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Ancona, 22/08/2022

Il PROGETTO DEL CAPPOTTO TERMICO : Studio sul biodegrado esterno degli isolamenti a cappotto , le cause e soluzioni.

Gentile Professionista, Impresa edile, Committente, sensibili al tema della salubrità indoor e qualità edilizia


Sono Marco Tinti di Ancona, mi occupo di forniture materiali edili e pongo l’attenzione su un tema sempre più attuale…la tutela della salute e le modalità di attuazione interventi di riqualificazione energetica.

Considerato i recenti scenari energetici e l’ impulso governativo alla riqualificazione energetica degli immobili, anche attraverso l’adozione di sistemi di isolamento a cappotto, ritego utile offrirvi degli spunti di riflessione inerenti la scelta di sistemi e materiali costruttivi.

La situazione odierna data dall’emergenza COVID-19 ha portato tutti noi a rivalutare il nostro stile di vita, portandoci a trascorrere più tempo nelle nostre case. Una casa sana, pertanto, renderà migliore la qualità della nostra vita e a questo scopo l’utilizzo di elementi edilizi durevoli ed ecosostenibili assume un ruolo di cruciale importanza.

Dall’articolo sottostante riportato tramite collegamento ipertestuale, ci preme focalizzare la nostra attenzione sull’allarme lanciato dal Cresme (istituto di ricerche di mercato settore costruzioni) e dall’oncologo Maurizio Grandi in merito alla relazione tra la salute umana e il settore delle costruzioni:

https://www.impresedilinews.it/costruire-e-ristrutturare-salubre-usufruendo-degli-incentivi-fiscali-per-i-geometri-e-un-obbligo-e-una-responsabilita/?fbclid=IwAR0lwfkWlbfBw9ShdJLnhRy4GTJZIzxFUFtn7bfsGteCmB1jF2xTDkfEjIQ

Il già citato oncologo, docente presso l’università di Strasburgo, afferma: “Negli ultimi anni siamo arrivati a circa 400mila sostanze chimiche che condizionano il settore delle costruzioni, alle quali l’uomo non è abituato e per questo sviluppa patologie complesse, che molte volte non si riescono a curare”. Francesco Toso, vicedirettore del Cresme, sostiene che quasi il 30% degli italiani (oltre diciassette milioni di persone) vive in case che sono, per la maggior parte del tempo, troppo umide o troppo secche. L’entrata in vigore delle normativa sull’ efficientamento energetico ha portato ad una riduzione del ricambio d’aria negli edifici. Si necessita dunque d’interventi mirati urgenti, poiché tali accorgimenti sono causa di malattie respiratorie.

Ma tornando all’utilizzo dei sistemi a capotto quale intervento di efficientamento vi sottoponiamo di seguito considerazioni basate sul lavoro di alcuni ricercatori dell’Università Politecnica delle Marche-UNIVPM –ANCONA . Questi esperti studiano da anni gli effetti che l’introduzione delle recenti normative sul risparmio energetico ha prodotto sulla salubrità indoor e sulla durata dei componenti edilizi.

Come spesso accade, una scelta del materiale isolante (del cappotto) basata solo sul costo iniziale o solo sul valore di conduttività termica λ dell’isolante trascura alcuni fattori molto importanti, che con questa informativa vogliamo evidenziare. 

