Il comportamento energetico di involucri in laterizio "faccia a vista"
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Il comportamento energetico
di involucri in laterizio “faccia a vista”
DI C. Monticelli
Politecnico di Milano, Dipartimento BEST
Viene presentato un sintetico repertorio di soluzioni valori di trasmittanza, riducendo i consumi energetici
d’involucro in laterizio con rivestimento esterno in per la climatizzazione, ma con un valore aggiunto: il
mattoni “faccia a vista”, caratterizzate da presta- comfort termico degli ambienti abitati, grazie alla mas-
zioni termiche conformi ai valori limite imposti dal sa volumica dei materiali, è in grado di svolgere una
D.Lgs. 311/06 per la soglia temporale del 2010, in zo- vera e propria funzione di regolatore delle oscillazioni di
na F. In merito sono state condotte valutazioni in re- temperatura tra esterno e interno nell’arco della gior-
gime stazionario e dinamico periodico, utilizzando i nata. La capacità dei materiali di un involucro di trat-
parametri termici di prodotti dotati di marcatura CE, tenere il calore e di rilasciarlo gradualmente nel tempo
determinando per ogni “stratigrafia” esaminata la – l’inerzia termica – presenta vantaggi non solo legati al
resistenza termica e i fattori di attenuazione e sfasa- comfort interno, ma anche alla riduzione dei consumi
produzione e prodotti
mento, fondamentali ai fini del comfort ambientale. energetici. Uno dei modi più efficaci per il controllo del-
la climatizzazione degli spazi interni agli edifici, sia in
estate che in inverno, è proprio lo sfruttamento di que-
Il mattone “faccia a vista” riveste un ruolo di rilevanza sta proprietà dei componenti edilizi: in estate, il calore
nel progetto di architettura contemporaneo. Si tratta accumulato dall’involucro viene rilasciato gradualmen-
di un’antica tradizione investita da una intensa evolu- te all’interno degli ambienti con un periodo di ritardo,
zione tecnica e tipologica: sono aumentati i prodotti, la attenuando e rimandando quindi il picco di calore, ridu-
gamma di formati e colori; sono cambiate le tecniche cendo così la necessità di raffrescamento; in inverno,
produttive, di posa, di trattamento superficiale, al fine il calore accumulato durante il giorno viene restituito
di migliorare le prestazioni complessive e la durabilità agli ambienti nel tardo pomeriggio e durante la sera,
degli elementi. Alle soluzioni tecniche tipiche, messe in quando è necessario. Gli effetti positivi dell’inerzia
opera “a umido”, si affiancano oggi quelle evolute con termica sono, peraltro, quantificabili attraverso il pa-
le tavelle in “cotto”, assemblate a secco su montan- rametro “sfasamento” (che esprime il periodo di tem-
ti metallici a formare una facciata ventilata. L’ampia po necessario affinché il calore attraversi la parete e
gamma di soluzioni possibili è chiamata a soddisfare passi dall’altro lato, nell’ambiente interno dell’edificio)
numerosi requisiti normativi, tra i quali oggi riveste un e il fattore di decremento o “attenuazione” (un valore
ruolo assai significativo l’isolamento termico. A segui- adimensionale dato dal rapporto fra il flusso massimo
to dell’entrata in vigore dei D.Lgs. 192/05 e 311/06, della parete capacitiva e il flusso massimo della parete
concernenti il recepimento della Direttiva europea sul a massa termica nulla).
tema del risparmio energetico e del contenimento delle Affrontare un progetto con piena coscienza delle proble-
dispersioni termiche, si affacciano sul mercato sistemi matiche energetiche, significa, dunque, anche acquisire
di involucro caratterizzati da valori di resistenza ter- consapevolezza sul ruolo della massa termica.
mica molto performanti, ottenuti grazie all’impiego di Sulla base di tali considerazioni, appare opportuno pro-
elevati spessori di materiali isolanti; al contempo, le porre, nel seguito, un breve (e per questo non esau-
soluzioni di involucro che impiegano componenti mas- stivo) repertorio di soluzioni d’involucro costituite da
sivi, per essere termicamente conformi alla normativa materiali correntemente impiegati nel nostro Paese. In
specifica devono proporsi con spessori maggiori rispetto particolare, si analizzano alcune possibili stratificazioni
al passato, con una serie di ricadute sulla progettazione per la costruzione di murature in laterizio con il rivesti-
esecutiva e sulla fase di messa in opera. Occorre, tutta- mento esterno realizzato in mattoni “faccia a vista”,
via, osservare come le soluzioni leggere iperisolate, pur conformi ai valori limite imposti dal D.Lgs. 311/06 per
consentendo ottime prestazioni in termini di isolamento la soglia temporale del 2010, in zona F.
