Tamponamenti: stratigrafie diverse, stesso risultato

La scelta della stratigrafia del tamponamento incide su comfort indoor, gestione dei ponti termici e durabilità dell’involucro. A parità di trasmittanza e prestazioni estive, soluzioni costruttive diverse possono garantire la stessa qualità termo-igrometrica. Il confronto tra pareti monostrato, cappotto esterno, isolamento interno e sistemi in legno chiarisce criteri progettuali, spessori e comportamento dinamico.

CONSIGLIO NON RICHIESTO N. 13
I Consigli Non Richiesti è una rubrica a firma di Sergio Pesaresi. Una rubrica sottovoce che cerca di approfondire alcune tematiche importanti e problematiche per aiutare i progettisti a scegliere la strada migliore. Qui parliamo di come scegliere la stratigrafia del tamponamento più adatta mettendo a confronto soluzioni diverse che garantiscono, comunque, le stesse prestazioni di qualità costruttiva.

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Stratigrafia del tamponamento: come scegliere tra soluzioni diverse ottenendo le stesse prestazioni

Premessa

Il percorso progettuale incontra la sua fase apicale quando, una volta definita la struttura portante dell'edificio declinata nella determinazione dello schema statico, del materiale impiegato e del dimensionamento delle diverse membrature, ci si trova di fronte alla scelta della tipologia del tamponamento corrente. Lo chiamo corrente in quanto quello inserito come standard nel calcolo della prestazione energetica ma che dovrà poi conformarsi alle incidentalità presenti nelle facciate quali finestre, pilastri, sporti, lesene e quant'altro.

Un tamponamento è composto da un insieme di strati funzionali, ad ognuno dei quali viene affidato un compito ben preciso, compito che deve svolgere con elevata efficienza tecnica ed economica. Ogni strato è contraddistinto da uno specifico materiale e da uno specifico spessore. L'insieme degli strati viene indicato a volte come struttura e a volte come stratigrafia. Io userò questo secondo termine per evitare confusioni lessicali con le strutture portanti statico-sismiche.

Una stratigrafia deve esplicare un comportamento sinergico, direi olistico, in grado di contrastare, nel medesimo tempo, fenomeni meteorologici quali pioggia, neve, grandine, nebbia, insolazione, ciclo gelo-disgelo, ciclo secco-bagnato, e di gestire, adeguatamente, fenomeni fisici quali la trasmissione per conduzione del flusso termico, il trasporto per diffusione del vapore, l'umidità da risalita, gli attacchi biologici e la trasmissione del suono.

La definizione di una determinata stratigrafia va affrontata con grande attenzione perché è proprio a questo punto della progettazione che si determina la qualità termo-igrometrica dell'edificio e il conseguente comfort abitativo.

Una scelta fatta ponderando attentamente tutti i parametri coinvolti, che a volte giocano in antitesi fra loro, per renderli parte attiva di un rapporto sinergico che deve condurre alla soluzione migliore, sia in termini edilizi e tecnici, sia in termini economici da valutare nel breve e nel lungo periodo.

Con questo Consiglio non richiesto n. 13, provo a presentare al lettore alcuni suggerimenti, o suggestioni, che possono aiutarlo nella scelta della stratigrafia più adatta fra le opzioni possibili, che si presentano diverse ma che garantiscono comunque la medesima qualità edilizia ed abitativa.

Innanzitutto è necessario individuare i parametri che influiscono maggiormente sulla progettazione generale, sui particolari esecutivi e sul funzionamento finale dell'edificio.

In termini geometrici, igro-termici e di comfort abitativo suggerisco di prendere in considerazione principalmente questi parametri:

• lo spessore complessivo S della stratigrafia che si deve progettare perché questo parametro influisce sui coefficienti edilizi quali superfici, volumi, distanze, e indici urbanistici;
• il valore di trasmittanza U che rappresenta il parametro normativo fondamentale in quanto rilevante nelle verifiche di legge e perché determina la qualità abitativa legata all'assenza dei fenomeni della condensa superficiale, della condensa interstiziale e nella formazione della muffa. Infine, last but not least, rappresenta la porta di accesso ai bonus fiscali;
• la temperatura superficiale interna Tsi che rappresenta uno dei parametri significativi del comfort abitativo;
• il valore dello sfasamento orario ϕ, parametro che assieme alla trasmittanza termica periodica Yie, alla quale è intimamente legato, determina le condizioni del comfort estivo in quanto incide nella mitigazione del fenomeno del surriscaldamento.
• ll valore dell'ammettenza interna Yii, altro parametro di contrasto al surriscaldamento estivo.

