Tetto “Cool roof”: come difendersi dal calore estivo

L’inverno è oramai “agli sgoccioli” e con l’avvento della bella stagione in genere ci si prepara per “difendersi” al meglio dalla prossima calura estiva.

Così, come accade ogni anno, questo è il momento in cui le persone, spinte anche dalle varie offerte pubblicitarie, decidono di premunirsi per tempo installando nelle proprie case un bell’impianto di condizionamento, quasi sempre però, senza curarsi di quanto gli costerà raffreddare un involucro edilizio magari avente scadenti qualità isolanti.

Certamente questo è un accessorio utile nelle nostre case in quanto, se utilizzato con intelligenza, consente di garantire un certo benessere fisico difendendoci del caldo opprimente, ma E’ BENE SAPERLO costituisce comunque un sistema di tipo “ATTIVO”, ovvero richiede un certo impegno energetico (consumo di elettricità) utile a garantire il servizio di raffrescamento che produce.

Non tutti invece sanno che esistono sistemi che consentono di affrontare il problema da un altro punto di vista, in modo più intelligente, attuando accorgimenti di tipo “PASSIVO”.

Con questa strategia andremo a limitare l’afflusso di calore che penetra dentro l’edificio migliorando la qualità e le caratteristiche dell’involucro edilizio: il risultato sarà quello di ottenere il medesimo risultato in termini di benessere fisico ma senza dover spendere una fortuna in elettricità per produrre il fresco necessario.

Infatti con una migliore capacità di tenuta termica dell’involucro, l’energia frigorifera necessaria a garantire l’effetto desiderato, risulterà certamente inferiore e di conseguenza più basso sarà l’impegno economico utile a produrla (preciso che lo stesso ragionamento vale al contrario in inverno quando gli ambienti dovranno essere riscaldati).

Per chiarire concretamente il concetto, alcuni esempi di sistemi e accorgimenti di tipo passivo sono:

• le schermature solari (tende, sistemi ombreggianti, etc.);

• le vetrate riflettenti;

• i sistemi isolanti che caratterizzano l’involucro edilizio (come il “cappotto termico”, ma solo se opportunamente progettato per funzionare anche in regime estivo!).

Detto questo ho introdotto il concetto di risparmio energetico, cioè

l’insieme delle tecniche che, se poste in atto, consentono di ridurre i consumi dell’energia necessaria allo svolgimento delle attività umane e dei processi produttivi, senza che questi vengano autolimitati.

Oggi voglio trattare in particolare un sistema di tipo passivo che consente efficacemente di limitare l’afflusso di calore estivo nelle nostre case, soprattutto quelle che sono poste immediatamente sotto la copertura dell’edificio.

Parliamo di sistemi “cool roof”…

Il sistema denominato in inglese “cool roof” significa letteralmente “TETTO FREDDO”.

E’ una nuova tecnologia che sta sempre più diffondendosi sui tetti delle abitazioni, anche se il principio basilare di funzionamento, è di antichissima concezione ed è molto diffuso soprattutto in area mediterranea, come credo avrai già avuto modo di capire dalla foto di copertina.

Infatti già in epoche remote nei paesi molto caldi e soleggiati, era consuetudine (e lo è tutt’ora) realizzare le coperture delle case di colore bianco, in quanto notoriamente questo è un colore che riflette molto la luce (al contrario dei tetti scuri), condizione che è legata ad un particolare effetto fisico denominato “albedo” (dal latino albēdo, “bianchezza”, da albus, “bianco”).

Con albedo si intende la frazione di luce, ovvero di radiazione solare, che viene riflessa da una certa superficie: in poche parole indica il potere riflettente di una superficie e varia dal valore teorico di 0 (superfici molto scure) sino a 1 (superfici molto chiare).