termico, presentino non pochi problemi nel garantire
un adeguato comfort interno negli edifici, soprattutto LE SOLUZIONI COSTRUTTIVE “FACCIA A VISTA”
quando sono calate nelle aree geografiche mediterra- La rassegna proposta di soluzioni tecniche in laterizio
nee, caratterizzate da lunghi periodi estivi con elevato con rivestimento in mattoni “faccia a vista” è il risultato
soleggiamento di una apposita indagine, in cui si è cercato di definire
Il ricorso a soluzioni d’involucro dotate di massa con- le stratigrafie di involucro più rappresentative tra quelle
sistente permette di raggiungere, comunque, idonei attualmente diffuse in Italia.
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Le otto soluzioni tecniche illustrate nelle schede se- La peculiarità delle soluzioni si individua nei diversi la-
guenti individuano quattro tipologie di stratificazione: terizi scelti per il rivestimento esterno:
• doppio strato con isolante in intercapedine e rivesti- • nelle stratificazioni 1 e 5 il rivestimento esterno è il
mento esterno di mattoni “faccia a vista” (stratifica- mattone pieno tradizionale, prodotto con la tecnica
zioni da 1 a 4); lo spessore dello strato murario inter- del “pasta molle”, formato 12 x 25 x 5,5 cm;
no è in blocchi di laterizio da 20 o 25 cm di spessore; • le stratificazioni 2 e 6 prevedono il mattone semipie-
• doppio strato con isolante, camera d’aria in interca- no, formato 12 x 25 x 5,5 cm, estruso con il 35% di
pedine e rivestimento esterno “faccia a vista” (stra- foratura;
tificazioni da 5 a 6); lo spessore dello strato murario • la stratificazione 3 ha come rivestimento un listello di
interno è di 25 cm; “cotto”, formato 6 x 25 x 5,5 cm;
• monostrato con rivestimento in listelli “faccia a vi- • le stratificazioni 4 e 7 presentano un listello in lateri-
sta”, senza materiale isolante (stratificazione 7); lo zio, formato 3,3 x 25 x 5,5 cm, ottenuto da un matto-
strato murario interno è di 45 cm; ne estruso spaccato a metà;
• monostrato con rivestimento a cappotto e listelli in • nella stratificazione 8 il rivestimento è di recente con-
laterizio (stratificazione 8); la muratura in blocchi di cezione: un listello “a colla”, formato 1 x 25 x 5,5 cm,
laterizio si presenta con uno spessore di 30 cm. riconducibile alla famiglia dei “faccia a vista”, più
produzione e prodotti
Tab. I - Descrizione delle caratteristiche fisico-tecniche dei materiali e dei valori termici di progetto per una muratura a doppio strato con
isolante in intercapedine e mattoni pieni faccia a vista.
Tab. II - Descrizione delle caratteristiche fisico-tecniche dei materiali e dei valori termici di progetto per una muratura a doppio strato
con isolante in intercapedine e mattoni estrusi faccia a vista.
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propriamente una piastrella di laterizio incollata con 10351 (1994). Il calore specifico dei materiali, grandez-
malta cementizia sullo strato di isolante del rivesti- za correlata alla loro capacità termica, dato necessario
mento a cappotto. per il calcolo dei valori di sfasamento e attenuazione
Per la costruzione delle stratificazioni, sia per quanto dell’onda termica nella parete, è stato desunto dalla
riguarda i mattoni “faccia a vista”, sia per i blocchi in letteratura scientifica.
laterizio, si è fatto riferimento a prodotti, presenti sul Le caratteristiche termiche delle diverse soluzioni co-
mercato, dotati di marcatura CE, per i quali fossero di- struttive sono state calcolate considerando uno strato
sponibili le informazioni relative alle specifiche carat- di materiale isolante con conducibilità termica λ di
teristiche termiche. Nel caso dell’elemento di laterizio 0,03 W/mK e densità 45 kg/m3.
forato da 8 cm, si è fatto riferimento a dati tabellari Relativamente alle stratificazioni 5 e 6, con intercapedi-
tratti dalla norma UNI 10355 (1994). I dati di permea- ne d’aria tra l’isolamento e il paramento murario ester-
bilità al vapore per ogni strato delle murature prese in no, si è considerata l’intercapedine come non ventilata;
considerazione, riportati nelle tabelle a seguire, fanno per questa si è assunto il valore di resistenza termica
riferimento a valori tabulati indicati nella norma UNI con riferimento alla tabella del prospetto 2 della norma
produzione e prodotti
Tab. III - Descrizione delle caratteristiche fisico-tecniche dei materiali e dei valori termici di progetto per una muratura a doppio strato
con isolante in intercapedine e listelli faccia a vista da 6 cm.