Al fine di garantire una qualità adeguata alle elevate esigenze di efficienza energetica e di comfort abitativo attuali propongo per i quattro parametri sopra descritti i seguenti valori minimi, con riferimento alla zona climatica E e da parametrare, eventualmente ma non necessariamente, per le altre zone climatiche:

parametro	valore di progettazione
trasmittanza U                                                   [W/m2K]	≤2,0
temperatura superficiale interna Tsi                     [°C]	≥ 17
sfasamento orario in regime estivo ϕ                 [ore]	≥ 13
ammettenza interna Yii                                   [W/m2K]	≥ 2,0

Il parametro spessore complessivo S sarà valutato nell'ottica di scelta del valore minimo fra le diverse stratigrafie.

Nota importante: in questo consiglio non richiesto non prenderò, invece, in considerazione il parametro GWP che sarà il principale attore del rivoluzionario concetto di Edificio ad emissioni zero ZEmB, contenuto nella quarta revisione della EPBD perché sarà l'argomento di un prossimo articolo specifico.

 

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STRATIGRAFIA A                                    

 

Descrizione

Si tratta di una stratigrafia omogenea, composta cioè per la parte preponderante da un solo materiale, in questo caso un blocco termico in laterizio al quale vengono affidate sia la resistenza statica che la resistenza termica al passaggio del calore. Pertanto non necessita di cappotto termico.

Si può utilizzare con tutte le strutture puntuali tipo pilastro-trave in cca, acciaio o legno.

A favore: in una stratigrafia omogenea non si forma condensa interstiziale.

Si tratta di una tecnologia conosciuta perché riprende le tecniche di posa tradizionali ma deve essere applicata con le nuove metodologie di posa.

Contro: per evitare la formazione di ponti termici in corrispondenza dei giunti di allettamento la malta utilizzata deve essere termica e di bassissimo spessore. Non essendo presente un cappotto esterno, che attrae al suo interno le isoterme, è necessario verificare agli elementi finiti tutti i nodi strutturali per correggere i ponti termici che si vengono eventualmente a determinare.

                                                       

strato	materiale	spessore s [cm]	densità ρ [kg/m3]	conduttività λ [W/mK]	calore specifico Cp [J/kgK]	fattore res. vapore μ [-]	spessore eq. aria sd [m]
1	intonaco	2,0	1800	0,900	1000	10	0,200
2	blocco laterizio termico	45,0	867	0,090	1000	9	4,050
3	intonaco	1,5	1400	0,700	1000	10	0,150

parametro	unità	valore
spessore complessivo S	m	0,485
trasmittanza termica U	W/m2K	0,192
temperatura superficiale interna Tsi (Te=1 °C e Ti=20°C)	°C	19,5
sfasamento orario ϕ	ore	28
ammettenza interna Yii	W/m2K	2,650

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STRATIGRAFIA B                                     

Descrizione

Si tratta della stratigrafia composta da due strati funzionali principali dei quali quello esterno, il cappotto termico, assicura la resistenza termica al passaggio del calore mentre quello interno, il blocco in laterizio, assicura la resistenza statica. La lana di roccia aiuta la stratigrafia nel comportamento estivo contro il surriscaldamento. Si può utilizzare con tutte le strutture puntuali tipo pilastro-trave in cca, acciaio o legno.

A favore: in una stratigrafia che prevede il cappotto termico sul lato esterno non si ha mai formazione di condensa interstiziale.

E' la modalità migliore per evitare la formazione di ponti termici.

