In termini di piacevolezza termica degli ambienti, durante tutto l'anno e nelle differenti stagioni, è necessario concentrarsi su due tematiche fondamentali: il risparmio energetico e il comfort abitativo. Mentre il comportamento invernale dei sistemi di isolamento, e della stratigrafia edilizia in generale, è un parametro facilmente stimabile con i comuni software, il calcolo delle prestazioni durante il periodo estivo è difficilmente prevedibile e dettagliabile a causa della complessità degli scambi termici e alla variabilità dei parametri che entrano in gioco.
Per questo Brianza Plastica ha affidato al Politecnico di Milano una campagna sperimentale coordinata dall’ingegnere Graziano Salvalai, ricercatore presso l’ateneo milanese, finalizzata a misurare in opera la performance di diverse soluzioni isolanti, utilizzando dei moduli di test che hanno messo a confronto la soluzione di isolamento termico ventilato ISOTEC PARETE con isolanti più o meno massivi non ventilati, nelle stesse condizioni di utilizzo e con registrazione simultanea dei dati. Ciò ha permesso di poter valutare l’apporto della ventilazione nel periodo estivo, attraverso dati reali perfettamente comparabili.
Il box-test e lo svolgimento della sperimentazione
Per effettuare i test è stato realizzato un box sperimentale costituito da 2 moduli adiacenti con struttura in legno CLT (Cross Laminated Timber), di uguale geometria e di equivalente prestazione termica (conduttanza termica U [W/m2K]) e capacità termica volumetrica. Le due sezioni gemelle del box sono state isolate una con ISOTEC PARETE e l’altra, a seconda dei casi, con isolanti a varia densità. Le misurazioni sono state eseguite mediante l’istallazione di sensori per la misura dei livelli di temperatura in più punti della stratigrafia. L’elemento distintivo del sistema ISOTEC PARETE, rispetto alle altre soluzioni isolanti soggette ai test, è la presenza della lama di ventilazione che lavora in sinergia con il rivestimento avanzato, il quale si trova separato dallo stato coibente dalla presenza del correntino a cui è ancorato.
La sperimentazione si è svolta in 4 fasi, ciascuna delle quali eseguite in un periodo differente della stagione estiva, e ha monitorato sia le temperature superficiali e ambientali interne, esterne e delle intercapedini, sia i flussi energetici.
TEST 1: confronto fra soluzioni termiche ventilate e non ventilate “leggere” in fase estiva
Nel primo test, eseguito nella seconda metà di luglio 2016, sono messe a confronto soluzioni costruttive isolate con due sistemi cosiddetti “leggeri” (densità 40 kg/m3) ovvero il sistema termico ventilato ISOTEC PARETE con anima in poliuretano espanso spessore 120 mm, al cui correntino metallico è stato fissato un rivestimento in lastre di cemento fibrorinforzato finito a intonaco, e un sistema a cappotto con pannelli in EPS da 160 mm di spessore senza camera di ventilazione, rifinito con rete portaintonaco e rasante. I risultati evidenziano come, nel box isolato con ISOTEC PARETE, l’apporto della ventilazione, in combinazione con lo schermo protettivo avanzato, determina una riduzione delle temperature superficiali dello stato isolante rispetto al box EPS, pari in media a 11-15 °C. Inoltre, a parità di trasmittanza invernale e comportamento estivo di calcolo, i dati rilevati nella soluzione con ISOTEC PARETE registrano un miglioramento di 3 ore dello sfasamento dell’onda termica sulla superficie interna dell’isolante.
