Biodegrado esterno degli isolamenti a cappotto: lo studio

Biodegrado esterno degli isolamenti a cappotto: lo studio

Gentile Professionista, Impresa edile e Committente sensibile al tema della salubrità indoor,

considerato il recente impulso governativo alla riqualificazione energetica, anche attraverso l’adozione di sistemi d isolamento a cappotto termico esterno, abbiamo ritenuto utile offrirvi degli spunti di riflessione inerenti la scelta di sistemi e materiali isolanti. Le seguenti considerazioni sono estratte dal lavoro di alcuni ricercatori dell’Università Politecnica delle Marche-UNIVPM-ANCONA che studiano da anni gli effetti prodotti dall’introduzione delle recenti normative sul risparmio energetico, sulla salubrità indoor e sulla durata dei componenti edilizi. Come spesso accade, una scelta del materiale 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. 

Riportiamo testualmente da Marco D’Orazio, Gianluca Cursio, I componenti edilizi e il “troppo risparmio energetico”, Costruire in Laterizio n. 154:
«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». A riguardo si veda la figura 1.

Fig.1. Tipico degrado algale su facciata con ETICS (Germania)

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.
Lo studioso 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. 2).

Egli 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 4 ed è particolarmente significativo per edifici fortemente isolati (fig. 3).

Fig.3. È evidente la più veloce formazione di alghe su superfici fortemente isolate.

L’ampia diffusione di sistemi d’isolamento esterno a cappotto, adottati 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, subiscono maggiormente le variazioni ambientali da cui sono sollecitati direttamente.
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. Tratto da convegno: “Risparmio energetico si, ma intelligente, a vantaggio della salubrità, della salute, e non solo dei consumi”, intervento di Marco D’Orazio Professore Ordinario, Dipartimento di Ingegneria Civile Edile e Architettura, Università Politecnica delle Marche.

Come si nota dalla curva blu (fig. 5) la cessione di calore verso la volta celeste si manifesta con una discesa della temperatura sotto il punto di rugiada per via della bassa capacità di accumulo termico del sistema cappotto “leggero”. È lo stesso fenomeno per esempio alla base della formazione sulle automobili di condensa e brina anche con temperature positive nelle notti di cielo sereno .

«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 – ricercatrice UNIVPM –, Progettare edifici N-Zeb in Clima Mediterraneo, 2016, Maggioli Editore). Conclusa dunque l’esposizione sintetica di letteratura scientifica in proposito proseguiamo con ulteriori considerazioni.

Anche sulle murature massive a seguito di realizzazione di cappotto “leggero” si verifica il disaccoppiamento termico e il conseguente potenziale bioedegrado; questo edificio di moderna realizzazione ha già richiesto interventi di pulizia e ripristino estetico delle facciate (foto sotto).

Esempi di biodegrado di cappotto in diverse zone di Ancona - foto Marco Tinti
Uffici del Parco Energetico la Fenice - Padova: condensa su cappotto a media capacità termica (lana di roccia) a causa del disaccoppiamento termico - foto di Ulrich Pinter

Per contrastare il proliferare del biodegrado, gli intonachini di finitura a spessore da applicare sulla rasatura armata del cappotto vengono additivati con biocidi chimici anti alga che rappresentano dunque un potenziale rischio aggiuntivo per le falde acquifere e la salute umana, c’è inoltre da chiedersi quale durata possa avere la protezione dei biocidi.

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, riservando l’utilizzo di materiali isolanti a bassa capacità termica all’interno di componenti massivi .

 

CONCLUSIONI E INDICAZIONI PRATICHE

Per 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 l’attenzione per valutare un sistema isolante a cappotto:
– La trasmittanza termica delle pareti non dovrebbe essere estremizzata verso valori bassi (rispettando comunque i limiti richiesti dalla normativa vigente);
– Conduttività termica λ dell’isolante < 0,04 W/mK circa;
– Elevata capacità termica dell’isolante: densità > 100 kg/m3, calore specifico > 2,0 kJ/kg K.

A titolo di esempio confrontiamo alcuni materiali isolanti in termini di inerzia termica (combinazione di densità e calore specifico):
Polistirene d =20 kg/m3 , per c = 1,5kJ/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; (Isolante Canaton® D100).

Già da questo semplice calcolo si osserva che i pannelli isolanti vegetali offrono un’inerzia termica circa 7 volte maggiore del polistirene e quasi 3 volte la lana di roccia, con un rischio quindi più ridotto di formazione della condensa superficiale esterna e migliore isolamento estivo.

Consideriamo inoltre:
– Spessore rasatura superiore ai 5 mm per aumentare inerzia termica
– Verificare la naturale e duratura capacità della finitura esterna nel contrastare la formazione di alghe in facciata
– Controllare la traspirabilità al vapore Sd (spessore d’aria equivalente) = µ x Spessore
– Resistenza e stabilità dell’isolante in caso imbibizione d’acqua
– Verificare il comportamento acustico del sistema
– Resistenza alla presenza di insetti
– Resistenza alla marcescenza
– Verificare la traspirabilità della finitura al vapore
– Verificare l’assorbimento acqua dell’isolante
– 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 di sostanze nocive per la salute umana… il bene più prezioso che abbiamo!

Per quanto riguarda l’accumulo igroscopico di umidità nei materiali di finitura interna evidenziato dai ricercatori in fig. 4, al fine di evitare lo sviluppo all’interno di microorganismi e muffe, vanno privilegiati materiali con funzione di regolazione igrotermica per limitare naturalmente le concentrazioni di umidità negli ambienti interni, l’assenza di materiale organico, pH alcalino, la composizione minerale e trascurabile emissione di VOC (Composti organici volatili). L’utilizzo di materiali sanificanti e attivi renderà molto più salubre l’aria interna a parità di ricambi d’aria effettuati: approfondiremo questo tema in un prossimo articolo. Da non perdere!

Sitografia:
https://www.agenziacasaclima.it/it/protezione-dal-caldo-e-isolamento-delledificio–9-2003.htmlhttps://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
https://docplayer.it/107173110-Risparmio-energetico-si-ma-intelligente-a-vantaggio-della-salubrita-della-salute-e-non-solo-dei-consumi-prof-marco-d-orazio-universita.html



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