Contro: è necessario che sia il progettista che l'installatore abbiano l'adeguata preparazione perché, nonostante possa apparire un'operazione semplice, il cappotto è un sistema complicato.

                                                       

strato	materiale	spessore s [cm]	densità ρ [kg/m3]	conduttività λ [W/mK]	calore specifico Cp [J/kgK]	fattore res. vapore μ [-]	spessore eq. aria sd [m]
1	rasatura e finitura	1,0	1150	0,360	1110	20	0,200
2	cappotto termico in lana di roccia	14,0	80	0,035	1030	1	0,140
3	blocco in laterizio	30,0	1000	0,227	1000	10	3,000
4	intonaco	1,5	1400	0,700	1000	10	0,150

parametro	unità	valore
spessore complessivo S	m	0,465
trasmittanza termica U	W/m2K	0,196
temperatura superficiale interna Tsi (Te=1 °C e Ti=20°C)	°C	19,5
sfasamento orario ϕ	ore	16
ammettenza interna Yii	W/m2K	3,668

 

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STRATIGRAFIA C                                  

 

Descrizione

Si tratta di una stratigrafia simile alla precedente ma con l'isolamento termico posato sul lato interno. Va utilizzata solo quando strettamente necessaria. Si può utilizzare con tutte le strutture puntuali tipo pilastro-trave in cca, acciaio o legno.

A favore: nonostante sia una stratigrafia "problematica" vale il concetto "meglio isolare all'interno che non isolare per niente".

Contro: questa stratigrafia è soggetta al rischio concreto di formazione di condensa interstiziale per cui si rende necessario effettuare la verifica termo-igrometrica sia in regime stazionario (metodo Glaser) sia in regime dinamico. Con materiali naturali quali fibra di legno, canapa o lana di roccia si rende quasi sempre necessario inserire un freno al vapore igrovariabile. Per evitare la formazione di tracce impiantistiche interne che danneggerebbero il pannello isolante, è buona norma progettare un cavedio apposito a fianco del pannello isolante per alloggiare gli impianti. Tale cavedio verrà successivamente costipato con isolante flessibile per riempire le cavità rimanenti. Il cavedio sarà chiuso da due lastre in cartongesso. Questa stratigrafia, a differenza della precedente, non risolve "in automatico" i ponti termici che vanno, pertanto, individuati e corretti.                                                        

strato	materiale	spessore s [cm]	densità ρ [kg/m3]	conduttività λ [W/mK]	calore specifico Cp [J/kgK]	fattore res. vapore μ [-]	spessore eq. aria sd [m]
1	intonaco	2,0	1800	0,900	1000	10	0,200
2	blocco in laterizio	30,0	1000	0,337	1000	10	3,000
3	pannello isolante in fibra di legno	12,0	50	0,036	2100	2	0,240
4	freno al vapore igrovariabile	0,2	425	1000,000	4184	50000	100000,000
5	pannello flessibile in canapa/lino/fibra di legno	5,0	50	0,036	2100	2	0,240
6	cartongesso 2 lastre	2,5	900	0,210	1090	8	0,200

parametro	unità	valore
spessore complessivo S	m	0,517
trasmittanza termica U	W/m2K	0,169
temperatura superficiale interna Tsi (Te=1 °C e Ti=20°C)	°C	19,6
sfasamento orario ϕ	ore	19
ammettenza interna Yii	W/m2K	2,000

 

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STRATIGRAFIA D

 

Si tratta di una stratigrafia molto usata e molto apprezzata per chi vuole realizzare pareti con il mattone faccia a vista che determinano una forte valenza architettonica. La stratigrafia è composto dal paramento esterno in laterizo pieno a faccia s vista e da un blocco in laterizio con funzione portante separati da una pannello isolante posto nell'intercapedine. Si può utilizzare con tutte le strutture puntuali tipo pilastro-trave in cca, acciaio o legno.

A favore: permette di realizzare con modalità tecniche e di efficienza energetica contemporanee un totem dell'architettura italiana di ogni epoca: la facciate con faccia a vista, liberando il paramento esterno sia dalla funzione portante che termica per affidargli la sola funzione estetica. Necessita della perizia di un progettista e di un artigiano preparati con profonde conoscenze tecniche e storiche.

