I muri di casa possono proteggere gli interni dall’eccessivo calore esterno grazie allo sfasamento termico.
L’estate è infine arrivata anche quest’anno, le giornate sono lunghe, il sole caldo, le temperature elevate e il comfort abitativo e l’efficienza degli edifici sono messi a dura prova. Per comprendere il modo in cui une edificio si comporta d’estate è utile conoscere e sfruttare, se possibile, lo sfasamento termico.
Cos’è lo sfasamento termico?
Lo sfasamento termico (ϕ) è il nome dato al ritardo nel rilascio del calore immagazzinato da un materiale quando la temperatura ambiente diminuisce. Dipende strettamente dalla massa termica del materiale, cioè la resistenza di un materiale al cambiamento di temperatura. In altre parole, la sua capacità di assorbire e immagazzinare energia termica. Maggiore è il tempo impiegato dal materiale a rilasciare l’energia termica accumulata, maggiore sarà lo sfasamento termico. Affinché un materiale possa fornire livelli adeguati di massa termica, dalla quale lo sfasamento dipende, è necessaria una combinazione di tre proprietà fondamentali:
- un’elevata capacità termica specifica (energia termica/kg)
- alta densità: più denso è il materiale, maggiore è la quantità di calore che può immagazzinare
- conduttività termica moderata: la velocità con cui il calore fluisce dentro e fuori dal materiale è più o meno sincronizzata con il ciclo giornaliero di riscaldamento e raffreddamento dell’edificio
Lo sfasamento termico dipenderà quindi dall’efficacia della massa termica e da quanto estreme sono le variazioni della temperatura ambiente. Quanto migliore è la massa termica nel trattenere il calore nelle parti più calde della giornata e quanto meno estreme sono le fluttuazioni della temperatura ambiente, tanto più lento è lo sfasamento termico e tanto più facile è regolare le temperature all’interno delle strutture.
Quando è più efficace lo sfasamento termico?
La massa termica e lo sfasamento termico sono concetti particolarmente utili laddove esiste una grande differenza tra la temperatura esterna diurna e notturna. La massa termica del materiale può essere infatti in questo caso utilizzata per immagazzinare calore quando fa caldo in modo che l’energia possa poi essere rilasciata e utilizzata quando le temperature scendono. Ciò accade soprattutto d’estate, quando appunto c’è più differenza di temperatura tra giorno e notte.
Nei mesi più caldi, quindi, è fondamentale conoscere la capacità dell’involucro edilizio di casa propria di sfasare e di attenuare il flusso termico, cioè il flusso di calore che attraversa i materiali. Questa capacità, nota come trasmittanza termica periodica, dipende dall’inerzia termica del materiale, di cui lo sfasamento termico è un indicatore fondamentale. L’altro indicatore è la il fattore di attenuazione, il rapporto tra la trasmittanza termica periodica e quella stazionaria tipica dell’inverno. Si tratta della quantità di calore che si trasferisce da un ambiente caldo a uno freddo attraverso una superficie.
Il lento raffreddamento notturno di una casa dopo che il muro esterno di mattoni è stato riscaldato dal sole è un classico esempio di sfasamento termico. Questo fenomeno tra l’altro è anche il motivo per cui le alte temperature in estate continuano ad aumentare dopo il solstizio d’estate (in questo caso si parla di sfasamento stagionale). Ed è il motivo per cui le alte temperature giornaliere raggiungono i picchi nel pomeriggio invece che quando il sole è al suo massimo, a mezzogiorno.
Come ottimizzarlo?
Lo sfasamento termico viene misurato in ore e minuti. Un involucro edilizio dalle prestazioni ottimali avrebbe uno sfasamento di 24 ore e un’attenuazione pari a 0, ma queste condizioni sono più teoriche che reali. Un buon sfasamento infatti supera le 8 ore, con un’attenuazione inferiore a 0,3. Ciò significa che con una temperatura esterna di 35° alle 14.00, la temperatura interna raggiungerebbe lo stesso valore alle 22.00, quando sarà in realtà già stato smaltito ricambiando l’aria interna con l’ormai più fresca aria esterna.
Come si è detto, lo sfasamento dipende dalla capacità dei materiali utilizzati nell’involucro edilizio di trattenere il calore prima di rilasciarlo. Dall’isolamento dell’involucro dipende perciò la performance dell’edificio in tal senso. Per ottimizzare lo sfasamento e non dover dipendere dall’aria condizionata, bisogna realizzare la giusta stratigrafia di materiali.
L’isolamento termico dovrebbe essere posizionato il più lontano possibile dall’interno, come accade con il cappotto termico esterno. In assenza di cappotto, è possibile optare per l’insufflaggio, cioè il riempimento con materiali isolanti di muri dotati di un’intercapedine. Un’alternativa è la coibentazione dall’interno. Oltre ai muri, è però fondamentale isolare anche il tetto. Nel caso di un tetto inclinato, è possibile optare per un isolamento dall’esterno o dall’interno. Nel caso di un tetto piano, si può posizionare l’isolamento sotto lo strato impermeabile (copertura a tetto caldo) o sopra (copertura a tetto rovescio). Oltre all’isolamento termico vero e proprio, è possibile adottare soluzioni aggiuntive, come pitture anti-irraggiamento per le facciate e l’utilizzo di cool materials sul tetto o la costruzione di un tetto verde.