TEST 2: confronto fra sistemi termoisolanti leggeri e massivi: l’apporto della ventilazione
Il secondo test, eseguito dal 7 settembre al 5 ottobre dello stesso anno, ha messo a confronto stratigrafie similari al primo test, ma con un isolamento massivo non ventilato in lana di roccia di spessore 200 mm, al posto dell’isolamento leggero in EPS, posto in parallelo al sistema ventilato ISOTEC PARETE sempre da 120 mm. Anche in questo caso si sono ottenuti risultati simili alla prima fase di test, in cui le temperature superficiali dello strato isolante di ISOTEC PARETE sono risultate in media 13-14 °C inferiori rispetto alla soluzione in lana di roccia, mentre lo sfasamento dell’onda termica è risultata sostanzialmente uguale in entrambi i materiali (10/11 ore), dimostrando l’efficacia della presenza della ventilazione in relazione al materiale meno massivo (poliuretano).
TEST 3 e 4: confronto fra il sistema isolante ventilato “leggero” e sistema “massivo” non ventilato con l’attivazione di impianti di estrazione e raffrescamento dell’aria
I due test successivi, condotti nell’estate dell’anno seguente, hanno visto il confronto fra le stesse stratigrafie del test 2 con il sistema ventilato ISOTEC PARETE di 120 mm di spessore, affiancato a un sistema “massivo” con isolante in lana di roccia non ventilato da 200 mm. Infatti, era stato riscontrato durante lo svolgimento dei primi test che l’ambiente interno non faceva in tempo, durante la notte, a raffrescarsi e questo alterava tutte le misurazioni il giorno seguente; gli isolanti svolgevano perfettamente il loro lavoro e il calore, una volta entrato, non riusciva a essere disperso. Nello svolgimento del test 3 è stato introdotto quindi, in entrambi i box, un estrattore l’aria che si attivava all’imbrunire e si spengeva alle prime ore del mattino.
I risultati hanno dimostrato l’estrema importanza della ventilazione per riportare la situazione termica nei box in uno stato ottimale: per temperature notturne fino a 20 °C, un semplice estrattore riesce a far abbassare la temperatura interna di 7-8 °C.
Infine il 4° TEST, con le stesse stratigrafie del precedente, ha previsto l’attivazione di un sistema di condizionamento a temperatura fissa e costante per i due box. La sperimentazione ha evidenziato come, in periodi molto caldi, in cui i componenti dell’involucro edilizio accumulano calore fino al massimo della loro capacità, può essere necessario un maggior impiego di energia per il raffrescamento dell’aria interna. Questa energia è parzialmente impiegata per asportare il calore accumulato nell’involucro stesso.
Analizzando i dati emerge come la soluzione con facciata ventilata costituita da Isotec Parete, mostra un contenimento del fabbisogno di energia elettrica per il raffrescamento dell’ambiente interno, grazie all’apporto della ventilazione.
Sintesi dei risultati: l’apporto concreto della ventilazione in fase estiva
Con questa sperimentazione è stato dimostrato come, durante il periodo estivo, la presenza di uno schermo protettivo avanzato compensi l’effetto di una minore inerzia termica dell’isolamento, dovuta alla massa più contenuta del poliuretano. La presenza della camera di ventilazione determina, cioè, un incremento delle prestazioni di attenuazione e sfasamento rispetto ai calcoli statici, a riprova che la ventilazione, unita alla schermatura, è una valida alternativa all’incremento della massa.
La maggiore inerzia termica delle soluzioni massive, inoltre, rallenta il processo di abbassamento della temperatura a fine giornata, concorrendo all’incremento del dispendio energetico per il raffrescamento estivo.
Accuratezza della progettazione per ottimizzare il comportamento energetico
Inoltre, appare evidente come una progettazione accurata del comportamento termico dell’involucro, nella stagione invernale ma anche, e oggi soprattutto, durante il periodo estivo, sia fondamentale per poter procedere al corretto dimensionamento del sistema impiantistico, per l’ottimizzazione del comportamento energetico dell’edificio.
Il sistema ISOTEC PARETE contribuisce a questa progettazione integrata, rispondendo adeguatamente alle esigenze di isolamento dell’involucro sia in fase estiva che invernale.
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