Tab. IV - Descrizione delle caratteristiche fisico-tecniche dei materiali e dei valori termici di progetto per una muratura a doppio strato
con isolante in intercapedine e listelli faccia a vista da 3,3 cm.
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UNI EN ISO 6946. Vale comunque la pena precisare che re la formazione di umidità sulle superfici e la condensa-
il valore di resistenza termica dell’aria da assumere per zione interstiziale mediante la verifica di Glaser.
l’intercapedine, se fosse ventilata, non inciderebbe in In secondo luogo, si è proceduto a verificare il com-
modo sostanziale sui risultati dei valori termici. portamento termico delle stratificazioni per quanto
riguarda sfasamento e attenuazione, adottando la
LA VALUTAZIONE DELLE PRESTAZIONI TERMICHE procedura di calcolo riportata nella norma UNI EN ISO
Innanzitutto, è stato calcolato il valore di trasmittanza 13786 (2001) “Prestazione termica dei componenti per
termica delle chiusure verticali campionate, al fine di edilizia. Caratteristiche termiche dinamiche. Metodo
individuarne la rispondenza ai valori limite imposti dal di calcolo”, relativa alla trasmissione del calore attra-
D.Lgs. 311/06, per la soglia temporale del 2010, fino al- verso i componenti edilizi in regime dinamico periodi-
la zona F, secondo la procedura indicata dalla norma UNI co e sinusoidale, considerando le escursioni termiche
EN ISO 6946 (2007) “Resistenza termica e trasmittanza durante un periodo di tempo stabilito. I valori termici
termica. Metodo di calcolo”. dinamici, così determinati, fanno chiaramente emer-
In regime stazionario, è stata verificata anche la tempe- gere il ruolo della massa nelle prestazioni energetiche
ratura superficiale interna alla muratura, per controlla- delle murature.
produzione e prodotti
Tab. V - Descrizione delle caratteristiche fisico-tecniche dei materiali e dei valori termici di progetto per una muratura a doppio strato
con isolante e camera d’aria in intercapedine e mattoni pieni faccia a vista.
Tab. VI - Descrizione delle caratteristiche fisico-tecniche dei materiali e dei valori termici di progetto per una muratura a doppio strato
con isolante e camera d’aria in intercapedine e mattoni estrusi faccia a vista.
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LE CONDIZIONI AL CONTORNO po di giunto (che può essere realizzato con malta cemen-
I valori relativi alle grandezze termo-fisiche dei blocchi tizia, con malta isolante, solo orizzontale se il blocco è a
in laterizio, indicati nelle esemplificazioni, sono quelli incastro), oppure può essere considerata trascurabile se
dichiarati dai produttori nelle certificazioni UNI EN 1745 gli elementi stessi sono rettificati. La malta ha una condu-
o nei cartigli CE (la marcatura CE dei prodotti in late- cibilità termica maggiore rispetto ai prodotti in laterizio
rizio prevede che la prestazione del blocco sia espressa e quindi la prestazione di isolamento della muratura può
come resistenza termica R o come conducibilità termica ridursi anche del 10% rispetto alla resistenza termica di
equivalente λeq, funzione dello spessore dell’elemento). una soluzione senza la presenza dei giunti in malta.
I valori di resistenza indicati nelle tabelle di ogni strati- Con riferimento alle tabelle riportate a corredo della
ficazione sono stati costruiti a partire dai valori riportati presente nota, nella sezione relativa alle informazioni
nei cartigli CE dei prodotti (quindi dal valore di λeq o di R tecniche specifiche dei prodotti, sono indicate le carat-
dell'elemento) e sono stati corretti considerando il contri- teristiche relative alla specifica prestazione termica. La
buto dei giunti in malta sulle prestazioni termiche dello lettera P contrassegna blocchi portanti, con una percen-
strato complessivo. Infatti, la resistenza termica della tuale di foratura compresa tra 45 e 55% e spessore mini-
muratura, seppur composta da elementi con le medesime mo di 25 cm; le lettere GV stanno per giunto verticale,
prestazioni di resistenza termica, varia in relazione al ti- semplice o, in due casi, a incastro.
produzione e prodotti
Tab. VII - Descrizione delle caratteristiche fisico-tecniche dei materiali e dei valori termici di progetto per una muratura monostrato con
rivestimento a listelli faccia a vista da 3,3 cm.