“Sempre più spesso capita di osservare componenti edilizi, in costruzioni anche molto recenti, «aggrediti» da organismi biologici, quali alghe o cianobatteri. Sebbene tali organismi «vivano» da moltissimo tempo sui componenti edilizi, la loro presenza è stata recentemente acuita dal modo in cui in alcuni casi abbiamo dato risposta all’esigenza di contenimento dei consumi energetici dettata dalle recenti direttive europee (SAVE e NZEB). L’aver cercato di risolvere le problematiche di contenimento dei consumi energetici agendo sull’introduzione di fortissimi spessori di isolante, ma cercando al contempo di contenere lo spessore complessivo della parete, ha determinato l’introduzione di componenti edilizi costituiti non più, come nel passato, da elementi massivi costituenti la maggior parte della parete associati a isolanti termici, bensì da isolanti termici associati a «pelli» di limitato spessore, soluzioni che con maggiore difficoltà reagiscono alle esigenze di comportamento dinamico dell’involucro. Tale nuova configurazione costruttiva ha causato un drastico cambiamento nel comportamento dei componenti edilizi di parete e di copertura determinando, per le superfici esterne, condizioni termiche estremizzate (uno strato sottile sopra un isolante si riscalda e si raffredda molto velocemente e può raggiungere condizioni «estreme») e maggiori accumuli d’acqua (l’isolante tende a inibire flussi di acqua e vapore determinando un sovraccarico sulle «pelli»). Pertanto sia le condizioni termiche che igrometriche conseguenti alla ricerca della massima efficienza energetica rendono oggi più facile e più veloce l’attecchimento di molti organismi biologici con conseguenze sia per la salute che per la durata dei componenti edilizi.” [Da Marco D’Orazio*, Gianluca Cursio** “I componenti edilizi e il «troppo risparmio energetico”]. A riguardo si veda la figura 1.

Anche l’acqua resa disponibile per condensazione superficiale contribuisce allo sviluppo di questi organismi. Ciò accade in particolare a seguito dell’abbassamento delle temperature superficiali sugli elementi costruttivi in fase notturna rispetto alla temperatura dell’aria. Blaich evidenzia che il fattore che agisce sulla superficie esterna abbassandone la temperatura è l’emissione delle onde lunghe, dipendente dall’emissività delle superfici e dalla loro temperatura. Questo fenomeno è massimo nelle notti limpide (fig. 3). Lo studioso rileva che, durante le stagioni fredde (soprattutto sulle pareti esposte a nord e nord-ovest), si possono raggiungere condizioni di condensa che permangono sulle superfici per 15 ore. Tale fenomeno è schematicamente rappresentato in figura 5 ed è particolarmente significativo per edifici fortemente isolati (fig. 4).

 

Fig 1. Tipico degrado algale su facciata con ETICS (External thermal insulation composite systems)– (Germania).




 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 




 

 

 

 

 

 

 

Fig.4. È evidente la più veloce formazione di alghe su superfici fortemente isolate.

 


Fig.5 schematizzazione del fenomeno del disaccoppiamento termico

Da Marco D’Orazio Professore Ordinario, Dipartimento di Ingegneria Civile Edile e Architettura, Università Politecnica delle Marche

Elisa Di Giuseppe Ricercatore, Dipartimento di Ingegneria Civile Edile e Architettura, Università Politecnica delle Marche

L’adozione diffusa di sistemi d’isolamento esterno a cappotto, pratica diffusa negli edifici di nuova costruzione per il conseguimento di elevati standard energetici, costituisce una efficace barriera contro lo scambio di calore e vapore tra l’interno e l’esterno degli edifici, ma i materiali posti alle estremità, ovvero quelli rivolti direttamente verso l’ambiente interno o verso l’esterno, risentono maggiormente delle condizioni ambientali dirette da cui sono sollecitati. Le superfici esterne, in particolare, risentono maggiormente delle condizioni climatiche quali temperatura e radiazione solare. In inverno, le basse temperature cui tali superfici sono soggette non sono mitigate più dai flussi di calore dispersi dall’edificio, come accadeva per gli involucri tradizionali poco isolati. Questo fenomeno, chiamato “disaccoppiamento termico”, accentua i fenomeni di condensazione superficiale e determina una maggiore proliferazione di organismi biologici.

