L’involucro edilizio mette in relazione lo spazio interno di un edificio con l’ambiente esterno. È una linea di confine che separa il dentro dal fuori, svolgendo la funzione di riparo per beni e persone. Li protegge da ciò che ne minaccia l’integrità ed il benessere e le temperature esterne sono tra questi fattori di rischio. Vediamo insieme come fare per proteggere gli ambienti interni dalle temperature esterne, creando edifici che rispondano efficacemente al clima in cui si trovano in relazione alla loro funzione costruttiva.

Le zone climatiche d’Italia

Progettare un edificio commerciale a Sestriere o a Trapani è cosa ben diversa. Prendendo in esame solo l’aspetto climatico, un edificio in ambiente alpino (Sestriere è il comune più alto d’Italia), deve offrire un’adeguata protezione dalle temperature esterne molto basse, mentre in ambiente marino in sud Italia deve proteggere da temperature esterne molto alte. Questo implica che le soluzioni costruttive per una stessa tipologia di edificio saranno necessariamente diverse. Per risolvere il problema, c’è una legge italiana che va in aiuto ai progettisti. È il Decreto del Presidente della Repubblica del 26 agosto 1993, n. 412 “Regolamento recante norme per la progettazione, l’installazione, l’esercizio e la manutenzione degli impianti termici degli edifici ai fini del contenimento dei consumi di energia, in attuazione dell’art. 4 comma 4, della legge 9 gennaio 1991, n. 10”.

Quali sono le zone climatiche d’Italia

Come si legge nel D.P.R. 412/93, il territorio italiano è suddiviso in sei zone climatiche in funzione dei gradi giorno, indipendentemente dalla ubicazione geografica:

• Zona A: comune che presentano un numero di gradi-giorno non superiore a 600;
• Zona B: comuni che presentano un numero di gradi-giorno maggiore di 600 e non superiore a 900;
• Zona C: comuni che presentano un numero di gradi-giorno maggiore di 900 e non superiore a 1.400;
• Zona D: comuni che presentano un numero di gradi-giorno maggiore di 1.400 e non superiore a 2.100;
• Zona E: comuni che presentano un numero di gradi-giorno maggiore di 2.100 e non superiore a 3.000;
• Zona F: comuni che presentano un numero di gradi-giorno maggiore di 3.000.

Riportate le zone sulla mappa, si compone la fotografia dell’Italia come nell’immagine in apertura di questo contenuto.

Che cos’è il grado-giorno

I gradi giorno sono, come definiti nel DPR 412/93, la “somma, estesa a tutti i giorni di un periodo annuale convenzionale di riscaldamento, delle sole differenze positive giornaliere tra la temperatura dell’ambiente, convenzionalmente fissata a 20°C, e la temperatura media esterna giornaliera”.

Sostanzialmente, i gradi giorno sono la differenza tra la temperatura giornaliera media della zona in cui si trova l’edificio e i 20°C che abbiamo in casa, per tutti i giorni del periodo di riscaldamento.

Un valore basso di GG indica le zone più calde dove le temperature esterne sono più vicine a 20°C e quindi vi è minore necessità di riscaldamento. Un valore alto di GG, invece, caratterizza le zone in cui le temperature giornaliere si discostano molto dai 20°C: troviamo quindi un clima più freddo con elevata necessità di accendere il riscaldamento per ottenere la temperatura di benessere all’interno dell’edificio.

Tornando all’esempio precedente, Sestriere è una località in zona climatica F caratterizzata da oltre 5165 GG, Trapani è in zona climatica B, con 810 GG. Ne consegue che l’approccio alla progettazione dell’involucro nei due luoghi sarà molto diverso.

Zone climatiche e trasmittanza termica

Gli edifici collocati in una stessa zona climatica devono rispondere agli stessi bisogni di isolamento termico. Nasce da qui la necessità di quantificare il grado di isolamento termico di un edificio. Anche in questo caso viene in aiuto la normativa, aggiornata nel 2021, che associa ad ogni zona climatica un valore di trasmittanza termica, ovvero la quantità di calore dispersa verso l’esterno da un metro quadrato di superficie, in un secondo. La trasmittanza termica si esprime in W/m2K:

• W: Watt
• m2: metro quadrato
• K: gradi kelvin

Ecco i valori di trasmittanza termica per zona climatica, relativi alle strutture opache orizzontali o inclinate di copertura:  

• Zona A-B: 0,35
• Zona C: 0,33
• Zona D: 0,26
• Zona E: 0,22
• Zona F: 0,20

I materiali che compongono l’involucro esterno, quindi, devono essere caratterizzati, nel loro insieme all’interno di una stratigrafia di copertura o parete, da un valore di trasmittanza termica che risponda ai limiti fissati dalla legge. 

Temperature e consumo di energia

“Gli edifici pubblici e privati, qualunque ne sia la destinazione d’uso, devono essere progettati e messi in opera in modo tale da contenere al massimo, in relazione al progresso della tecnica, i consumi di energia termica ed elettrica”. Questo passaggio è tratto direttamente dalla Legge n. 10 del 9 gennaio 1991 “Norme per l’attuazione del Piano energetico nazionale in materia di uso razionale dell’energia, di risparmio energetico e di sviluppo delle fonti rinnovabili di energia”. Il mantenimento della temperatura interna di un edificio a livelli adeguati di comfort, infatti, comporta dispendio di energia. Il riscaldamento invernale ha bisogno di energia termica per portare gli ambienti interni a temperatura. L’involucro edilizio invece, durante l’inverno deve conservare il più a lungo possibile all’interno dell’edificio il calore generato dagli impianti.

Proteggere gli ambienti interni dalle temperature esterne in inverno

In inverno, nelle zone climatiche con un numero elevati di gradi giorno, per conservare la temperatura interna di un edificio consumando meno energia possibile, è necessario lavorare sull’isolamento termico. Per farlo, si interviene sull’involucro edilizio, sia sulle pareti sia sulla copertura, scegliendo prodotti a bassa trasmittanza termica. 

Proteggere gli ambienti interni dalle temperature esterne in estate

Durante la stagione estiva o nelle zone climatiche con basso numero di GG non basta scegliere prodotti a ridotta trasmittanza termica. Entrano infatti in gioco l’elevata insolazione solare incidente su copertura, in primo luogo, e pareti, soprattutto se esposte a sud.

I materiali che assorbono l’energia solare si riscaldano velocemente sotto i raggi del sole, accumulano calore e lo trasmettono agli strati sottostanti. Il tetto, in questo caso, è la parte dell’edificio più esposta. Questo passaggio di calore verso gli strati sottostanti la copertura è graduale e può durare a lungo, quanta più energia hanno assorbito durante le ore di luce. È frequente infatti che negli ambienti più vicini al tetto si soffra particolarmente il caldo durante le ore notturne. Questo avviene perché la copertura continua a rilasciare calore all’interno dell’edificio anche quando non è più esposta ai raggi del sole. Per evitare questo, è fondamentale progettare una stratigrafia ad alto sfasamento ovvero scegliere materiali per copertura e pareti in grado di riflettere la maggior parte dell’energia termica solare e allo stesso tempo di riemettere la porzione assorbita verso la volta celeste (cool roof). Inoltre, è utile la presenza di un intradosso basso emissivo che limiti il trasferimento del calore dalla copertura o dalle pareti all’interno dell’edificio.  

Ecco perché poter contare su soluzioni di copertura e pareti  che siano contemporaneamente ad elevato isolamento termico, cool roof e a bassa emittanza termica interna è cruciale per ridurre il consumo di energia degli edifici.