Inerzia termica e isolamento degli edifici

kasbahouarzazate

La Kasbah di Ouarzazate, in Marocco, sul bordo del deserto del Sahara. I muri molto spessi e le finestre piccole dell’edificio, che risaler al ‘600. assicuravano inerzia termica sufficiente per mantenere una temperatura sopportabile anche nel clima caldissimo del luogo.(foto dell’autore, Aprile 2009)

Dovevo avere una quindicina di anni quando mio padre, architetto, ricevette del materiale pubblicitario da una ditta che faceva pannelli isolanti, una cosa nuova per quei tempi. Fra le varie cose, c’era un modello di casettina delle dimensioni di una scatola da scarpe, tutta fatta di espanso isolante. Uno dei lati della casettina era completamente aperto e le istruzioni dicevano di inserire la mano dentro e di notare la sensazione di calore che ne risultava. Mi ricordo di averlo fatto e, effettivamente, la sensazione di calore era evidentissima.

A quell’epoca, la crisi del petrolio degli anni ’70 era ancora da venire. Tuttavia, si ragionava già di isolamento termico negli edifici sulle varie riviste di architettura che arrivavano a mio padre, di cui ero un assiduo lettore. Su queste riviste, c’era allora un dibattito se isolare le case fosse effettivamente una cosa buona. Una certa corrente di pensiero sosteneva che era controproducente. Col tempo, questa corrente sembra essere stata sconfitta e oggi si accetta che l’isolamento termico delle pareti è sempre e comunque una cosa buona. Tuttavia, va anche detto che i detrattori del concetto avevano dei punti interessanti, soprattutto nel sostenere che bisognava tener conto non solo della trasmissione del calore, ma anche dell’inerzia termica degli edifici. Un edificio massiccio e poco isolato, si sosteneva, poteva risultare più confortevole di uno leggero e bene isolato.

Oggi, questo dibattito è sostanzialmente scomparso, ma la questione dell’inerzia termica rimane poco studiata e menzionata, perlomeno nella maggior parte dei documenti che si possono trovare su internet. Un esempio della mancanza di attenzione su questo punto è la questione se i pannelli isolanti debbano stare all’interno o all’esterno dei muri? Su questo punto, due installatori diversi mi hanno detto con assoluta sicurezza che è ovvio che i pannelli devono stare fuori (secondo uno dei due) oppure che devono stare dentro (secondo l’altro).

Molto di quello che si trova su internet sulla faccenda isolamento dentro/fuori è correlato a fattori pratici e di costo. Mettere l’isolamento all’esterno può essere più facile per certi aspetti, ma richiede delle impalcature. Al contrario, l’isolamento interno può dare dei problemi per via dei mobili, impianti elettrici, termosifoni, eccetera. Ma il punto che viene considerato poco è quello dell’inerzia termica.

Ai fini del calcolo della trasmissione del calore, è vero che il fatto che l’isolamento sia dentro o fuori non cambia niente. Ma, se la casa è in mattoni, pietra o cemento non troppo sottile, per scaldare una casa con l’isolamento all’esterno occorre scaldare anche i muri, cosa che richiede un certo tempo per via della massa termica degli stessi. In altre parole, se arrivate in una casa fredda che è isolata all’esterno, passa un certo tempo da quando accendete il riscaldamento a quando la temperatura raggiunge il livello voluto. Questo l’avete notato sicuramente se avete provato a scaldare una vecchia casa in pietra. Prima che la temperatura raggiunga valori confortevoli, ci vuole un bel pezzo.

La casa isolata all’interno si riscalda molto più rapidamente. Somiglia molto di più in questo comportamento alle baite montane in legno che, infatti, sono fatte come sono fatte probabilmente proprio per poter essere scaldate con una certa rapidità. Ci sono altre differenze, per esempio la casa isolata all’interno è molto più sensibile a spifferi e correnti d’aria e bisogna stare attenti a gestirsi la ventilazione in modo ottimale per evitare di perdere i vantaggi dell’isolamento ma anche per evitare problemi di inquinamento interno.

Se si guarda solo il riscaldamento invernale, la casa a bassa inerzia termica, ovvero con l’isolamento all’interno ha dei vantaggi sulla soluzione opposta. Il principale è che permette di usare il riscaldamento soltanto quando ce n’è veramente bisogno; ovvero spegnerlo quando uno esce di casa e riaccenderlo quando rientra. Ma bisogna anche notare che la casa che ha una buona inerzia termica può aver meno bisogno di energia per il riscaldamento in quanto “smorza” le variazioni termiche dell’ambiente esterno.

