Isolamento termico dall’interno: diagnosi, intervento e verifica di un intervento | Architetto.info

Isolamento termico dall’interno: diagnosi, intervento e verifica di un intervento

Gli esperti di Anit ripercorrono le diverse fasi dell’approccio a un intervento completo di isolamento termico dall'interno

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di Alessandro Panzeri(Anit – Associazione per l’isolamento termico e acustico), Matteo Pontara (Architetto, Naturalia Bau), Roberto Rinaldi (Perito Industriale, ITC Infrared Training Center / Flir Systems)

Nel corso degli ultimi anni Anit (Associazione per l’isolamento termico e acustico) ha rilevato dalle domande del mondo professionale e dalle soluzioni proposte dalle aziende un progressivo aumento delle problematiche legate alla presenza di umidità nelle strutture in superficie. In generale, di fronte ai fenomeni di degrado derivanti da queste problematiche, si presentano alcune criticità:
– individuare il fenomeno in modo ingegneristico
– individuarne le cause
– proporre le possibili soluzioni, progettarle e realizzarle

Gli attuali strumenti a disposizione del progettista e le soluzioni proposte dalle aziende sono adeguate: il presente articolo è un estratto del manuale Anit “Diagnosi, intervento e verifica di un intervento di isolamento termico dall’interno” realizzato grazie al prezioso contributo di due aziende associate, Flir Systems e Naturalia Bau, che mostra un esempio di processo virtuoso che porta l’utente a risolvere il proprio problema in ottica di evitare qualsiasi forma di contenzioso.

L’approccio al tipo di problematica prevede:
– un’indagine preliminare che evidenzi rapidamente il problema in essere
– un’indagine avanzata che porti alla produzione di un modello di calcolo predittivo validato con le informazioni strumentali per poter progettare l’intervento risolutivo
– la realizzazione dell’intervento di isolamento termico con le diverse fasi di posa
– il collaudo finale strumentale dell’efficacia dell’intervento

L’articolo ripercorre le diverse fasi dell’approccio nella speranza di dare un contributo all’approfondimento dei temi di igrotermia.

Umidità superficiale – diagnosi preliminare

Figura 1

Figura 1: possibili tipologie di umidità superficiale derivante da diverse cause

Oggetto di studio sono stati fenomeni di umidità superficiale localizzati in nodo d’angolo in corrispondenza di due pareti in laterizio a contatto con la copertura in legno di un tetto a falde di una villetta bifamiliare costruita negli anni ’90 e con un livello di isolamento termico generale scarso. Il fenomeno è individuabile dalla figura 1 nel caso [B] e mostrato nell’immagine 2.
Il tipo di indagine preliminare condotta (è stato usato lo strumento FLIR MR 176, termo-igrometro portatile con tecnologie IGM – Infrared Guided Meausurement), ha localizzato con immagini termografiche la posizione nel nodo e la distribuzione dell’umidità. La visione di insieme delle immagini termografiche consente una prima raccolta di informazioni preziosa relativa ai fenomeni di degrado in essere.

Figura 2

Figura 2: fotografia del nodo oggetto di indagine con problematiche di degrado

Figura 3

Figura 3: immagine termografica: temperatura superficiale più bassa, distribuita in corrispondenza delle zone di riempimento della muratura tra i travetti

L’indagine preliminare ha quindi evidenziato che i fenomeni di degrado superficiale (indicati con il cerchio) sono corrispondenti alle posizioni in cui si manifestano temperature superficiali più basse. Temperature superficiali ridotte nei nodi indicati possono manifestarsi per diverse cause (anche contemporanee) legate alla trasmissione di calore (condensazione superficiale), all’infiltrazione di aria o all’evaporazione di umidità. Un’analisi più avanzata può individuare precisamente il tutto e quindi proporre la soluzione.

Per poter indagare preliminarmente strutture oggetto di degrado, è opportuno disporre durante il primo sopralluogo di strumentazione in grado di stimare e/o misurare:
– distribuzione della temperatura superficiale delle strutture per indagare posizione e tipologia dei fenomeni di degrado (uso delle termo camere)
– temperatura e umidità relativa dell’aria per capire in prima battuta le condizioni al contorno interne ed esterne dell’ambiente
Queste informazioni consentono di valutare quantitativamente le operazioni successive legate all’indagine avanzata.

