Il concetto di Isolamento termico

Nel mondo delle costruzioni, l’isolamento termico è indispensabile sia dal punto di vista di comfort e benessere che sotto l’aspetto ecologico e igienico.
L’obiettivo è quello di preservare la costruzione da danni strutturali e ridurre al minimo il consumo di energia.

Conduttività termica (ʎ, unità di misura: W/(m*K):

è una proprietà specifica delle sostanze e indica la quantità di calore che in un’ora passa attraverso uno strato di materiale spesso un metro, quando su entrambe le facce si ha una differenza di temperatura di un K. Stando al secondo principio della termodinamica, il flusso di calore è diretto sempre nella direzione della temperatura più bassa.
La conduttività termica è quindi una proprietà specifica del materiale, usata per caratterizzare il trasporto di calore stazionario.

Vi sono dei materiali costruttivi che conducono bene il calore come ad esempio i metalli, mentre isolanti, gesso e legno sono materiali con bassa conduzione termica.

Trasmittanza termica (U):

rappresenta la quantità di calore scambiato per unità di superficie e di temperatura attraverso una struttura che separa due ambienti. Si misura in W/m2K.
È proporzionale alla quantità di energia scambiata per trasmissione (maggiore la trasmittanza, maggiore la dispersione termica).
È un buon indicatore per rappresentare il “livello di isolamento” di una struttura dell’involucro edilizio.

U=1/R tot

Tipologie di strati che si possono incontrare:

– Resistenze superficiali
– Resistenze di strati omogenei
– Resistenze di strati non omogenei
– Resistenze di intercapedini d’aria

Strato termicamente omogeneo: (secondo UNI EN ISO 6946)

Strato di spessore costante avente proprietà termiche che possono essere considerate come uniformi.

R=d/ʎ

con:
R = resistenza termica dello strato omogeneo
d = spessore dello strato lungo la direzione del flusso termico
ʎ = conduttività termica

Benessere termico

Per tutte le nuove costruzioni, demolizione e ricostruzione, è garantito il benessere termico e di qualità dell’aria interna prevedendo condizioni conformi almeno alla classe B secondo la norma UNI EN ISO 7730 in termini di PMV (Voto Medio Previsto) e di PPD (Percentuale Prevista di Insoddisfatti).
Entrambi sono ricavati sulla base della sensazione termica media statistica di un vasto gruppo di persone in condizioni controllate.

Verifiche termoigrometriche:

Il DM 26/6/2015, All.1 Art. 2.3 comma 2 prevede:
Nel caso di intervento che riguardi le strutture opache delimitanti il volume climatizzato verso l’esterno, si procede in conformità alla normativa tecnica vigente (UNI EN ISO 13788), alla verifica dell’assenza:

• di rischio di formazione di muffe, con particolare attenzione ai ponti termici negli edifici di nuova costruzione;
• di condensazioni interstiziali.

Le condizioni interne di utilizzazione sono quelle previste nell’appendice alla norma sopra citata, secondo il metodo delle classi di concentrazione. Le medesime verifiche possono essere effettuate con riferimento a condizioni diverse, qualora esista un sistema di controllo dell’umidità interna e se ne tenga conto nella determinazione dei fabbisogni di energia primaria per riscaldamento e raffrescamento.

Per la verifica della condensa interstiziale si procede in conformità alla normativa tecnica vigente (UNI EN ISO 13788). Si ritiene che la condensazione interstiziale possa considerarsi assente quando siano soddisfatte le condizioni poste dalla norma, ovvero la quantità massima ammissibile e nessun residuo alla fine di un ciclo annuale. Tale norma definisce infatti la quantità ammissibile di condensa presente in un elemento al termine del periodo di condensazione. Tutta la condensa formatasi all’interno di un elemento deve sempre evaporare completamente alla fine di un ciclo annuale.

Sfasamento termico:

indica la differenza di tempo fra l’ora in cui si registra la massima temperatura sulla superficie esterna della struttura, e l’ora in cui si registra la massima temperatura sulla superficie interna della stessa. Il valore deve essere non minore di 10 ore nelle zone con climi estivi più impegnativi.

Gli effetti positivi dell’inerzia termica sono quantificabili attraverso il parametro dello sfasamento e attraverso quello del fattore di decremento o attenuazione, che rappresenta il rapporto tra la variazione di temperatura esterna ed il flusso che è necessario somministrare all’interno per mantenere costante la temperatura interna. In tal senso esso può essere assunto come “indice delle dispersioni termiche” (o, meglio, dei consumi).

