Valore di sfasamento e trasmittanza termica delle strutture in legno: dati di calcolo

Uno dei primi e principali indicatori della prestazione estiva delle strutture opache è senza dubbio il valore di sfasamento termico. Con questo termine si intende il ritardo, espresso in ore, con cui l’onda termica oltrepassa una struttura.

Fino a pochi anni fa la prestazione energetica estiva di un edificio in legno non veniva presa in considerazione; un primo approccio si è avuto recentemente con la generica indicazione di massa superficiale superiore a 230 kg/mq per valutare la prestazione estiva. 

Se è vero che questa indicazione ha avuto il merito di introdurre la questione estiva, la soluzione proposta, ossia la sola massa delle strutture, non è sinonimo di buon risultato visto che una parete in calcestruzzo da 10 cm o un solaio in latero-cemento, seppur con 230 kg/mq, non garantiscono una buona prestazione estiva.

In particolare tale soluzione non considera le strutture leggere.

Si è diffuso quindi l’indicatore di SFASAMENTO, introdotto con il protocollo ITACA dapprima nella Regione Emilia Romagna ed in seguito con il DM 26/06/2009 su tutto il territorio nazionale.

I valori consigliati per lo Sfasamento sono: maggiore di 10 – 12 ore.

Come si calcola il valore di sfasamento termico?

Lo sfasamento termico si calcola secondo la UNI EN 13786 ed alla base della matrice di calcolo ci sono tre parametri dei prodotti edili:

λ= conduttività termica (W/mK)

ρ= densità (kg/mc)

c= capacità termica massica (J/kgK)

I materiali per avere migliore prestazione estiva devono abbinare isolamento termico, densità e capacità di assorbire energia.

Questi tre valori sono riassunti in un unico indicatore: δ= √(λ∙T/π∙ρ∙c) = profondità di penetrazione periodica (m), profondità alla quale l’ampiezza delle variazioni di temperatura è ridotta di una costante (e=2,718…) in un materiale omogeneo di spessore infinito soggetto a variazioni sinusoidali di temperatura sulla superficie.

I risultati che si ottengono con la matrice di calcolo della UNI EN 13786 sono più di uno e possono creare alcune incomprensioni, in particolare i valori di sfasamento termico sono due: uno rapporta il picco di temperatura esterna al flusso di calore interno della stratigrafia, l’altro considera i picchi di temperatura sulle due superfici.

Lo sfasamento con riferimento ai picchi temperatura è più lungo.

Dal punto di vista normativo lo sfasamento è stato chiarito dal DM 26.06.2009 con la seguente definizione:

ritardo temporale tra flusso termico entrante nell’ambiente interno e massimo della temperatura dell’ambiente esterno. 

Il valore da considerare è quindi quello di “calore”, attenzione quindi a trovare e valutare il valore corretto.

Il valore di sfasamento (di calore) è accompagnato dalla trasmittanza termica dinamica Yie = Udyn (DM 26.06.2015), espressa in W/mqK, che indica la quantità di flusso termico entrante, consigliata inferiore a 0,10 W/mqK sia per tetto che per pareti.

Interessante notare che per le strutture isolate è sufficiente calcolare uno sfasamento di 10 ore per garantire la trasmittanza termica dinamica Yie molto inferiore a 0,10.

Ultima nota: nel caso di strutture ventilate non è chiaro se il calcolo debba tener conto degli strati oltre la ventilazione e l’influenza di questa. I valori forniti senza questi strati, in analogia al calcolo invernale, sono ovviamente cautelativi.

La gestione dei picchi interni

Visto che lo sfasamento termico permette di controllare i sovraccarichi esterni, rimangono da gestire i picchi di surriscaldamento dovuti ai carichi interni.

Per definire questa caratteristica, più generalmente intesa come inerzia interna, sono previsti alcuni diversi parametri: la capacità termica areica interna, espressa in kJ/mqK, e l’ammettenza in W/mqK.

Entrambe sono calcolate sempre con la UNI EN 13786 e indicano quanta energia assorbe un mq di parete: più alti saranno i valori raggiunti più sarà difficile surriscaldare gli ambienti.

Inoltre, con il DM requisiti Ambientali del 24/12/2015 è stata introdotta una grande novità, quella che consiglia una capacità termica areica interna maggiore di 40 KJ/mqK per qualsiasi edificio.

La Direttiva Tecnica di CasaClima fa invece riferimento all’ammettenza richiedendo un valore maggiore di 2 W/mqK per le zone climatiche ABCD.

Per ottenere queste prestazioni è necessario rivedere l’utilizzo degli elementi di finitura interni, in particolare per le strutture in legno.

Il ricorso ad elementi in argilla-terra cruda consente ottimi risultati su questo fronte, interessanti sia per la gestione dei picchi di temperatura che dei picchi di umidità.

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Hanno contribuito come autori a questo articolo: 
Matteo Pontara, Marco Triches e lo staff di Woodlab.

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