Le cose cambiano radicalmente quando si parla dell’estate. E’ vero che l’isolamento termico protegge sia dal caldo che dal freddo ma, nella pratica, siccome la casa deve comunque essere ventilata, se l’isolamento è interno, la temperatura dell’aria interna raggiunge rapidamente quello dell’aria esterna. In altre parole, è possibile gestirsi una casa del genere in estate solamente se c’è un impianto di aria condizionata, altrimenti è un forno. Si comporta come quella casettina modello di cui vi parlavo all’inizio, dove infilavi la mano e sentivi caldo – piacevole in inverno, ma fastidioso in estate. Per il caldo estivo, l’isolamento esterno combinato con una certa massa termica di una casa in mattoni o in pietra ha dei notevoli vantaggi nel senso che protegge i muri dal riscaldamento solare e li lascia agire da “volano termico” riducendo le escursioni di temperatura fra notte e giorno. Al limite, se i muri sono molto spessi, si potrebbe fare a meno del tutto dell’aria condizionata, come si poteva fare negli edifici antichi a mura molto spesse, come la kasbah di Ouarzazate che si vede nella foto all’inizio.

Allora, possiamo tirare le somme sulla questione dell’isolamento termico esterno o interno. La scelta dipende dalla situazione climatica e pratica di dove uno vive. Nel sud-centro Italia il problema del caldo estivo è prevalente rispetto a quello del freddo invernale, specialmente tenendo conto del riscaldamento globale in atto. In questo caso, l’isolamento esterno è preferibile e sarebbe bene costruire case con muri spessi, ma questo non si fa più per risparmiare. Al Nord o in montagna, è forse preferibile la soluzione opposta, ovvero isolamento interno.

In tutti i casi, non sarebbe male ricordarsi che l’isolamento termico non è il solo modo di controllare la temperatura di un ambiente, conta molto anche l’inerzia termica e se uno riesce a sfruttare la naturale inerzia del mondo esterno, allora può risparmiare energia altrettanto e forse di più che con l’isolamento.

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Considerazioni simili a quelle riportate qui si trovano a questo sito:

http://www.crsoft.it/user/articoli/n17/inerzia.asp

oppure anche a questo blog

http://www.mygreenbuildings.org/

14 comments ↓

#1 Pippo on 05.04.09 at 19:26

Ma isolamento interno o esterno ha senso se parla di un edificio esistente da ristrutturare.
Per un edificio nuovo, perde il significato in quanto le murature sono in pratica dei sandwich di vari materiali.
L’isolamento non è tutto in quanto su edifici esistenti, c’è il rischio di aumentare le possibilità di condensa in quanto i muri non “respirano” più.
In questo caso meglio mettere pannelli in fibra di canapa ed evitare il poliuretano, anche perché è un derivato del petrolio.
Per quanto riguarda l’inerzia termica, è fondamentale lo “sfasamento” cioè la differenza in ore tra il raggiungimento della massima temperatura esterna e quella interna.
Software gratuiti permettono di calcolare sia le caratteristiche termiche e sia igrometriche delle strutture opache (muri e solai) come questo: TerMus http://www.acca.it/Software/TerMus/TerMus/tabid/215/Default.aspx

#2 Maurizio T. on 05.04.09 at 21:28

Un ulteriore vantaggio dell’isolamento termico esterno – che a mio parere è sempre da preferire, soprattutto nei climi freddi, permettendo di smorzare i picchi di temperatura – è quello che si ottiene sul tetto in abbinamento alla ventilazione. Da quando ho provveduto due anni fa a tale soluzione, non solo ho drasticamente ridotto le dispersioni termiche invernali – la trasmittanza è scesa da 2 a 0,25 W/(m^2 K), insomma si è ridotta a 1/8 della precedente, mentre per i muri l’abbattimento della stessa è stato tale da ridurla a 1/6 -, ma d’estate la mandarda adibita ad ufficio, che prima mi faceva vivere come nei Piombi, ora è vivibile al pari degli altri ambienti; e senza l’impiego di alcun impianto di condizionamento. C’è da dire che il miglioramento è stato sensibile anche a causa della soletta in latero-cemento, che prima accumulava calore senza ridurre l’onda termica né sfasarla temporalmente
Mi permetto di dissentire da Pippo per quanto riguarda il polistirene (anch’esso derivato dal petrolio); un amico che tiene un corso di Lca al Poli di Torino mi ha confermato che le caratteristiche di detto materiale lo collocano in una fascia medio-alta

#3 Weissbach on 05.04.09 at 22:45

No Ugo, non è vero che non si parla di inerzia termica.
Semplicemente finora molti addetti ai lavori (non parlo neppure dell’uomo della strada) avevano le idee un po’ confuse in materia, anche se di recente la cultura specifica si sta diffondendo e sempre meno gente dice corbellerie.