Il Decreto Ministeriale del 26 Giugno 2015, recante il Regolamento che definisce le metodologie di calcolo e i requisiti minimi per la prestazione energetica degli edifici e degli impianti termici, permette l’utilizzo di tecniche costruttive e di materiali aventi bassa massa, purché questi permettano di contenere le oscillazioni della temperatura degli ambienti, in funzione dell’andamento dell’irraggiamento solare. La massa, infatti, non è l’unico mezzo per garantire il benessere estivo: anche l’elevata resistenza termica o il ricorso a strutture con intercapedini ventilate possono garantire pari o migliori prestazioni rispetto alla massa.

La nuova impostazione del DM 26/06/2015 prevede che, tenendo fermi i limiti di trasmittanza termica (U) nelle varie zone climatiche e i valori di irradianza al suolo, già previsti dal D.lgs. 192/05, si valutino parametri e prestazioni diverse per le pareti e le coperture che si trovano in tutte quelle aree con irradianza maggiore di 290 W/m² nel mese di massima insolazione (ad esclusione della zona climatica F):

1. Per pareti verticali, non orientate a Nord, Nord/Ovest, Nord/Est, il progettista può scegliere se adottare strutture dotate di massa superficiale superiore ai 230 kg/m² o strutture caratterizzate da un valore di trasmittanza termica periodica < 0.10 W/m²K.

2. Per pareti opache orizzontali ed inclinate è invece previsto il solo rispetto del limite della trasmittanza termica periodica < 0.18 W/m²K.

La Trasmittanza termica periodica (Yie), non è altro che un parametro che esprime la capacità di un componente edilizio di attenuare e sfasare nel tempo il flusso termico proveniente dall’esterno che lo attraversa nell’arco delle 24 ore: è una delle proprietà termo-dinamiche che caratterizza l’inerzia termica dell’involucro edilizio e gioca un ruolo importante nei confronti dei carichi termici esterni che lo attraversano. Le strutture verticali non oggetto di irraggiamento solare consistente (quadrante nord, nord-est e nord-ovest) sono escluse dal rispetto di tali limiti.

Come isolamento termico in coperture leggere, vengono spesso impiegati materiali caratterizzati da elevata massa superficiale, perché spesso permettono di raggiungere il valore di massa superficiale stabilita. Questo argomento oggi non ha più ragione d’essere poiché nelle coperture i valori che vanno rispettati sono solo 2, bensì il valore limite 2010 di U e il valore di trasmittanza periodica Yie >0,18 W/m²K.

In conclusione, isolanti termici come il poliuretano espanso ed il polistirene estruso, facendo i calcoli opportuni della trasmittanza termica periodica, Yie, si potranno tranquillamente impiegare anche laddove vi sia il problema della massa e, ricordiamoci, con il vantaggio di avere valori di conducibilità termica nettamente migliori di quelli di molte altre tipologie di isolanti termici.

Resistenze di strati non omogenei:

componenti che non rientrano nella definizione di “strato omogeneo”.
In questi casi il valore di resistenza è fornito direttamente dalle norme (UNI 10355, UNI EN 1745) o dai produttori come RD dell’intero componente in opera.

Resistenze di intercapedini d’aria:

La norma UNI EN ISO 6946 descrive tre procedure di calcolo in base al tipo di ventilazione nell’intercapedine che viene determinato attraverso una valutazione dell’area di ventilazione Av: non ventilate (Av < 500 mm² ), debolmente ventilate (500 mm² < Av < 1500 mm² ) o fortemente ventilate (Av > 1500 mm² ).

– Intercapedine non ventilata:
Il valore di resistenza da attribuire all’intercapedine è tabellato e dipende dalla profondità dell’intercapedine e dalla direzione del flusso termico.

– Intercapedine fortemente ventilata:
in questo caso la presenza dell’intercapedine incide sull’individuazione degli strati dell’intera struttura da considerare nel calcolo.
La presenza dell’intercapedine, infatti, è valutata come segue:

1. 1. gli strati che partecipano al calcolo della trasmittanza sono solo quelli che separano l’ambiente interno dall’intercapedine (quindi sono esclusi tutti gli strati dall’intercapedine verso l’ambiente esterno).

