Rivista Environnement

NEVE

Per diminuire i consumi energetici e vivere in un ambiente sano è necessario definirne i requisiti corretti e conservare le soluzioni abitative efficienti ereditate dal passato.

L'EVOLUZIONE DEL TETTO

di Lorenzo Frassy

Un villaggio di montagna giace sepolto sotto una spessa coltre di neve. Gli uomini e gli animali che abitano il villaggio vivono in quest'ambiente ovattato senza patire eccessivamente a causa dei rigori della stagione, attendendo con pazienza l'arrivo della primavera sfruttando le riserve accumulate.
Per noi, uomini del terzo millennio, ad un primo superficiale approccio, pare impossibile sopravvivere in queste abitazioni realizzate con semplici muri di pietra, coperte da un tetto in lose e prive di un impianto di riscaldamento. Strutture in calcestruzzo, serramenti stagni, efficienti impianti di condizionamento paiono i minimi presupposti per un comfort abitativo.
Anche per le opere dell'uomo esiste un processo di evoluzione paragonabile a quello esistente nell'ambiente naturale e, come nell'uomo ci sono i geni delle scimmie, così negli edifici moderni si trovano le influenze delle strutture più antiche. L'evoluzione però ha un cammino tortuoso e, talvolta, ciò che segue non è meglio di ciò che precede.
Frequentemente negli edifici più moderni si assiste ad un degrado degli ambienti a causa della formazione di macchie di umidità o di muffe.
Appare opportuno definire quali sono i corretti requisiti di un ambiente; la temperatura è sicuramente importante, ma non deve essere trascurata l'umidità. Troppe volte l'ambiente interno delle abitazioni è simile al deserto del Sahara, in altre le condizioni sono ottimali per la coltivazione dei funghi… Infine esistono i ponti termici (zone di ridotto isolamento termico come travi, pilastri) che decorano di muffe pareti e soffitti con particolare predilezione per gli angoli.

Problemi di un sottotetto riscaldato e non isolato.

Negli edifici rurali i locali abitati erano tradizionalmente situati ai piani bassi ed erano solitamente sovrastati da locali adibiti a fienile, granaio, dispensa; la ventilazione di questi ambienti contribuiva a mantenere la superficie del tetto ad una temperatura prossima a quella esterna, preservando lo strato nevoso che si comportava da isolante termico naturale; inoltre lo strato di fieno o paglia depositato costituiva un ulteriore isolante per gli ambienti sottostanti. L'utilizzo sempre più esteso dei sottotetti ad uso abitativo riduce sempre più la bucolica visione dei tetti coperti da uno spesso strato di neve. Le dispersioni termiche causano la fusione della neve con la conseguente perdita dello strato protettivo, inoltre l'acqua di fusione scorre lungo la falda ma, arrivata in prossimità dello sporto si raffredda congelando nuovamente, creando una selva di ghiaccioli che deborda dalle grondaie e forma una barriera per l'ulteriore smaltimento delle acque. Queste rifluiscono e tendono a penetrare all'interno della copertura danneggiando le strutture; si osservano così cornicioni che si sbrecciano e soffitti di mansarde che fioriscono.
Lo scarso isolamento dei tetti può essere facilmente osservato nelle mattinate invernali, quando tutto si riveste di un bianco velo di brina; i tetti presentano tutte le sfumature di colore dal bianco degli sporti sino al colore della copertura in prossimità dei lucernari dove la temperatura della superficie è tale da sciogliere completamente i cristalli di ghiaccio. Questa osservazione fornisce da sola un'empirica valutazione dell'entità delle perdite di calore.