Figura 4

Figura 4: informazioni igrotermiche necessarie per indagini base

Validazione del modello con indagine avanzata
Individuate le aree critiche con temperatura superficiale bassa si procede alla modellazione con software agli elementi finiti dei componenti edili che costituiscono il nodo. Lo scopo è di produrre, sulla base delle informazioni rilevate in campo (spessore e tipologia di parete), un modello di calcolo da validare con le informazioni strumentali acquisite. Se il modello rappresenta sufficientemente la realtà è possibile stabilire la causa igrotermica e quindi progettare l’intervento risolutivo.
La valutazione agli elementi finiti predittiva con le condizioni al contorno ritrovate durante l’indagine termografica (T aria esterna = 3 °C e T aria interna = 16°C) ha portato ai seguenti risultati (il calcolo è stato realizzato con software agli elementi finiti validato in accordo con UNI EN 10211 – IRIS 3):

Figura 5

Figura 5: nodo di angolo di parete con elaborazione agli elementi finiti

Figura 6

Figura 6: nodo di angolo di parete con indagine termografica

Le indagini in campo sono state condotte in condizioni molto favorevoli e vicine al “regime stazionario”. La temperatura dell’aria esterna è infatti rimasta praticamente costante, prima dell’indagine, intorno a 3 °C e la temperatura dell’aria interna è stata fissata a 16 °C. I valori di temperatura superficiale interna dei nodi oggetto di studio sono indicati nei termogrammi.
I componenti edilizi costituenti la parete e la copertura dell’edificio esistente sono stati stimati, in base all’osservazione, come parete in laterizio alveolato da 30 cm con 2 cm di intonaco interno ed esterno con un valore di trasmittanza pari a U = 1.0 W/m2K.

Figura 7

Figura 7: nodo di angolo di parete con elaborazione agli elementi finiti; le temperature superficiali sono coerenti

I valori di temperatura superficiale interna valutati con indagine termografica e con valutazioni predittiva sono coerenti. E’ quindi possibile studiare i nodi bidimensionali ai fini delle comprensione dei fenomeni igrotermici in atto e della loro soluzione.
Si studia il nodo in accordo con l’attuale legislazione vigente (D.M. 26 giugno 2015), imponendo quindi le attuali condizioni di progetto per l’ambiente interno. Il nodo di angolo ha una temperatura superficiale che comporta il rischio di formazione di muffa. I fenomeni di degrado in essere sono quindi derivanti da uno scarso livello di isolamento termico del nodo. In fase di progettazione sarà possibile valutare in modo adeguato la possibilità di intervento e il controllo delle conseguenze igrotermiche.

Quindi come intervenire?
Grazie all’impiego della strumentazione di misura e della validazione dei modelli di calcolo predittivi, le conclusioni sono:
– i fenomeni di degrado dipendono dalle temperature superficiali causate dai ponti termici. Tra le varie ipotesi di intervento di isolamento termico si potrà verificare se i fenomeni si risolveranno o meno
– la parete esistente, pur essendo il fabbricato di recente costruzione, ha una valore di trasmittanza paragonabile a quello di un edificio esistente.
Sulla base delle conclusioni si propone un intervento di isolamento termico dall’interno che:
– riduca il valore di trasmittanza termica riducendo le dispersioni energetiche nel rispetto dei requisiti minimi del D.M. 26 giugno 2015
– riduca il rischio di formazione di fenomeni di degrado superficiale legati al ponte termico.
Grazie alle indagini strumentali e con un parallelo impiego di valutazione analitiche predittive è possibile governare pienamente il tipo di intervento di isolamento proposto e le conseguenze dell’intervento in termini di rischio di fenomeni di degrado, loro soluzione e di riduzione di fabbisogno energetico.

