Architettura tecnica

CIRCOSCRIVERE LO SPAZIO: LE CHIUSURE

La chiusura di un edificio è l’insieme delle unità tecnologiche e degli elementi tecnici che

hanno la funzione di separare e proteggere gli spazi interni rispetto all’esterno. Le chiusure si

articolano in porzioni opache o trasparenti, in parti fisse e chiuse e in parti mobili e apribili.

Le chiusure possono essere divise in:

- Chiusure verticali: costituiscono la facciata dell’edificio, sono perimetrali opache o

serramenti.

- Chiusure superiori: copertura dell’edificio.

- Chiusura inferiore: attacco a terra o delimitazione inferiore su spazio aperto.

Le chiusure devono soddisfare il benessere e la sicurezza, a cui seguono altre esigenze

importanti, ovvero, la salvaguardia ambientale, l’aspetto e la gestione. Altre sottocategorie

sono: controllo del flusso luminoso, inerzia termica, condensa interstiziale e superficiale,

dispersione del calore, isolamento acustico, isolamento termico, manutenibilità, pulibilità,

resistenza a fuoco, resistenza alle intrusioni, resistenza all’irraggiamento, resistenza

meccanica, ventilazione.

La chiusura, quindi, può essere definita come delimitazione fisica (barriera che garantisce

condizioni di sicurezza) e filtro (controlla gli scambi tra interno ed esterno). Il ruolo

dell’involucro come filtro assume oggi particolare rilievo a fronte dell’obiettivo di riduzione

degli impatti ambientali, che impone particolare attenzione al risparmio energetico e alla

riduzione dell’inquinamento, legato alle emissioni degli impianti di riscaldamento. In un

ambiente confinato il controllo del comfort termico avviene mediante il sistema di chiusura

dell’edificio e degli impianti tecnologici. Le caratteristiche dell’involucro e la scelta degli

impianti devono essere determinate in maniera fortemente relazionata. Se l’obiettivo è il

risparmio energetico, risulta prioritario operare scelte finalizzate all’ottenimento di un

involucro capace di garantire le condizioni di benessere riducendo il ruolo degli impianti. Il

confort termico è determinato da 5 fattori:

1. Temperatura dell’aria

2. Radiazione termica

3. Umidità relativa

4. Velocità di movimento dell’aria

5. Caratteristiche termiche delle superfici con cui il corpo entra in contatto

La radiazione termica del sole che entra attraverso le superfici vetrate viene catturata

all’interno dell’edificio, innalzando la temperatura dell’aria interna. L’umidità relativa tende a

ridursi con l’aumento della temperatura dell’aria. Oltre all’interdipendenza, esiste anche una

buona intercambiabilità tra i fattori che regolano il confort termico. Se in un ambiente interno

in inverno la temperatura dell’aria è più bassa delle condizioni di comfort termico (18°C), ma

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le superfici perimentrali sono a temperatura più alta, la radiazione calda emanata dalle pareti

ci garantisce condizioni di comfort. Viceversa, per l’estate.

I buoni principi dell’architettura bioclimatica riguardano:

- Favorire l’ingresso del sole attraverso le superfici vetrate in inverno, per ottenere

l’innalzamento della temperatura interna e schermare le superfici vetrate in estate per

evitare il surriscaldamento.

- Favorire la ventilazione naturale in estate

- Scegliere materiali per l’involucro che favoriscano l’isolamento termico

- Usare masse termiche che accumulino il calore in eccesso e lo rilascino gradualmente

nel tempo (inerzia termica)

- Evitare in inverno la presenza di superfici radiative fredde

In particolare, oggi la normativa sull’eXicienza energetica degli edifici impone valori minimi di

trasmittanza termica per l’involucro proprio per contenere le dispersioni termiche. Sempre la

stessa normativa impone inoltre l’adozione di involucri dotati di inerzia termica allo scopo di

creare condizioni di comfort termico in estate e ridurre l’uso degli impianti di raXrescamento.

Le chiusure dell’edificio, opache e trasparenti, sono elementi che definiscono la forma

complessiva dell’edificio e determinano le caratteristiche formali degli spazi interni. Occorre

sottolineare che le chiusure si sono notevolmente complessificate nell’arco dell’ultimo

secolo.

Isolamento termico

Per isolamento termico si intende la capacità di una parete di ridurre il flusso di calore che la

attraversa per conduzione. Il parametro che definisce l’isolamento termico di una parete è la

resistenza termica R [m^2K/W]. Il suo inverso 1/R è la trasmittanza termica U [W/m^2K].