   2. l’effetto della ventilazione è valutato a forfait attribuendo a R se il valore di R si

– Intercapedine debolmente ventilata:
la resistenza termica totale di un componente con intercapedine d’aria debolmente ventilata può essere calcolata considerando la resistenza termica totale con intercapedine d’aria non ventilata e resistenza termica totale con un’intercapedine d’aria fortemente ventilata.

Tenuta all’aria:

In tutte le unità immobiliari riscaldate è garantito un livello di tenuta all’aria dell’involucro.
Tra le richieste i valori n50 da rispettare, verificati secondo norma UNI EN ISO 9972, sono i seguenti:

• Per le nuove costruzioni:

n50: < 2 – valore minimo
n50: < 1 – valore premiante

• Per gli interventi di ristrutturazione importante di primo livello:

n50: < 3,5 valore minimo
n50: < 3 valore premiante

Prestazione energetica

I progetti degli interventi di nuova costruzione, di demolizione e ricostruzione e di ristrutturazione importante di primo livello, garantiscono adeguate condizioni di comfort termico negli ambienti interni tramite una delle seguenti opzioni:

a. verifica che la massa superficiale riferita ad ogni singola struttura opaca verticale dell’involucro esterno sia di almeno 250 kg/m² ;

b. verifica che la trasmittanza termica periodica Yie riferita ad ogni singola struttura opaca dell’involucro esterno, calcolata secondo la UNI EN ISO 13786, risulti inferiore al valore di 0,09 W/m²K per le pareti opache verticali (ad eccezione di quelle nel quadrante Nordovest/Nord/Nord-Est) ed inferiore al valore di 0,16 W/m²K per le pareti opache orizzontali e inclinate;

c. verifica che il numero di ore di occupazione del locale, in cui la differenza in valore assoluto tra la temperatura operante (in assenza di impianto di raffrescamento) e la temperatura di riferimento è inferiore a 4°C, risulti superiore all’85% delle ore di occupazione del locale tra il 20 giugno e il 21 settembre.

Oltre agli edifici di nuova costruzione anche gli edifici oggetto di ristrutturazioni importanti di primo livello devono essere edifici ad energia quasi zero. I progetti degli interventi di ristrutturazione importante di secondo livello, riqualificazione energetica e ampliamenti volumetrici non devono peggiorare i requisiti di comfort estivo. La verifica può essere svolta tramite calcoli dinamici o valutazioni sulle singole strutture oggetto di intervento.

La Relazione CAM, oltre a quanto chiesto nel criterio “2.2.1-Relazione CAM”, include la relazione tecnica di cui al decreto interministeriale 26 giugno 2015 e la relazione tecnica e relativi elaborati di applicazione CAM, nella quale sia evidenziato lo stato ante operam, gli interventi previsti, i conseguenti risultati raggiungibili e lo stato post operam. Per gli edifici storici, la conformità al criterio è verificata tramite gli elaborati indicati nella norma UNI citata.

Per la verifica dinamica oraria del comfort termico estivo la temperatura operante estiva (θo,t) si calcola secondo la procedura descritta dalla UNI EN ISO 52016-1, con riferimento alla stagione estiva (20 giugno – 21 settembre) in tutti gli ambienti principali.

La verifica garantisce quanto segue:
|θo,t -θrif| < 4°C con un numero di ore di comfort > 85%
dove: θrif = (0.33 θrm) +18.8
dove: θrm = temperatura esterna media mobile giornaliera secondo UNI EN 16798-1.

Temperatura operante e il comfort adattivo

La norma UNI EN ISO 13786:2008 descrive i metodi di calcolo per il comportamento termico in regime dinamico dei componenti edilizi. Attraverso questi metodi è possibile simulare l’effetto di una sollecitazione climatica estiva su una struttura opaca e verificarne il comportamento. Si tratta di metodi basati sull’analisi di matrici di trasferimento composte da numeri complessi.

La temperatura operante (Top) è il parametro che traduce la percezione termica di una persona all’interno di un ambiente confinato.

