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Valutazioni su prestazioni termiche di strutture opache in regime estivo.

Per sfasamento termico di un componente opaco si intende il tempo (h) che intercorre affinché il picco di temperatura che si verifica sulla faccia esterna della struttura si verifichi sulla corrispondente faccia interna.   

Questo parametro viene indicato per molti materiali eterogenei, quali ad esempio i laterizi, per i quali lo sfasamento termico supera ormai abbondantemente le 12 ore; ciò significa che, in estate, il picco di temperatura che si registra all'esterno della struttura si riproporrà all'interno della stessa (ovvero nell'ambiente interno) dopo oltre 12 ore. La letteratura raccomanda valori di sfasamento superiori alle 12 ore poiché, in questo modo, quando ad esempio in estate il picco di temperatura esterna si raggiunge intorno alle ore 15.00, questo sarà avvertito in ambiente interno verso le ore 3 del mattino, cioè in un momento prima del quale avrò comunque potuto smorzare il calore in ingresso all'ambiente tramite una ventilazione notturna. 

Ma questo parametro non può essere il solo a determinare la qualità di una parete o di una copertura in regime estivo. Infatti, nella pratica costruttiva, pareti o coperture di abitazioni moderne possono avere anche un basso valore di sfasamento termico, senza pregiudicarne la loro efficienza. E ciò grazie alla loro capacità di attenuare il flusso di calore che entra nell'edificio. Accanto allo sfasamento termico, si introduce infatti il cosiddetto fattore di attenuazione 'fa', il quale indica il rapporto tra flusso termico entrante e flusso termico uscente dalla struttura, ovvero ci informa sul potere della struttura di attenuare il calore entrante nella stessa. 

Di seguito si propone un caso concreto:

PARETE COMPOSTA DA:

- laterizio a fori verticali, dotato di sfasamento termico dichiarato pari a 23.7 ore e fattore di attenuazione pari a fa = 0.025: il laterizio di per sé presenta quindi eccellenti valori di sfasamento (tuttavia eccessivi, poiché il picco di calore si verifica pressoché in concomitanza con il picco esterno - in pieno giorno - solo ritardato di quasi 1 giorno) ed un discreto fattore di attenuazione che attenua il flusso di calore entrante di circa 1/40;

- pannello isolante in polistirene, dello spessore di cm. 10, conducibilità pari a 0.031 W/mqK, applicato come cappotto esterno al predetto laterizio.


Da un esame della stratigrafia della parete emerge che lo sfasamento della stessa è molto basso e pari all'incirca a 2 ore. Il relativo fattore di attenuazione è però molto basso e pari a 0.002 e cioè il flusso di calore che entra nell'ambiente è attenuato rispetto a quello esterno di circa 1/200! 

In definitiva, seppur la parete abbia valori di sfasamento molto bassi e quindi l'ambiente interno ne risenta in breve tempo dei corrispondenti picchi di calore esterni, questi risultano così attenuati da non destare preoccupazione. 

La trasmittanza termica periodica esterna Yie (pari al prodotto della trasmittanza moltiplicata per il fattore di attenuazione), rappresenta un parametro indicativo per la mitigazione dei carichi esterni estivi; nel caso in esame, con trasmittanza molto bassa ed un altrettanto basso fattore di attenuazione, si ottengono valori di tale parametro molto bassi (situazione preferibile e richiesta dalle norme). Ricordiamo che la trasmittanza termica rappresenta il parametro che indica la dispersione termica della parete ed è cruciale nella valutazione della stratigrafia in regime invernale; questo valore si riesce ad abbattere facilmente con pochi centimetri di materiale isolante come il polistirene. Per approfondire ulteriormente, consiglio la lettura di questo articolo: https://studiosantoroingegneria.blogspot.com/2020/07/il-raffrescamento-estivo-degli-edifici.html

In conclusione non ho bisogno di strutture massive per ottenere un buon comportamento estivo, bensì avrò bisogno di materiali in grado di immagazzinare una buona quantità di calore (inerzia termica I = densità x conducibilità x cal. specif.) prima di rilasciarlo verso l'interno. 

E' quello che si può ottenere con un materiale dotato di un alto calore specifico (superiore ai 2100 J/KgK), quale il legno! A parità di spessori, l'inerzia termica di un laterizio accoppiato ad una lastra di legno ad alta densità sarà certamente maggiore di quella ottenibile accoppiando il mattone al polistirene. 

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