 “Come già osservato, pareti con sistemi di isolamento tipo ETICS possono essere colpite da biodeterioramento a causa delle loro caratteristiche di ridotta massa inerziale ed elevata resistenza termica, che determinano episodi di undercooling notturno e formazione di condensa superficiale. Un metodo di prevenzione alla crescita di microrganismi su tali componenti è dunque quello di ridurre la frequenza dei fenomeni di condensa superficiale, limitando i periodi di eccessivo raffreddamento. Ciò potrebbe essere realizzato ad esempio aumentando l'inerzia termica dei rivestimenti esterni o di tutti i materiali costituenti l’involucro”. [Da Ing ELISA DE GIUSEPPE PROGETTARE EDIFICI N-ZEB IN CLIMA MEDITERRANEO RICERCATRICE UNIVPM]

 

 

 

 

 

 

Anche sulle murature massive a seguito di realizzazione di cappotto si verifica il disaccoppiamento termico ; l’edificio sotto dopo circa 10 anni di realizzazione ha già richiesto interventi di pulizia delle facciate (foto sotto)



Fig.6: fotografia di ing. Marco Tinti, zona di Ancona


Fig.7: foto di Ulrich Pinter, Uffici del Parco Energetico la Fenice – Padova: condensa su cappotto a media capacità termica (lana di roccia) a causa del disaccoppiamento termico.

La formazione di condensa è influenzata anche dalla colorazione più o meno chiara dell’intonchino di finitura che verrà scelta per limitare il surriscaldamento estivo delle facciate esposte all’irraggiamento solare.

Interessante a tale proposito l’articolo https://www.agenziacasaclima.it/it/protezione-dal-caldo-e-isolamento-delledificio--9-2003.html

La formazione di condensa ha inoltre un considerevole impatto sulla prestazione energetica dell’edificio, che per asciugarsi sottrae calore alla casa, causando, di fatto, l’effetto contrario a quello che un cappotto dovrebbe garantire, cioè quello di conservare il calore interno. Quando un liquido evapora sottrae all'ambiente una quantità di calore pari al calore latente di evaporazione mantenendo più bassa la temperatura superficiale della parete rispetto alle condizioni asciutte, aumentando quindi il flusso energetico attraverso la parete, i programmi di calcolo energetico non tengono conto di questi fenomeni.

I valori di conduttività termica λ forniti dalle aziende sono valori statistici, ricavati in laboratorio in condizioni di temperatura e umidità costanti. L’esperienza di tutti i giorni ci dice però che la temperatura e l’umidità variano continuamente durante la giornata e nell’arco delle stagioni, oltre che secondo le condizioni climatiche. Ne consegue che il materiale isolante opera quindi in condizioni differenti rispetto a quanto riprodotto in laboratorio per la misura del parametro λ e rispetto ai parametri climatici statistici del progetto.


Fig.8: cappotto sintetico ammalorato da biodegrado prima dell’applicazione intonachino di finitura.

A causa di una sospensione prolungata del cantiere si è verificato uno sviluppo di alghe sulla facciata prima dell’applicazione dell’intonachino di finitura. Per ovviare a questo fatto, gli intonachini di finitura a spessore da applicare sulla rasatura armata del cappotto sono additivati con biocidi chimici anti alga: oltre ad essere velenosi e rappresentando dunque un potenziale pericolo per le falde acquifere e la salute, c’è da chiedersi quale durata possono avere nel tempo? 

Da tutte queste considerazioni ci rende conto quanto sia indispensabile valutare molteplici parametri al fine di evitare potenziali situazione spiacevoli e dispendiose, come quelle sopra descritte.

