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Termica dei sistemi a secco con pannelli sandwich

Pannello sandwich, Isolamento termico

Termica dei sistemi a secco con pannelli sandwich

28 giu, 2019

Lo scambio di calore tra due corpi a differenti temperature può avvenire con diverse modalità: per conduzione, convezione o per irraggiamento. Gli scambi termici possono essere determinati da una o più modalità di trasmissione del calore. Per esempio nei materiali plastici cellulari, come il poliuretano, gli scambi termici avvengono principalmente per conduzione, attraverso la fase gassosa all’interno delle celle e attraverso le pareti solide, ma anche per irraggiamento. La schiuma poliuretanica utilizzata come isolante termico ha normalmente valori di densità compresi tra i 30 e i 40 kg/m3. All’interno di questo intervallo si riscontrano, senza evidenti differenziazioni, i valori più bassi di conducibilità termica. Un altro parametro significativo è la percentuale di celle chiuse che nelle schiume poliuretaniche utilizzate come isolanti termici è normalmente superiore al 90%.

Le lane minerali, a fronte di prestazioni meno spiccate in termini di resistenza termica forniscono però migliori valori di sfasamento termico che vanno considerati nell’economia della scelta del corretto mix di strati e in dipendenza del contesto geografico e applicativo.

Il contributo all'isolamento termico dei pannelli sandwich

Il pannello sandwich può avere un’applicazione architettonica diretta, a vista e quindi come finitura dell’involucro esterno, oppure fungere da supporto a una pelle finale, di ventilazione ed estetica, oppure ad una stratigrafia di copertura.

In tutti i questi casi, oltre a definire da subito caratteristiche strutturali e di tenuta ad aria e acqua, i pannelli forniscono un importante contributo di isolamento termico configurandosi come strati molto importanti nell’ambito di un sistema “resistivo” dove il comportamento fisico-tecnico si collega alla leggerezza e all’isolamento più che alla massa e all’inerzia termica.

 In generale i seguenti punti critici che l’involucro deve assolvere:

  • tenuta idraulica, necessità di sormonti (overlapping);
  • continuità termo-isolante e tenuta all’aria (ricoperture e sigillature);
  • dilatazioni termiche (progettazione dei giunti e oculata scelta cromatica);
  • montaggio (facile manutenzione e sostituibilità eventuale nel tempo);
  • protezione del nucleo isolante ai bordi liberi (raggi UV ma anche animali);
  • compatibilità geometrica lungo le interfacce;
  • compatibilità geometrica fra pannelli di differente sagomatura o spessore;
  • progettazione e scelta della protezione dei coils (durabilità).

Per le prestazioni termiche devono necessariamente aggiungersi diversi livelli di stratificazione prestazionale come tutti i materassini di intercapedine con ulteriori funzioni di isolamento ma anche di sfasamento termico e attenuazione così da raggiungere il comfort sia in inverno che in estate e ottenere elevate prestazioni energetiche secondo gli attuali standard europei NZEB (Nearly Zero Energy Buildings) e Active House. Da non dimenticare la componente acustica e la necessità che la struttura secondaria di involucro interno, che normalmente regge le lastre in gesso rivestito con barriera al vapore interposta, sia desolidarizzata, svincolata rispetto alle strutture di involucro esterno (pannelli compresi). 

Tutte le norme europee relative ai materiali isolanti prevedono la comunicazione al mercato (tramite l’etichetta che comprende la marcatura CE per i singoli prodotti) del valore di Resistenza Termica Dichiarata e, possibilmente, quello della conducibilità dichiarata. Questi valori devono essere comprensivi delle correzioni statistiche, che li rendono rappresentativi del 90% della produzione con il 90% di confidenza statistica, e devono corrispondere al coefficiente di conducibilità termica medio per 25 anni di esercizio. Nelle schiume poliuretaniche rigide il fattore che più determina la variazione nel tempo delle prestazioni isolanti è il fenomeno di scambio diffusivo con l’esterno degli agenti espandenti contenuti nelle celle, noto con il termine di “invecchiamento”. Per altre tipologie di isolamento le cause di invecchiamento e di decremento prestazionale sono invece multiple. 

Per la verifica delle possibili condense all’interno delle stratigrafie, obbligatoria per tutti i nuovi edifici in base al D.Lgs. 192/2005, si utilizza il Metodo Grafico di Glaser che considera lo spessore, la resistenza termica e il fattore di resistenza alla diffusione del vapore.

Tutti i materiali di natura non metallica sono più o meno permeabili al vapore. La permeabilità al vapore di un materiale può essere considerata, a seconda del tipo di applicazione e delle sue condizioni di esercizio, una caratteristica positiva, poiché permette il normale flusso del vapore, o negativa. In alcune applicazioni può infatti essere necessario, oltre al corretto dimensionamento della resistenza termica, anche prevedere l’inserimento di uno schermo o barriera al vapore sul lato caldo della struttura allo scopo di evitare i fenomeni di condensa interstiziale.

La funzionalità dei pannelli sandwich per un'ottima performance termica

Dal punto di vista funzionale l’accostamento fra pannelli con giunti battentati, a incastro o simili significa garanzia di tenuta termica, idraulica e all’aria grazie a elementi di ricopertura e guarnizioni inserite nei punti critici.

Accostando pannelli differenti o porzioni risultanti da tagli in opera e sagomature si deve aver particolare cura di ripassare sempre, con schiuma “a rifiuto” che verrà poi eliminata, le linee di taglio ricoprendole poi con scossaline estetiche e protettive. Simile operazione va sempre fatta anche nelle linee di interfaccia tra pannelli e serramenti, sia in orizzontale che in verticale, dove le strutture secondarie (telai fissi) collegate alle primarie vanno accuratamente protette, mediante isolamento a placcatura o schiumate, lungo le linee di transizione che altrimenti definirebbero fastidiosi ponti termici lineari. Anche queste linee vengono poi protette e mascherate esteticamente da idonei imbotti e profili metallici sottili a tenuta idraulica, rifiniti da siliconature negli spigoli. Gli “imbotti” sono pertanto un elemento primario e non prescindibile nella composizione, nella funzionalità e nell’estetica di una facciata a vista in pannelli sandwich.

Si tratta di un “mecano” (nel vero senso originario di make and know) dove tutto è “contabile” e calcolabile in termini esatti, a partire dalle performance termiche; le quantità sono infatti progettabili e poi misurabili, verificabili in quanto discretizzate.

Gli elementi, eventualmente smontabili, disassemblabili e riutilizzabili/riciclabili a seconda della situazione futura, uniscono al risparmio energetico anche altre importanti chiavi di scelta sostenibile.

 

Da sapere:

  • Sfasamento termico: lo sfasamento è l'arco di tempo che serve all'onda termica per fluire dall'esterno all'interno attraverso un materiale edile. Maggiore è lo sfasamento, più lungo sarà il tempo di passaggio del calore all'interno dell'edificio.
  • NZEB: un edificio il cui consumo energetico è quasi pari a zero. Gli NZEB, quindi, sono edifici ad elevatissima prestazione che riducono il più possibile i consumi per il loro funzionamento e l’impatto nocivo sull’ambiente.

Scritto da

Marco Imperadori
Marco Imperadori

Professore Ordinario di Produzione Edilizia, titolare della cattedra di Progettazione e Innovazione Tecnologica, delegato del Rettore per l’Estremo Oriente Politecnico di Milano. Membro della commissione sostenibilità di Fondazione Promozione acciaio. - (Fotografia di A. Avezzù)

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