Costruire una casa a ridotto fabbisogno energetico utilizzando l’EPS e il PVC

Grazie alle loro caratteristiche intrinseche, questi due materiali possono essere impiegati in numerosi modi nella costruzione di edifici pubblici e privati, riducendone considerevolmente i consumi di energia

Secondo la Direttiva Europea 2018/844, tutti i nuovi edifici dovranno essere a energia quasi zero (NZEB: Near Zero Emission Buildings). In pratica le nuove strutture dovranno essere costruite in modo da presentare un fabbisogno energetico molto basso, da coprire con energia proveniente da fonti rinnovabili. 

L’utilizzo in edilizia di manufatti e sistemi prodotti dalle aziende associate ad AIPE (Associazione Italiana Polistirene espanso) e a PVC Forum Italia possono contribuire al raggiungimento di questo obiettivo. I materiali in questione sono l’EPS (Polistirene Espanso Sinterizzato) e il PVC (Polivinilcloruro).

EPS e PVC utilizzati in una esemplificazione di casa a ridotto fabbisogno energetico. 

Figura 1 – EPS e PVC utilizzati in una esemplificazione di casa a ridotto fabbisogno energetico.

I materiali

Il polistirene espanso

L’EPS è un materiale rigido o elasticizzato, composto da carbonio, idrogeno e al 98% d’aria. Si presenta sottoforma di piccole perle trasparenti che contengono una piccolissima quantità di pentano e che possono essere additivate per migliorarne il comportamento al fuoco. Durante il processo di produzione, mettendo le perle a contatto con vapore acqueo, il pentano si espande facendole rigonfiare fino a 20-50 volte il loro volume iniziale. Così forma all’interno di esse una struttura a celle chiuse, che conferisce al polisitirene espanso le principali doti. Bassa conduttività termica, resistenza all’umidità e agli agenti chimici e biologici, assorbimento degli urti - insieme alla versatilità - ne permettono l’utilizzo in diverse parti degli edifici in abbinamento ad altri materiali, rendono l’EPS un materiale ottimale per la costruzione.

Il polivinicloruro

Il PVC è un polimero di sintesi, termoplastico, sostanzialmente amorfo, che si prepara per addizione di un numero elevato di molecole di cloruro di vinile in catene per lo più rettilinee. Il cloruro di vinile, a sua volta, è ottenuto per sintesi dall’etilene, derivato del petrolio, e da cloro, ottenuto dal cloruro sodico 10 (sale marino) per elettrolisi. 

Il polivinilcloruro si presenta sotto forma di polvere bianca, di granulometria variabile che può essere convertita in prodotti finiti tramite opportune aggiunte di stabilizzanti, lubrificanti, pigmenti, antiossidanti, opacizzanti, plastificanti ecc. che ne adeguano le caratteristiche alle più diverse esigenze finali. 

Il PVC presenta elevata resistenza superficiale ed elevata rigidità, è un buon isolante termico, risulta insensibile agli acidi e alle basi forti, alle muffe ed ai microrganismi in genere ed è autoestinguente. Il PVC è stato sottoposto ad una serie approfondita di studi che ne hanno confermato sicurezza e affidabilità in tutti i campi di applicazione, in accordo con le più restrittive normative a livello nazionale ed internazionale. Il PVC è, per sua natura, “stabile” e non inquina l’ambiente interno delle abitazioni. Non emette nel tempo alcuna sostanza tossica o nociva.

Per entrambi i materiali è stata effettuata l’analisi della LCA (Life Cycle Assesment) ed esistono dei sistemi per gestirli correttamente nel fine vita. Vediamo ora come possono essere utilizzati nell’ambito di edifici NZEB.

EPS, PVC: Come possono essere utilizzati neglii edifici NZEB

Il tetto

È un elemento veramente importante nel bilancio termico di un edificio. Il calore, infatti, tende a muoversi verso l’alto e oltre un terzo dell’energia si disperde attraverso una copertura mal isolata. Se questa, al contrario, è ben protetta, permette non solamente un elevato comfort abitativo, ma anche un buon risparmio energetico: la richiesta di combustibile è minore, le emissioni di biossido di carbonio sono inferiori e si riducono i costi di riscaldamento. 

Il tetto a falde termoisolato, attraverso l’impiego di lastre in Polistirene Espanso Sinterizzato, può costituire un sistema in grado di fornire risposte valide ed economiche. Chiamato anche “a copertura discontinua”, il tetto a falde termoisolato è costituito da un insieme di strati ed elementi funzionali che soddisfano i requisiti della copertura. Può presentare o meno uno strato di ventilazione. Nel primo caso la copertura regola anche il comportamento termoigrometrico; nel secondo controlla solo la trasmissione del calore, attraverso un apposito elemento termoisolante. 

Il tetto può essere realizzato anche con copertura piana e manti di impermeabilizzazione in PVC sostenuti da lastre isolanti in EPS. 

La presenza di una buona camera di ventilazione è essenziale per lo smaltimento dell’aria calda. Quando l’aria passa fra il manto di copertura e l’isolante, si crea una corrente che elimina l’umidità in eccesso e, nei mesi caldi, rinfresca l’ambiente. Il calore che si sviluppa sulla struttura di una copertura ventilata è inferiore del 20% rispetto ad una copertura senza ventilazione, con conseguente maggior comfort per gli abitanti dell’edificio.

appresentazione schematica di un tetto a falde termoisolato con EPS

Figura 2 – Rappresentazione schematica di un tetto a falde termoisolato con EPS

Le pareti

L’EPS, sotto forma di lastre, viene impiegato nelle pareti verticali esterne e interne, per la sua capacità di isolare sia da un punto di vista termico, che acustico.  

Nell’isolamento delle pareti, l’EPS può essere impiegato da solo o come parte integrante di sistemi più complessi, quali il capotto (ETICS) e il sistema ICF-SAAD (Insulated Concrete Forms - Sistemi Ad Armatura Diffusa).

Parlando di cappotto, oltre l'80% di quelli utilizza l'EPS come materiale isolante. Questo manufatto è disciplinato da diverse norme tecniche (UNI EN 13163; TC 88/WG 18 «Specification», UNI 10351, UNI EN 10456, Manuale di posa Cortexa) che ne sanciscono le proprietà e caratteristiche tecniche.  

I sistemi ICF-SAAD, invece, sono caratterizzati da una struttura a setti portanti in cemento armato, isolati con “casseri a rimanere” in polistirene espanso. Essi coniugano la resistenza meccanica del calcestruzzo gettato in opera con la capacità di isolamento termico dell'EPS, posto sia sulla faccia interna che su quella esterna del fabbricato. Questi sistemi, oltre ad isolare termicamente, permettono di realizzare strutture monolitiche altamente performanti grazie alla sinergia tra la resistenza alla compressione del calcestruzzo e alla trazione dell'acciaio. Questo garantisce una grande affidabilità strutturale anche in condizioni limite, come le sollecitazioni improvvise, violente e imprevedibili che si sviluppano durante il sisma. Gli edifici realizzati con questo sistema, infatti, rispondono adeguatamente alla legislazione nazionale vigente in materia.

La posa in cantiere di elementi in EPS che costituiscono in sistema ICF-SAAD 

Figura 3 – La posa in cantiere di elementi in EPS che costituiscono in sistema ICF-SAAD

Elementi costituitivi di un cappotto con EPS

Figura 4 – Elementi costituitivi di un cappotto con EPS

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