inerzia termica dell’involucro edilizio; minore è tale valore, migliore è la prestazione termica dell’involucro (da normativa < 0.12 e < 0.20 W/mqK, rispettivamente per strutture verticali e orizzontali).

ISOLAMENTO DELL’INVOLUCRO CON CAPPOTTO TERMICO ESTERNO.

Il cappotto termico esterno è attualmente la soluzione più utilizzata per migliorare le prestazioni termiche dell’involucro edilizio, soprattutto nel campo delle ristrutturazioni (e non solo). In effetti questa soluzione, come vedremo più avanti, si rivela essere molto efficace per aumentare sensibilmente il comfort termico invernale ed estivo.

Consideriamo un appartamento residenziale standard ubicato in Puglia, nel Comune di Grottaglie (Ta), disposto al primo ed ultimo piano di un edificio esistente realizzato negli anni ottanta, con due facciate esposte sulla pubblica via. L’involucro edilizio è privo di accorgimenti costruttivi atti a isolare gli ambienti interni dall’esterno; le pareti verticali sono composte da conci di tufo e mattoni forati in laterizio.

Installando un idoneo cappotto termico esterno, lo sfasamento temporale aumenta notevolmente arrivando a valori accettabili o di gran lunga superiori agli standard minimi; peraltro, la trasmittanza termica periodica si riduce drasticamente. L’effetto del cappotto consiste nel creare una barriera al calore esterno, grazie alla quale il massimo flusso di calore che attraversa la struttura nelle ore più calde arriva all’interno con un ritardo temporale di diverse ore. Il fine è quello di ridurre l’escursione termica degli ambienti interni: se il picco di calore si registra tipicamente verso le ore 14, detto calore perverrà negli ambienti interni dopo oltre dieci ore, ovvero durante il periodo notturno, quando le temperature sono più basse, garantendo un sensibile miglioramento del comfort ambientale.

Conseguentemente, dal punto di vista energetico, la riduzione del flusso termico verso l’ambiente interno comporta una riduzione del carico termico annesso ad un eventuale impianto di climatizzazione: un considerevole risparmio energetico può conseguirsi tuttavia solo riservando attenzione all'ottimizzazione termica di tutti i componenti dell’involucro edilizio: muri, solai, pavimenti e infissi; ad esempio, è proprio attraverso quest’ultimi che gran parte del calore può insinuarsi negli ambienti sia per irraggiamento (da qui la necessità di studiare opportuni sistemi di schermatura ed ombreggiamento) che per infiltrazione d’aria (nel caso di infissi obsoleti con alta permeabilità all’aria esterna).