Uno dei temi ancora un po’ controversi è proprio quello della “respirazione” dei muri descritta da Pippo: ci sono situazioni piuttosto delicate, ma non sempre è vero che è meglio mettere materiali traspiranti.

Un’ultima nota.
L’inerzia termica (con riferimento allo “sfasamento” che ottimamente cita Pippo) è utile e importante nei climi caldi con una buona escursione termica notturna.
Quindi soprattutto quelli desertici; in quelli tropicali l’inerzia termica aiuta meno, per usare un eufemismo.

Lo spiegano molto bene gli australiani (che si ritrovano ad avere entrambe le tipologie) in Your Home Technical Manual.
Qui la lista completa dei documenti scaricabili.

#4 andrea on 05.04.09 at 23:26

Li ho provati entrambi. er ignoranza ho dapprima isolato all-interno.

Risultato, non erano eliminati i ponti termici sul solaio, cosicche- i solai dei duepiani della villetta a schiera permettevno la condensazione della-aria calda delle stanza e si inumidivano a vista d-occhio.
Nelle zone dietro gli armadi il tutto determinava un graduale espansione delle muffe.

Dopo 6 anni, per fattori anche contingenti, ho effettuato un cappotto esterno di dieci cm, in polistirene sinterizzato ed il problema si e- risolto.

Circa LCA del materiale, sulla base dei miglioramenti nei consumi, ho potuto valutare un EROE del polistirolo attorno a 15 *fonte ANIT riportava il consumo energetico di vari materiali isolanti.

Andrea

#5 giotisi on 05.04.09 at 23:35

Il rivestimento isolante all’interno è sempre da sconsigliare, perchè impone la realizzazione di una perfetta barriera vapore senza la quale tra isolante e muro si formano coltivazioni di porcini.
Ovviamente la barriera vapore (oltre che essere MOOOLTO difficile da realizzare a regola d’arte) azzera la traspirazione, con formazione di umidità sulle superfici interne (che poi, se la ventilazione è ben dimensionata) rievapora nelle 12 ore.
Lo sfruttamento dell’inerzia termica va attentamente valutato da clima a clima, perchè ha una certa importanza, come già detto sopra, solo in presenza di notevoli escursioni termiche giornaliere. (solo le chiese romaniche possono sfruttare inerzie termiche stagionali)

#6 riccardo on 05.05.09 at 10:18

in tema non ci dovrebbe essere molto da inventare:

la legge 10/91 e le numerose successive modifiche ed integrazioni, ormai, prevedono che non basta verificare il valore della trasmittanza termica!
vedi ad esempio qui:
http://www.edilclima.it/it/prodotti/scheda.php?id=10008
il software calcola # Il programma permette di creare rapidamente le strutture (pareti, pavimenti, soffitti) prelevando i materiali costituenti gli strati dall’archivio materiali o le strutture già composte dall’archivio strutture o da altri lavori.
# La verifica termoigrometrica si svolge per ciascuno dei 12 mesi, durante i quali si calcola se, quando e quanta condensa si accumula nella parete e se questa è in grado di evaporare nel periodo più favorevole. La verifica, positiva o negativa, dipende dai criteri di accettabilità previsti dalla norma: la quantità massima accumulata non deve superare un valore limite e deve evaporare completamente durante la stagione estiva.
# I risultati della verifica termoigrometrica vengono presentati sia in forma grafica che tabellare: vengono disegnati automaticamente la sezione della struttura ed i grafici, con l’andamento mensile delle curve di temperatura, pressione di vapore e di saturazione degli strati costituenti la struttura

#7 Davide on 05.05.09 at 10:23

Già, il problema della condensa nell’articolo non è affatto stato considerato, ed è di fondamentale importanza.
Può accadere infatti che il vapore d’acqua presente all’interno dei locali, migrando verso l’esterno, condensi in goccioline dannose per le strutture e generatrici di muffe.
Ciò accade con più facilità quando l’isolante è all’interno della parete perchè non appena oltrepassato lo strato isolante il vapore trova una parete fredda e il brusco raffreddamento crea facilmente condensa.
Per questo a volte si sceglie di applicare la barriera al vapore, che ha altri inconvenienti da valutare attentamente.
Per studiare questi fenomeni si utilizzano appositi metodi (diagrammi di Glaser) che permettono di prevedere se si formerà o meno condensa data la sezione muraria.

#8 Andrea Ursini Casalena on 05.05.09 at 11:06

Ciao a tutti.

In merito alla questione dell’inerzia termica, riporto un articolo pubblicato sull’industria dei laterizi in cui presento gli studi sperimentali e analitici che sto effettuando all’interno delle attività del dottorato di ricerca.

Massa, Capacità termica periodica e comfort in estate.