Sfruttando questo principio fisico di base le case produttrici dei sistemi home bulding, hanno sviluppato nuovi prodotti e soluzioni che conferiscono una rinnovata veste al classico “tetto moderno”, consentendo di migliorarne le qualità energetiche e di conseguenza il comfort ambientale all’interno delle nostre case.

Questo anche in risposta ai particolari requisiti vigenti a seguito dell’emanazione del D.M. 26/06/2015 “prescrizioni e requisiti minimi degli edifici”, che tra le varie prescrizioni, impone di valutare, in termini di costi-benefici, l’opportunità di impiegare in copertura sistemi utili a “limitare i fabbisogni energetici per la climatizzazione estiva e di contenere la temperatura interna degli ambienti, nonché di limitare il surriscaldamento a scala urbana”.

Indipendentemente dalle peculiarità di produzione, la soluzione tecnica “cool roof” prevede l’applicazione sul tetto dell’edificio di una membrana impermeabilizzante di colore bianco, che si caratterizza per l’elevata capacità di riflettere le radiazioni solari incidenti ed al contempo emettere energia termica nell’infrarosso.

La sua funzione principale è quindi quella di mantenere basse le temperature superficiali della copertura, anche quando sono soggette a forte irraggiamento solare diretto.

Al contempo la membrana costituisce un valido sistema di impermeabilizzazione che garantisce un ottima durabilità dell’efficacia nel tempo, senz’altro migliore delle tradizionali membrane impermeabilizzante di colore scuro, che purtroppo (incomprensibilmente) coprono il 90% circa del nostro patrimonio edilizio esistente. 

Il motivo è molto semplice e lo chiarirò con un esempio pratico…

Nel periodo estivo l’irraggiamento solare molto intenso produce un forte surriscaldamento della copertura delle nostre abitazioni.

Ovviamente per quanto già spiegato i tetti di colore scuro hanno un albedo piuttosto basso (tendente a zero) pertanto la loro riflettanza è molto ridotta: in questo caso l’energia termica dovuta all’irraggiamento viene assorbita ed accumulata più facilmente nel solaio di copertura, cosicché la temperatura del medesimo aumenta fino a sfiorare valori di picco addirittura di 80°C!

Ciò produce un forte stress meccanico a carico dei componenti della copertura in quanto risultano soggetti a forti dilatazioni termiche che si ripetono in modo ciclico e protratto nel tempo.

Questa condizione ambientale risulta certamente sfavorevole in termini di durabilità dei componenti (soprattutto delle membrane impermeabili più scure) in quanto, solo dopo poche stagioni, gli sforzi tensionali prodotti dagli effetti dilatativi vanno a lesionare i materiali più esposti, cosicché questi non sono più in grado di assolvere efficacemente alla loro funzione (impermeabilità).

Un ulteriore svantaggio indotto dall’ingente accumulo di calore in copertura è che viene meno l’ottimale comfort ambientale delle porzioni abitabili.

Man mano che la copertura si riscalda, il calore accumulato inizia a permeare anche nei sottostanti ambienti interni che iniziano a loro volta a riscaldarsi.

Da precisare che tale fenomeno si protrae ben oltre il “calar del sole” (per il principio di volano o inerzia termica dei materiali massivi – cioè più densi e pesanti ndr), cosicché di notte le strutture del tetto che avranno accumulato il calore diurno, continueranno a cederlo ai locali sottostanti fintanto che la temperatura interna e quella delle stesse strutture non avranno raggiunto un punto di equilibrio.

Realizzando una copertura con sistema “cool roof” questo effetto viene fortemente migliorato in quanto i raggi solari vengono in buona parte riflessi, condizione che comporta un minore e più lento riscaldamento delle strutture di copertura e di conseguenza un minor flusso termico che si propaga agli ambienti interni.

In questo caso la minor temperatura superficiale raggiunta dalla copertura favorisce anche un minore stress meccanico, di conseguenza il rischio di lesioni da dilatazione, quindi l’intera copertura ne giova in termini di durabilità nel tempo.