Requisiti minimi in relazione al D.M. 26 giugno 2015 e FAQ del 1° agosto 2016
L’intervento di isolamento termico proposto, indipendentemente dal titolo abilitativo richiesto, si configura come una “riqualificazione energetica” poiché la parete oggetto di intervento riguarda una superficie di area inferiore al 25% della superficie disperdente complessiva dell’edificio.
Lo schema tratto dalla guida Anit, descrive in sintesi i requisiti minimi in funzione dell’intervento:
C = trasmittanza termica media, E = deroga all’altezza minima, F = verifiche igrotermiche, I = schermature mobili per serramenti, K = cool roof per coperture Q = termoregolazione

Figura 8

Figura 8: estratto schema guida Anit per l’individuazione dei requisiti di legge

Il progetto di isolamento deve quindi concentrarsi su una soluzione che:
– isoli termicamente nel rispetto dei limiti di legge la parete comprendendo i ponti termici al perimetro
– non abbia rischio di condensazione interstiziale
– non abbia rischi di formazione di muffa superficiale

Il progetto
Si procede seguendo una delle proposte di isolamento dall’interno denominata Igrosan di Naturalia Bau, azienda associata ANIT, così costituta:

Figura 9

Figura 9: esempio di stratigrafia d’intervento di isolamento dall’interno

Figura 10

Figura 10: esempio di soluzione di nodo tra copertura in legno e parete isolante dall’interno

L’intervento di isolamento termico così composto, considerando il laterizio alveolato esistente, porta ad una struttura con un valore di trasmittanza termica U = 0.33 W/m2K. La struttura è a contatto con la copertura, il solaio verso locale non riscaldato e con un’altra parete non isolata formando quindi tre situazioni di flusso termico bidimensionali da analizzare come ponti termici.
Il valore di trasmittanza termica media della superficie d’intervento, valutata con dimensioni interne, è pari a U = 0.36 W/m2K ed è inferiore al limite di legge U lim = 0.30×1.3 = 0.39 W/m2K.

TABELLA-trasmittanza_media

Tabella 1: calcolo della trasmittanza media

Progettazione avanzata
La legislazione nazionale richiede oltre alla verifica di contenimento delle dispersioni anche la verifica dell’assenza di rischio di formazione di muffa superficiale e di condensazione interstiziale. La prima verifica è assicurata dall’elevata resistenza termica complessiva dell’intero pacchetto Rt = 3.03 m2K/W a fronte di una resistenza termica minimi pari a R min muffa =0.876 m2K/W.
La verifica di condensazione interstiziale è stata studiata per mezzo dell’adeguato modello di migrazione del vapore in regime variabile e studiando il comportamento di diffusione del vapore anche per capillarità in accordo con la norma UNI EN 15026 (per un approfondimento sul tema si rimanda al volume IV di ANIT, Muffa, condensa e ponti termici). Le FAQ ministeriali pubblicate il 1 di agosto e in particolare la FAQ 2.24 indica esplicitamente che la verifica di condensa interstiziale può essere effettuata con metodi dinamici più raffinati come nell’esempio presente.
La struttura è stata descritta con le idonee caratteristiche igrotermiche e con le adeguate condizioni al contorno (dati climatici orari, irraggiamento solare, piovosità, esposizione, ecc.).
Come si evince dall’immagine sottostante (sulla destra l’ambiente interno e sulla sinistra l’ambiente esterno), in tre anni di simulazione della struttura, l’umidità relativa interna (di equilibrio) non supera l’80%, motivo per cui si ritiene non presente il rischio di condensazione interstiziale.

Figura 11

Figura 11: valutazione dinamica della condensazione interstiziale

Altri controlli da effettuarsi sono relativi al possibile degrado del materiale isolante con una verifica della quantità di umidità presente nel materiale e delle riduzione nel tempo della quantità di umidità presente in generale nella struttura. Entrambe le verifiche sono positive.

Posa del sistema di isolamento dall’interno
Il pannello in fibra di legno è stato applicato con giunti ben accostati a copertura dell’intera parete, comprese le spalle ed il cielino delle aperture. Il fissaggio è stato realizzato meccanicamente con tasselli idonei, 2 per pannello.