Tab. VIII - Descrizione delle caratteristiche fisico-tecniche dei materiali e dei valori termici di progetto per una muratura monostrato con
rivestimento a cappotto e listelli a colla da 1 cm in laterizio.
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Si evidenzia che il valore di conducibilità termica degli CONSIDERAZIONI
strati in blocchi di laterizio è quello della muratura ed è Dalle valutazioni condotte sulle prestazioni termiche
comprensivo del contributo dei giunti. delle soluzioni prese in esame, possono essere tratte
Il valore della massa superficiale, riportato tra i risul- alcune considerazioni di larga massima, con una pre-
tati delle valutazioni, comprende naturalmente anche messa sui risultati ottenuti: questi sono strettamente
il peso dei giunti di malta. Si fornisce anche il valore legati alle stratificazioni indicate e alla scelta di specifi-
di massa superficiale della singola “stratificazione” con ci elementi in laterizio. Gli stessi valori termici possono
l’esclusione degli intonaci, come richiesto dal D.Lgs. essere ottenuti anche con altri spessori dei prodotti,
n. 311/06. oppure si possono avere risultati differenti da quelli qui
Le valutazioni sono state condotte con valori di conduci- riportati, seppur con le stesse dimensioni, qualora si
bilità termica equivalente degli elementi in condizioni a utilizzino prodotti con prestazioni termiche differenti,
secco; pertanto i risultati non considerano un eventuale modalità e materiali per la posa in opera diversi. Come
ruolo dell’umidità. si è detto, ogni prodotto può variare la propria presta-
Tutte le specifiche tecniche relative agli strati superfi- zione di resistenza termica in relazione a numerose va-
ciali interni, ai coefficienti liminari (interno ed esterno) riabili: densità e conducibilità termica dell’impasto in
sono stati mantenuti costanti. argilla, percentuale di foratura, geometria dei fori; le
In una specifica sezione (in alto a destra) delle schede, murature, inoltre, possono differire per tipo di giunto
si riportano le fasce climatiche in cui tali soluzioni co- (normale, a incastro, rettificato) e tipo di malta usato
struttive sono consentite dalla normativa cogente. per i giunti (normale o isolante).
produzione e prodotti
Fig. 1 - Quadro sintetico dei risultati sulle caratteristiche tecniche e le prestazioni termiche di diverse soluzioni di involucro in elementi di
laterizio e rivestimento esterno “faccia a vista”.
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I valori di trasmittanza termica delle stratificazioni ana- cuzione della muratura, per evitare cadute prestaziona-
lizzate variano in un intervallo tra 0,28 e 0,32 W/m2K. li che potrebbero portare alla formazione di condensa,
Per raggiungere valori performanti di trasmittanza, ri- rispetto alle previsioni progettuali. L’ordine degli strati
spondenti ai requisiti normativi per la soglia temporale nella sezione muraria, in regime stazionario, non altera
2010, fino a soddisfare il valore termico per la zona cli- il comportamento termico, avendo significato solo per
matica F, le stratificazioni in laterizio si presentano con quanto riguarda la possibilità di formazione di conden-
buoni spessori e uno strato integrativo di isolamento. sa. Gli effetti sul comportamento dinamico possono
È possibile ottenere valori di trasmittanza bassi anche invece essere rilevanti. È importante comprendere la
senza lo strato di isolamento, passando alle soluzioni in corretta distribuzione degli strati, in particolare la posi-
laterizio con maggiori spessori tra le stratificazioni cam- zione degli strati massivi, e valutare il comportamento
pionate. La soluzione monostrato 7, l’unica senza strato combinato di questi con gli isolanti termici. La posizione
isolante, ha una buona prestazione termica, pressoché dello strato isolante influisce sul comportamento in re-
identica a quella della soluzione 3 (muratura a doppio gime dinamico, soprattutto sul fattore di attenuazione,
strato con isolante interposto); tuttavia, lo spessore del- mentre ha poca influenza sul ritardo temporale.