Volevo inoltre porre l’attenzione sull’escursione termica giornaliera, necessaria per scaricare la massa dal calore accumulato durante il giorno mediante la ventilazione notturna. Prendendo i file climatici usati per le simulazioni in regime dinamico, si notato mediamente dei delta termici giornalieri, nel periodo estivo, di 12 gradi a Bolzano, 7 gradi ad Ancona, fino a 10 gradi per Palermo.

In svariate simulazioni in regime variabile effettuate con il software energyplus ho riscontrato che queste escursioni sono di tutto rispetto per l’efficacia della ventilazione notturna. Confermo inoltre la diretta proporzionalità tra l’escursione termica giornaliera e l’efficacia del raffrescamento ventilativo della massa.

#9 david c on 05.05.09 at 15:41

L’isolamento dall’interno costa tantissimo, almeno 350 euro a mq.Dalle mie parti infatti il valore a mq dell’abitazione è sui 3000 euro (le case piu’ economiche, sono a trento) per cui se si fa uno strato di isolante modesto (10 cm) il valore della superfice persa è di 300 euro, oltre naturalmente al costo dei materiali e dei lavori.
L’isolazione dall’esterno migliora l’estetica della casa, azzera le muffe.Io ho isalto la casa dei miei con dieci cm di polistirolo, e scusate, non ho mai avuto problemi di “respirazione”.Sia prima che dopo ho sempre arieggiato la casa.
Le muffe però non si sono piu’ presentate come prima.
Oltre a parlare, chi parla in questo blog di “respirazione” e muffe, ha mai fatto esperienze significative?

#10 Luigi Ruffini on 05.05.09 at 18:58

Personalmente ho realizzato casa con “soli” 5 cm di sughero, ed un tetto verde. Con il senno di poi di cm di cappotto ne avrei fatti 10 almeno, ma si sa che la casa si dovrebbe farla 2 volte.
Per il tetto (casa ad un piano) ho fatto solo un solaio, quello di copertura, quindi ho controsoffittato con cartongesso, creando una camera d’aria di 1 mt medio di altezza. D’estate la temperatura interna di casa si aggira sui 27 gradi circa, mentre l’esterno sono 36 – 37 gradi.
La camera d’aria nel controsoffitto ne ha 22!!
Praticamente questo volume “fresco” contribuisce a rinfrescare i locali sottostanti.
Il tetto pesa circa 80 Kg mq per 10 cm di terriccio, e la soluzione di non mettere un solaio piano sopra le stanze ha permesso di alleggerire la struttura, alla faccia del terremoto (Nelle case nuove vicino alla mia dormono ancora fuori, io no).

#11 david c on 05.06.09 at 12:45

SCUSATE, HO DETTO 350EURO A MQ, MA DOVEVO DIRE A ML.
pER CUI, CONSIDERANDO UN’ALTEZZA DI TRE METRI SAREBBERO 100 EURO A MQ.

#12 david c on 05.06.09 at 12:48

Scusa Luigi Ruffini, mi puoi spiegare perchè l’hai fatta di sughero, invece di usare il piu’ efficace, economico e indistruttibile polistirolo?

#13 Luigi Ruffini on 05.06.09 at 17:59

Perché il mio architetto si occupa di bioedilizia e mi ha messo in testa che per la produzione del polistirolo vi erano immissioni in atmosfera molto maggiori, che è un materiale inquinante ecc, ecc.
Occhio che parliamo di 6 anni fa. Anche su internet sai che cosa trovavi? Nulla.
Onestamente a posteriori ho seri dubbi al riguardo, ma cmq ormai è montato….
Ora come ora andrei su 10 cm di polistirene, ma ora come ora non la farei in cemento ma tutta in legno, anche se alle scosse ha tenuto alla grande.
L’ho detto: la casa si dovrebbe fare 2 volte. Preferisco accontentarmi (per ora).

#14 fausto on 05.23.09 at 19:12

A casa mia la climatizzazione funziona benissimo da almeno un decennio: zanzariera ai piani bassi e apertura verso il solaio in cima all’edificio. La notte della pianura padana è sufficiente ancor oggi. Grazie ai muri spessi e a qualche aggiunta di isolante in parete, è l’edificio più piacevole che abbia mai frequentato in estate.

Però, a parte questo ottimo risultato, devo dire che mi manca un pò la possibilità di disfarmi delle stufe a legna.

In un clima come il nostro è teoricamente possibile realizzare strutture che non richiedono riscaldamento o raffrescamento, non in misura significativa almeno. Un giorno o l’altro mi pacerebbe cimentarmici: la prima ristrutturazione di casa che mi sono beccato non mi ha sfinito, a dieci anni di distanza credo di potermene infliggere un’altra.