Conclusioni e indicazioni pratiche:

Ai fini di una scelta consapevole delle caratteristiche del sistema cappotto per evitare le manifestazioni di biodegrado superficiale, ottenere elevati livelli di isolamento invernale ed estivo, salubrità indoor e durata nel tempo ,forniamo di seguito alcuni punti sui quali focalizzare la nostra attenzione nella scelta del sistema isolante a cappotto

-          La trasmittanza termica delle pareti :   valutare quanto è opportuno raggiungere limiti estremamente bassi (rispettando comunque i limiti richiesti dalle normative e agevolazioni);

-          Conduttività termica λ dell’isolante < 0,04 W/mK circa;

-          Elevata capacità termica dell’isolante: densità > 100 kg/m3, calore specifico > 1,9 kJ/kg K. *

 

 

 

-          Controllare la traspirabilita’ al vapore  Sd (spessore d’aria equivalente) = µ x Spessore;

-          Resistenza e stabilità dell’isolante in caso imbibizione d’acqua;

-          Verificare il comportamento acustico;

-          Resistenza alla presenza di insetti;

-          Resistenza alla marcescenza;

-          Verificare la traspirabilità della finitura al vapore;

-          Verificare l’assorbimento di acqua dell’isolante e come si comporta rispetto all ‘umidità;

-          Verificare comportamento autoestinguente dell’isolante e del sistema cappotto;

-          Verificare il ciclo di vita LCA (Life Cycle Assessment) dei componenti;

-          Verificare le modalità smaltimento a fine ciclo di vita;

-          Verificare le capacità intrinseche della finitura per contrastare la formazione di alghe in facciata;

-          Verificare la rispondenza dei materiali isolanti ai Criteri Ambientali Minimi.

 

Infine e non meno importante

-          Verificare l’assenza sostanze nocive per la salute umana…. Il bene più prezioso che abbiamo!

 

*A titolo di esempio confrontiamo alcuni materiali isolanti in termini di inerzia termica (combinando densità e calore specifico):

Polistirene d =20 kg/m3 , per c = 1,5  kJ/kg k presenta un valore di inerzia termica pari a 30 kJ/ m3 k;

Lana roccia d =70 kg/m3 , per c =1,1 kJ/kg k  presenta un valore di inerzia termica pari a 77 kJ/ m3 k;

Pannelli isolanti vegetali  d = 100 kg/m3 , per c = 2,3 kJ/kg k presenta un valore di inerzia termica pari a 230 kJ/ m3 k; (esempio pannelli in Canapa D100 e SUGHERO ESPANSO AUTOCOLLATO)

 

Già da questo semplice calcolo si osserva che pannelli isolanti vegetali offrono un’inerzia termica circa 7 volte maggiore del polistirene e quasi 3 volte la lana di roccia, questo è importante per limitare drasticamente la formazione di rugiada superficiale esterna, oltre che per massimizzare l’isolamento estivo e diminuire le dilatazioni per escursioni termiche

 

Se per qualche motivo e ragione si dovesse optare per l’utilizzo di sistemi cappotto con basso accumulo termico è necessario adottare finiture e trattamenti superficiali capaci di inibire in maniera efficace e molto duratura la proliferazione di alghe dovute all’accumulo in superficie di umidità, polveri e pollini.

 

Per quanto riguarda l’accumulo igroscopico di umidità nei materiali di finitura interna evidenziato di ricercatori in Fig. 5, al fine di evitare lo sviluppo all’interno di microorganismi e muffe,  vanno privilegiati materiali con funzione di regolazione igrotermica , l’assenza di materiale organico, pH alcalino, di composizione minerale  e trascurabile emissione di VOC. L’utilizzo di materiali sanificanti e attivi , nonché trattamenti ossidoriducenti, renderà molto più salubre l’aria interna a parità di ricambi d’aria effettuati.

Resto quindi a vostra disposizione per assistenza all’utilizzo di sistemi e soluzioni a risolvere le problematiche esposte

 

 

 

 


Fig.9: Cappotto GEOSANA- TON GRUPPE Arch. Marco Calliari -Zevio(VR) realizzato anno 2003

Ing. Marco Tinti Ancona

Link bibliografici di riferimento:

https://www.impresedilinews.it/il-cantiere-delledificio-salubre/

https://www.ingenio-web.it/3294-i-componenti-edilizi-e-il-troppo-risparmio-energetico

https://www.impresedilinews.it/files/2014/11/Costruire-in-laterizio.pdf