la prima è di 52,3 cm, rispetto ai 40 cm della seconda. Dalla considerazione della variabile tempo, emergono
I valori termici delle stratificazioni si attengono ai limiti altri spunti di riflessione: pareti con trasmittanza termi-
di trasmittanza imposti dalla normativa e consentono di ca uguale hanno un comportamento identico dal punto
poter impiegare tutte le stratificazioni esaminate anche di vista della riduzione della dispersione di calore verso
in località situate in zona climatica F, quella con il valo- l’esterno, ma presentano un comportamento molto dif-
re limite più restrittivo. ferente dal punto di vista della conservazione del calore
Interessante appare il confronto tra le diverse soluzio- accumulato. Tutte le soluzioni sono caratterizzate da
produzione e prodotti
ni, all’interno delle quali l’unica variabile significativa fattori di attenuazione e sfasamenti interessanti. Non
è la percentuale di foratura degli elementi (1 con 2; esistono, in realtà, prescrizioni normative di valori di
5 con 6). Queste tipologie sono state esaminate con attenuazione e sfasamento conformi; possibili valori di
l’obiettivo di capire quale fosse l’incidenza sulle presta- riferimento possono essere tratti dal Protocollo Itaca
zioni termiche dell’impiego del mattone estruso “faccia (al punto 1.8, Inerzia termica), in cui è consigliato un
a vista” con una percentuale di foratura del 35%. Nelle valore di sfasamento minimo di 8 ore e non superiore a
soluzioni con mattone forato si può osservare un incre- 16 e un fattore di attenuazione ≤ di 0,40, per ottene-
mento della prestazione di isolamento intorno al 3% e re un punteggio corrispondente alla sufficienza. Per la
un leggero miglioramento dei valori di attenuazione e situazione estiva, in letteratura, si riscontra che valori
di sfasamento. prossimi alle 12 ore di sfasamento sono raccomandabi-
Complessivamente, tutte le soluzioni presentano valo- li e performanti: gli ambienti interni vengono raggiunti
ri di massa superficiale superiori ai 230 kg/m2, limite dalla temperatura esterna più elevata solo durante la
indicato nel D. Lgs. 311/06 con lo scopo di limitare i notte, con un ritardo di 12 ore, quando ormai la tempe-
fabbisogni energetici per la climatizzazione estiva e di ratura esterna si è abbassata verso valori minimi.
garantire un maggior comfort termico. I valori per le Le soluzioni analizzate confermano che con un incre-
soluzioni proposte sono compresi in un intervallo fra 330 mento del valore di sfasamento si ha una diminuzione
e 440 kg/m2. Si può osservare, in particolare, come a del valore di attenuazione. Di particolare spicco sono i
fronte dell’aumento della massa superficiale corrispon- valori di attenuazione e sfasamento della soluzione mo-
da sempre un aumento dello sfasamento e una riduzione nostrato non isolata (7), quella con massa superficiale
dell’attenuazione. maggiore: il valore di sfasamento è massimo e il fattore
Le stratificazioni 3 e 8 hanno pressoché lo stesso spesso- di attenuazione prossimo allo zero; avvicinarsi alle 20
re, il minore fra quelli delle soluzioni proposte. Tuttavia, ore di sfasamento può, tuttavia, risultare in certi casi
la stratificazione 3 è la più leggera, anche rispetto alla poco efficace, poiché la parete non si è ancora scaricata
8, che presenta una massa superficiale più consistente del calore assorbito, nel momento in cui deve comincia-
dettata dalla scelta di un blocco con densità maggiore. re ad accumulare altra radiazione termica.
Da un ulteriore confronto fra le due, la stratigrafia 3 ha È possibile considerare le stratificazioni 2 e 6 particolar-
una trasmittanza meno performante e capacità termica mente interessanti dal punto di vista della prestazione
maggiore rispetto alla 8; la sua “leggerezza” penalizza energetica, nonostante vada ribadito come complessi-
anche i valori termici dinamici con sfasamento minore e vamente non vi siano scostamenti eclatanti fra i valori
valore di attenuazione maggiore:quindi a parità di spes- termici ottenuti nelle differenti stratificazioni esamina-
sore la soluzione 8 è più performante. te. Infatti, sia la 2 che la 6 hanno valori di trasmittanza
La verifica di Glaser è positiva per tutte le murature va- identici (i più bassi tra quelli a confronto), il valore di
lutate: quindi non vi è il rischio di formazione di conden- sfasamento maggiore (escludendo quello della stratifi-
sa interstiziale. Va comunque evidenziato che, in quasi cazione 7, che si discosta da tutti) e, quindi, un fattore
tutti i casi, tra lo strato di isolante e l’intonaco, le due di attenuazione basso rispetto alle altre stratificazioni.
curve di pressione di vapore si avvicinano molto, per cui L’unica differenza significativa è lo scarto di 10 cm circa
si rende necessaria una particolare attenzione nella ese- dello spessore tra le due stratificazioni.
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