Contro: questa stratigrafia è soggetta al rischio concreto di formazione di condensa interstiziale per cui si rende necessario effettuare la verifica termo-igrometrica sia in regime stazionario (metodo Glaser) sia in regime dinamico. Con materiali naturali quali fibra di legno, canapa o lana di roccia si rende quasi sempre necessario inserire un freno al vapore igrovariabile. Questa stratigrafia, così come la precedente, non risolve "in automatico" i ponti termici che vanno, pertanto, individuati e corretti.        

                                                     

strato	materiale	spessore s [cm]	densità ρ [kg/m3]	conduttività λ [W/mK]	calore specifico Cp [J/kgK]	fattore res. vapore μ [-]	spessore eq. aria sd [m]
1	mattone pieno faccia a vista	14,0	1800	0,778	1000	10	1,400
2	rinzaffo di intonaco	1,0	1400	0,700	1000	10	0,100
3	pannello isolante in xps	14,0	30	0,034	1449	150	21.000,00
4	blocco in laterizio	25,0	1000	0,400	1000	10	2,500
5	intonaco	1,5	1400	0,700	1000	10	0,150

parametro	unità	valore
spessore complessivo S	m	0,555
trasmittanza termica U	W/m2K	0,195
temperatura superficiale interna Tsi (Te=1 °C e Ti=20°C)	°C	19,5
sfasamento orario ϕ	ore	18
ammettenza interna Yii	W/m2K	3,780

 

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FAQ tecniche + Stratigrafie di tamponamento: confronto tecnico e prestazioni

• Che cos’è la stratigrafia del tamponamento?
  È l’insieme degli strati funzionali che compongono la parete di chiusura verticale non portante. Ogni strato svolge una funzione specifica: resistenza meccanica, isolamento termico, controllo del vapore, protezione dagli agenti atmosferici, finitura. La combinazione determina il comportamento termo-igrometrico complessivo dell’involucro.
• Quali prestazioni devono essere verificate?
  I parametri principali sono trasmittanza U, temperatura superficiale interna Tsi, sfasamento estivo ϕ e ammettenza interna Yii. Per la zona climatica E, le stratigrafie analizzate rispettano valori indicativi di U ≤ 0,20 W/m²K e ϕ ≥ 13 h. Nei casi con isolamento interno o intercapedine è necessaria la verifica termo-igrometrica anche in regime dinamico.
• Quali differenze tra parete monostrato e cappotto esterno?
  La parete monostrato integra massa e isolamento nello stesso elemento e richiede attenzione ai nodi strutturali. Il cappotto esterno separa funzione strutturale e isolante, riduce i ponti termici e stabilizza il comportamento igrometrico, ma richiede posa qualificata e controllo dei dettagli esecutivi.
• Quali indicazioni di posa e progettazione dei nodi?
  Nei sistemi senza cappotto occorre verificare agli elementi finiti i ponti termici in corrispondenza di pilastri, solai e aperture. Con isolamento interno è necessario inserire freno al vapore e prevedere un cavedio impiantistico. Nelle facciate con mattone a vista o intercapedine isolata va controllato il rischio di condensa interstiziale.
• Come incidono comfort estivo e inerzia termica?
  Le stratigrafie massive in laterizio garantiscono sfasamenti elevati, utili per il controllo del surriscaldamento. I sistemi leggeri, come X-LAM con cappotto, raggiungono ottime prestazioni invernali ma richiedono valutazione dell’ammettenza interna per mantenere adeguata inerzia. Il comportamento dinamico è determinante nel bilancio estivo.
• Quali errori evitare nella scelta della stratigrafia?
  Limitarsi al solo valore di trasmittanza senza analizzare nodi, ponti termici e comportamento igrometrico. Trascurare la posa del cappotto o la continuità del freno al vapore. Non considerare lo spessore complessivo in rapporto a indici urbanistici e vincoli dimensionali. La scelta deve essere sistemica e non solo energetica.