Figura 12

Figura 12: Posa dei pannelli fissati meccanicamente con due tasselli alla muratura esistente dall’interno

Figura 12 bis

Posa e fissaggio del manto igrovariabile
L´applicazione della membrana igrovariabile Intello in monostrato avviene con sormonto di 15 cm. La membrana è stato fissata a soffitto e pavimento con nastro adesivo Tescon Vana per un incollaggio immediato. La membrana è stata fissata al pannello con adesivo Duplex (con primer Tescon RP ed Ocon line). E’ estremamente importante in questa fase di posa curare la continuità ai fini del corretto funzionamento igrotermico della struttura.

Figura 13

Figura 13: posa del nastro adesivo per fissare il manto al soffitto

Figura 13 bis

Posa e fissaggio della controparete
E’ stata quindi posata una controparete su orditura autoportante. L’orditura è stata realizzata con profili a secco metallici, con le sezioni necessarie per la sollecitazione meccanica e l´altezza della controparete. Nello spazio tra i profili è stato inserito un pannello in fibra di legno di 40 mm di spessore. La controparete è stata quindi completata con lastre in gesso fibra, stuccate e pronte per la tinteggiatura finale.

Figura 14

Figura 14: posa della controparete con lastra in gesso fibra

Figura 14 bis

Collaudo
Le immagini termografiche mostrano l’omogeneità di distribuzione della temperatura superficiale sulla parete oggetto di intervento di isolamento termico dall’interno. Nell’immagine 16 è evidente anche la parete a contatto con quella isolata non oggetto di intervento di isolamento.

Figura 15

Figura 15: omogeneità di distribuzione di temperatura superficiale della parete oggetto di intervento di isolamento termico – massima differenza rilevata di ΔT = 0.9 °C

Figura 16

Figura 16: Confronto tra parete isolata termicamente e parete non isolata: ΔTmedia = 1.5 °C

Per valutare l’efficacia dell’intervento di isolamento termico si è proceduto misurando in opera la struttura a seguito dell’intervento di isolamento termico. La misura dell’efficacia, oltre al monitoraggio delle temperature superficiali interne ed esterne, prevede anche la misura del flusso termico (norma ISO 9869).
Nel seguente grafico vengono evidenziati i flussi termici misurati con sonde termoflussimetriche nelle identiche condizioni ambientali interne ed esterne sulla parete isolata (linea continua) e su quella non isolata (linea tratteggiata). Il valore medio del flusso della parete isolata è pari 2.8 W/m2 e quello della parete non isolata è 8.1 W/m2. La riduzione è coerente con le ipotesi progettuali di riduzione delle dispersioni (riduzione attesa = -70 % di dispersione energetica).

Figura 17

Figura 17: risultati di misura termo flussimetri della parete senza intervento e con intervento di isolamento termico

Conclusioni
Il progetto e la realizzazione dell’isolamento igrotermico delle strutture è un argomento complesso che prevede profonde conoscenze di fisica tecnica degli edifici accompagnate dalla conoscenza della tecnologia dei materiali e sistemi. Per poter correttamente comprendere le patologie in essere e i fenomeni presenti, la strumentazione di misura restituisce informazioni imprescindibili alla corretta e ingegneristica valutazione delle problematiche in campo. Il presente testo vuole essere un spunto per approfondire maggiormente i temi presentati di “diagnostica”, progettazione e realizzazione degli interventi di isolamento termico.

Gli autori
Alessandro Panzeri: Ingegnere, Esperto di risparmio energetico e termoigrometria, è in ANIT (Associazione per l’isolamento termico e acustico) dal 2004 dove è referente per lo studio sui materiali isolanti e la strumentazione di misura per la ricerca in campo. E’ relatore a convegni e seminari di approfondimento in tutta Italia.
Matteo Pontara: Architetto, Responsabile Tecnico e Formazione Naturalia Bau dal 2008.
Roberto Rinaldi: Perito Industriale, è manager per il centro di formazione Infrared Training (ITC) e consulente per il supporto all’uso di temocamere infrarosse per uso civile.

Per informazioni, visita il sito.

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