L’immagine sopra riportata è indicativa di quanto descritto e consente di apprezzare la notevole differenza di temperatura che intercorre tra una soluzione tradizionale (membrana impermeabilizzante a base bituminosa di colore scuro) e una soluzione “cool roof”.

A questo punto se dovessimo valutare qual’è il risparmio energetico che intercorre tra i due casi in figura, potremmo con facilità apprezzarlo in via preliminare dal 20% al 40% tenendo conto che ogni grado di differenza all’interno di un locale abitativo, porta ad un risparmio che va dal 5 al 10% (fonte Enea) a seconda delle caratteristiche dell’immobile e suoi sistemi di condizionamento.

I vari sistemi “cool roof”oggi più comunemente disponibili sul mercato

Iniziamo con il dire che il sistema è adatto ad ogni tipologia di copertura e di materiale di cui questa può essere composta.

Esistono infatti due metodologie principali per poter realizzare una soluzione “cool roof”, diverse in base alle circostanze ed alle necessità:

#1 impiego di una speciale membrana bituminosa in rotoli già pretrattata superficialmente con film di colore bianco ad alta riflettanza

#2 impiego di una pittura bianca a base resina pigmentata ad alta riflettanza generalmente additivata con fibre sintetiche utili a garantire stabilità dimensionale

La prima soluzione è impiegabile in concomitanza con interventi di rifacimento integrale del manto impermeabile, in genere per coperture piane o comunque dove la membrana costituisca ultimo strato di finitura del tetto (altrimenti va da se che viene meno l’efficacia del sistema).

La posa è pari ad una tradizionale guaina bituminosa “a rotoli”, quindi saldata a fiamma sul sottofondo di pendenza, adottando tutte le altre accortezze esecutive comunemente richieste in questi casi (sormonti, risvolti, etc.).

La seconda soluzione invece, certamente più versatile e veloce, è generalmente impiegata in ogni altra circostanza in cui non sia necessario intervenire radicalmente con l’asportazione del vecchio sistema impermeabilizzante, ovvero dove si intenda andare ad implementare l’esistente.

L’intervento consiste molto più semplicemente nell’applicare  la pittura in due mani successive a trama incrociata (cioè prima in una direzione e poi in un altra perpendicolare alla prima) in modo da andare a coprire efficacemente tutta la superficie di copertura.

L’accortezza in questo caso risiederà nella preventiva valutazione della stabilità e coerenza materica del sottofondo, andando a pulire accuratamente le porzioni da trattare eliminando sporco, residui di vernici ed altre impurità, e successivamente, applicare un primer promotore di adesione prima della stesura del prodotto riflettente.

L’applicazione della pittura potrà avvenire mediante l’impiego di pennello, rullo, spazzolone, oppure a spruzzo con apposita pompa airless.

La peculiarità di questa soluzione come già detto sta nel fatto di prestarsi all’applicazione su diversi materiali edili (impermeabilizzazioni bituminose, calcestruzzo, lamiera, cotto, etc.) e molteplici superfici (coperture lisce, grecate, coppi e tegole, etc.).

Conclusioni

Il sistema “cool roof” è certamente un ottima soluzione tecnica che, al pari di altre più blasonate e costose, merita di essere presa in considerazione al fine di garantire congiuntamente e con efficacia risparmio energetico e comfort ambientale, effetti raggiungibili con un investimento monetario che di poco è superiore ai prodotti tradizionalmente impiegati.

Io stesso, nell’ambito della mia recente attività professionale, ho avuto l’opportunità di progettare e attuare alcuni interventi di riqualificazione energetica in cui ho predisposto un sistema impermeabilizzante costituito da un connubio membrana e pittura ad alta riflettanza, apprezzandone favorevolmente nel tempo le qualità già descritte oltreché l’inconsueta estetica, risultati positivi condivisi anche dagli stessi committenti dell’opera che sono rimasti pienamente soddisfatti.

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