I CAM prevedono tale parametro in collegamento al modello europeo del comfort adattativo in base alla UNI EN 16798-1:2019.
La UNI EN 16798-1:2019 “Criteri per la progettazione dell’ambiente interno e per la valutazione della prestazione energetica degli edifici, in relazione alla qualità dell’aria interna, all’ambiente termico, all’illuminazione e all’acustica” basata sul metodo ASHRAE, propone due formule: una per determinare la temperatura di comfort e una per determinare l’intervallo di accettabilità delle condizioni interne:

ϴ c = (0,33 ϴ rm ) + 18,

Con:
ϴ c è la temperatura di comfort interno ideale [°C]
ϴ rm è la temperatura esterna media mobile giornaliera [°C]

Materiali isolanti termici di involucro

I materiali isolanti termici utilizzati per l’isolamento dell’involucro dell’edificio, esclusi, quindi, quelli usati per l’isolamento degli impianti, devono possedere la marcatura CE, grazie all’applicazione di una norma di prodotto armonizzata come materiale isolante o grazie ad un ETA per cui il fabbricante può redigere la DoP (dichiarazione di prestazione) e apporre la marcatura CE.

La marcatura CE prevede la dichiarazione delle caratteristiche essenziali riferite al Requisito di base 6 “risparmio energetico e ritenzione del calore”.

In questi casi il produttore indica nella DoP, la conduttività termica con valori di lambda dichiarati λD (o resistenza termica RD). Per i prodotti pre-accoppiati o i kit è possibile fare riferimento alla DoP dei singoli materiali isolanti termici presenti o alla DoP del sistema nel suo complesso.

Nel caso di marcatura CE tramite un ETA, nel periodo transitorio in cui un ETA sia in fase di rilascio oppure la pubblicazione dei relativi riferimenti dell’EAD per un ETA già rilasciato non sia ancora avvenuta sulla GUUE, il materiale ovvero componente può essere utilizzato purché il fabbricante produca formale comunicazione del TAB (Technical Assessment Body) che attesti lo stato di procedura in corso per il rilascio dell’ETA e la prestazione determinata per quanto attiene alla sopraccitata conduttività termica (o resistenza termica).

Ponte termico:

è la discontinuità di isolamento termico che si può verificare in corrispondenza agli innesti di elementi strutturali (solai e pareti verticali o pareti verticali tra loro).

Decreto legislativo 10 giugno 2020, n. 48

Attuazione della direttiva (UE) 2018/844 del Parlamento europeo e del Consiglio, del 30 maggio 2018, che modifica la direttiva 2010/31/UE sulla prestazione energetica nell’edilizia e la direttiva 2012/27/UE sull’efficienza energetica.

Decreto 26 giugno 2015

Applicazione delle metodologie di calcolo delle prestazioni energetiche e definizione delle prescrizioni e dei requisiti minimi degli edifici.

Adeguamento del decreto del Ministro dello sviluppo economico, 26 giugno 2009 – Linee guida nazionali per la certificazione energetica degli edifici.

Schemi e modalità di riferimento per la compilazione della relazione tecnica di progetto ai fini dell’applicazione delle prescrizioni e dei requisiti minimi di prestazione energetica negli edifici.

Decreto-legge 4 giugno 2013, n. 63, coordinato con la legge di conversione 3 agosto 2013, n. 90

Disposizioni urgenti per il recepimento della Direttiva 2010/31/UE del Parlamento europeo e del Consiglio del 19 maggio 2010, sulla prestazione energetica nell’edilizia per la definizione delle procedure d’infrazione avviate dalla Commissione europea, nonché altre disposizioni in materia di coesione sociale.

Decreto legislativo 3 marzo 2011, n. 28

Attuazione della direttiva 2009/28/CE sulla promozione dell’uso dell’energia da fonti rinnovabili, recante modifica e successiva abrogazione delle direttive 2001/77/CE e 2003/30/CE.

Incentivi

Decreto-legge 16 febbraio 2023, n. 11, coordinato con la legge di conversione 11 aprile 2023, n. 38

Misure urgenti in materia di cessione dei crediti di cui all’articolo 121 del decreto-legge 19 maggio 2020, n. 34, convertito, con modificazioni, dalla legge 17 luglio 2020, n. 77.

Legge 30 dicembre 2021, n. 234

Bilancio di previsione dello Stato per l’anno finanziario 2022 e bilancio pluriennale per il triennio 2022-2024.

Decreto 6 agosto 2020

Requisiti tecnici per l’accesso alle detrazioni fiscali per la riqualificazione energetica degli edifici – cd. Ecobonus.

Decreto-legge 19 maggio 2020, n. 34, coordinato con la legge di conversione 17 luglio 2020, n. 77.

Misure urgenti in materia di salute, sostegno al lavoro e all’economia, nonché di politiche sociali connesse all’emergenza epidemiologica da COVID-19.