Tendenzialmente, più il materiale è leggero più è isolante termicamente. Per questo molti

materiali sono poco isolanti, come il laterizio e il calcestruzzo, per migliorare le proprietà di

isolamento termico agiscono o sulla forza del blocco o sulla porizzazione dell’impasto

(diminuendo il pesp specifico). Per isolare in maniera eXiciente, con spessori ridotti, è

opportuno utilizzare i materiali isolanti. I materiali isolanti sono materiali a basso peso

specifico (10-200 kg/m^3), porosi. Minore è la loro densità, minore è la loro conducibilità

termica, maggiore è il loro potere isolante. L’isolamento termico deve essere uniformemente

distribuito lungo tutto lo sviluppo perimetrale delle chiusure. Interruzioni di tale continuità

determinano dei ponti termici, particolarmente problematici sia perché costituiscono punti di

dispersione del calore sia perché la diXerenza di temperatura tra le parti di un edificio ben

isolate e le parti non isolate bene determina formazione di una condensa superficiale e

ammaloramenti. I punti particolarmente critici sono in corrispondenza dell’incontro tra

struttura portante e chiusure e tra chiusure opache e serramenti. 50

Isolamento acustico

Le chiusure devono garantire la protezione degli spazi interni dai rumori provenienti

dall’esterno. Il suono si propaga nell’aria ma può essere trasmesso anche tramite i materiali

da costruzione. L’arresto della propagazione delle onde sonore può essere ottenuto attraverso

la massa della parete (l’attenuazione acustica è proporzionale alla massa) o per

interposizione di uno strato di interruzione (isolante o intercapedine d’aria). I requisiti di

isolamento acustico standardizzato imposti dalla normativa variano in relazione alla

destinazione funzionale. Si va dai 40 decibel nel caso della residenza fino ai 48 decibel nel

caso delle scuole. La definizione di isolamento acustico standardizzato di facciata

presuppone la conoscenza del potere fonoisolante della soluzione tecnica di chiusura opaca,

da utilizzare all’interno di un calcolo complesso che tiene conto di una sorta di media tra il

comportamento acustico delle superfici di involucro opaco e delle superfici di involucro

trasparente, della loro posizione reciproca, della conformazione degli ambienti ecc. il potere

fonoisolante ai rumori aerei delle chiusure opache in generale è buono dal momento che la

presenza di massa o di elevati spessori consente di garantire 40-50 dB. La prestazione di

isolamento acustico dell’interno del sistema di chiusura è però fortemente influenzato dai

serramenti. In situazioni particolarmente critiche di rumorosità esterna si può ovviare

scegliendo vetri multipli e stratificati.

Inerzia termica

La ricerca di porosità che caratterizza l’evoluzione dei materiali e dei prodotti al fine di

migliorare le prestazioni di isolamento termico, va a detrimento dell’inerzia termica, poiché

rende leggeri i materiali e riduce la massa termica. Solo il legno è caratterizzato da un’elevata

capacità termica come caratteristica da parte del materiale e da una densità non troppo

elevata. La capacità termica è la capacità da parte dei materiali da costruzione di

immagazzinare calore. In generale la capacità termica è proporzionale alla massa. I materiali

dotati di elevata capacità termica sono l’acqua, il terreno, il laterizio, la pietra e il

calcestruzzo.

Controllo della condensa interstiziale

Nell’aria è sempre presente vapore acqueo. Più l’aria è calda, più vapore acqueo contiene. Per

definire il contenuto di vapore acqueo presente nell’aria si parla di umidità relativa. Negli

spazi interni è sempre presente vapore acqueo. Se l’aria contenente vapore acqueo lambisce

una superficie fredda, l’aria raggiunge il punto di rugiada e il vapore acqueo condensa

trasformandosi in acqua. La formazione di condensa superficiale in genere avviene sulle

superfici dei vetri in inverno, che sono più fredde della temperatura interna. Avviene anche in

corrispondenza di tutte le interruzioni di continuità dell’isolamento termico delle chiusure,

ossia in corrispondenza dei ponti termici, dove la formazione di condensa può generare

muXe. Inoltre è possibile la formazione di condensa interstiziale negli strati interni delle

chiusure. La maggior parte dei materiali da costruzione oXre scarsa resistenza a tale

passaggio. In particolare, lo strato isolante, essendo poco poroso assorbe l’acqua di 51

condensa, perdendo il suo potere isolante deteriorandosi. Per evitare fenomeni di

condensazione interstiziale, è necessario inserire uno strato con funzione di barriera al vapore

in corrispondenza della faccia dello strato isolante rivolta verso l’ambiente più caldo.

Chiusure verticali opache

Per chiusura verticale opaca si intende l’unità tecnologica che separa verticalmente l’interno

dell’edificio dall’esterno. Le chiusure verticali opache possono essere distinte in:

- Pareti perimetrali verticali a massa

- Pareti perimetrali verticali leggere

Esse devono soddisfare i seguenti requisiti:

- Isolamento termico

- Inerzia termica

- Isolamento acustico

- Controllo della condensa interstiziale

- Controllo della condensa superficiale

- Resistenza meccanica ai carichi verticali e alle sollecitazioni orizzontali

Inoltre, per loro posizione, le chiusure verticali assumono un ruolo rilevante nella

connotazione morfologica e linguistica dell’edificio, caratterizzandone l’aspetto e l’immagine.

Il soddisfacimento dei requisiti implica una scomposizione della parete in strati o livelli

funzionali che, in fase di progettazione, vengono organizzati. Gli strati, pertanto, sono entità

funzionali distinte, organizzate in modo tale da formare pareti omogenee.

A ciascun elemento è attribuibile una o più funzioni che ne permettono la distribuzione in:

- Strati di trattenuta (barriera al vapore, tenuta all’acqua, tenuta all’aria).

- Strati di isolamento (termico e acustico)

- Strati