Umidità assoluta o relativa

La quantità di vapore acqueo disperso in un volume d'aria si definisce umidità assoluta e si misura in g/m3; il rapporto tra la quantità presente e quella massima è invece l'umidità relativa e viene espressa in percentuale. La quantità massima di vapore acqueo presente nell'aria diminuisce al ridursi della temperatura; quando ad una determinata temperatura il contenuto di vapore è il massimo possibile siamo in condizioni di saturazione: questa situazione si rende visibile per la formazione di nebbia.
Risulta interessante esaminare il comportamento di una massa d'aria al variare della temperatura: immaginando di partire da aria calda con un determinato contenuto di umidità (quantità di vapore acqueo), riducendo la temperatura si osserva un aumento dell'umidità percentuale sino ad arrivare, alla saturazione, al valore massimo (100%); riducendo ulteriormente la temperatura si assiste a fenomeni di condensazione (formazione di minute goccioline di acqua). Un esempio di tutto questo lo incontriamo quando in un ambiente freddo vediamo il nostro respiro come un fumo bianco.
Si deve considerare che una superficie fredda a causa della ridotta coibentazione, oltre a causare un aumento dei consumi energetici costituisce un elemento di disagio ambientale per la possibilità che si verifichino fenomeni di condensa (formazione di minute goccioline di acqua). Questo fenomeno è molto evidente sulle superfici vetrate, dove causa l'appannamento del vetro. L'insorgere del fenomeno è legato sia alla differenza di temperatura degli ambienti (esterno ed interno) che all'umidità dell'interno. La presenza di condensa su di una superficie è alla base dei fenomeni di formazione delle muffe. Questi episodi peggiorano se si verificano queste due situazioni:
o scarsa ventilazione, che è dovuta proprio alla perfezione dei serramenti che bloccano gli spifferi ma impediscono un corretto ricambio d'aria. Si deve considerare che l'attività biologica dell'uomo comporta l'emissione di vapore acqueo ed anidride carbonica in quantità variabile a seconda dell'attività (in fase di riposo si producono mediamente 40 g/h di vapore e 0.020 m3/h di anidride carbonica) e che anche le altre attività comportano una certa produzione di vapore d'acqua (si pensi alla cottura dei cibi, all'igiene personale e domestica). Se non si provvede periodicamente a ventilare gli ambienti si giunge rapidamente a concentrazioni prossime alla saturazione.
o forti oscillazioni di temperatura dei locali che frequentemente sono dovute ad un non accorto uso dei sistemi di riscaldamento familiare, poiché per risparmiare si alternano fasi di riscaldamento con prolungati periodi di spegnimento (tipicamente si riscaldano gli ambienti ad una temperatura di 20°C il mattino e poi si spegne tutto fino a sera). Durante la fase di raffreddamento la temperatura delle pareti e soprattutto dei ponti termici si abbassa arrivando rapidamente alle condizioni di saturazione.
Negli edifici meno recenti questi problemi erano poco sentiti sia per l'elevata permeabilità degli stessi (tanti spifferi), sia per la notevole inerzia termica (elevato spessore dei muri), sia per il tipo di vita (alcuni ambienti, come la cucina, erano occupati senza interruzione).
Per risolvere i problemi di condensazione che si possono verificare, talvolta non sono necessari interventi particolarmente complessi, ma può bastare un'adeguata ventilazione, senza eccesso, dei locali. È sufficiente - ed è preferibile - spalancare una finestra per un paio di minuti, piuttosto che lasciare uno spiffero per tutto il giorno.
Inoltre si deve regolare la temperatura degli ambienti, quando non sono occupati, a 16-17°C.
Quando questi piccoli accorgimenti non sono risolutivi, per definire gli interventi più appropriati diventa necessaria un'analisi più approfondita. Una soluzione drastica ma efficace consiste nella realizzazione di un isolamento a cappotto: l'intero edificio viene rivestito con del materiale isolante annullando i ponti termici e migliorando le caratteristiche di isolamento complessivo.
La soluzione per ridurre i problemi sui tetti consiste nel realizzare il tetto ventilato; questa soluzione tecnologica riproduce il menzionato tetto della vecchia casa di montagna. Il tetto ventilato si può considerare costituito da tre strati: lo strato di isolante termico che protegge le zone riscaldate, un'intercapedine di aria ed il manto di copertura. La particolare realizzazione di alcune aperture nelle parti inferiori e sul colmo consentono di instaurare una circolazione in seno all'intercapedine di aria. La copertura si mantiene alla stessa temperatura dell'ambiente esterno impedendo la fusione del manto nevoso. La realizzazione di questo tipo di copertura inizia a diffondersi per gli indubbi pregi che comporta, pur non consistendo complessivamente in un'innovazione. L'idea di partenza è sempre quella dei nostri nonni, con qualche ritocco qua e là: il tetto assolve sempre e comunque alle funzioni di isolamento e copertura.
Le crisi petrolifere, il maggior costo dei combustibili fossili e una maggiore coscienza dei problemi energetici porta sempre più verso l'utilizzo estensivo delle fonti energetiche rinnovabili. Tra queste sicuramente la fonte solare è quella che si presenta più matura, e si cominciano a vedere sempre in maggior numero i collettori solari sui tetti. L'energia proveniente dal sole può essere sfruttata in due modi differenti: il solare termico, deputato alla produzione di calore, impiega i collettori solari che raccolgono fino all'80% dell'energia incidente; il secondo, con produzione diretta di energia elettrica (fotovoltaico) utilizza, per la conversione, dei pannelli capaci di erogare circa il 10-15% dell'energia in arrivo.
Purtroppo l'installazione di questi sistemi avviene sempre a posteriori e generalmente si risolve in un'applicazione sopra le strutture esistenti. Questo, anche se in diversi casi non presenta sensibili impatti visivi, risulta insoddisfacente.
Nelle nuove costruzioni si potrebbe quindi fare un ulteriore passo avanti integrando le funzioni e, almeno per le porzioni di falda meglio esposte, usando i sistemi solari per realizzare la copertura; in questo modo non si realizzerebbe una copertura, magari in lose, per poi coprirla con dei pannelli. Entrambi i sistemi di conversione dell'energia solare si presentano infatti sotto forma di pannelli che possono essere sistemati in modo da costituire una superficie impermeabile. Questa soluzione consente anche di ridurre i carichi termici estivi, migliorando il comfort abitativo dei vani sottotetto, in quanto l'energia incidente sul tetto non va a surriscaldare i locali sottostanti ma viene raccolta e sfruttata, consentendo inoltre di ottenere un ulteriore beneficio economico di risparmio sul costo del materiale di copertura.
I nostri nonni avevano pensato le loro abitazioni per meglio adattarle al loro stile di vita, con tutte quelle particolari attenzioni che consentivano un migliore rendimento della casa, anche sotto il profilo termico. Oggi le esigenze sono profondamente variate, così come i fabbisogni di energia: non possiamo pensare di restare ancorati alle vecchie concezioni, ma è bene riflettere sui motivi che hanno portato alle tecniche costruttive tradizionali, da cui spesso abbiamo ancora molte cose da imparare.