Conducibilità termica di massetti e sottofondi nei pavimenti radianti

Le norme EN 1745, UNI 10351 ed EN ISO 10456: fra teoria e realtà

La norma EN 1745, entrata in vigore nel 2005 e da allora aggiornata nel 2012 e nel 2020, specifica i metodi per la determinazione delle proprietà termiche di materiali per le murature.

La UNI 10351 introduce valori tabulati di conduttività di vari materiali edili e nasce per completare la EN ISO 10456. Quest’ultima, fornisce metodi di calcolo per valutare la conduttività reale in condizioni differenti da quelle da cui viene il valore iniziale.

Vediamone i principi e quanto questi siano applicabili alla realtà di cantiere.

Conduttività termica, detta anche conducibilità

La conduttività termica, spesso chiamata anche conducibilità, è una proprietà intrinseca di un materiale che, come dice il nome, ha a che fare con il passaggio del calore.

Siglata con la lettera greca λ (lambda) è normalmente associata alla temperatura di riferimento a cui viene misurata (o valutata) ed a specifiche sul materiale.

λ _10,dry,mas = conduttività termica ad una temperatura media di 10°C allo stato secco per la malta

Cosa misura esattamente la conduttività? La capacità di un corpo di essere attraversato da calore, tramite conduzione, quando esiste una differenza di temperatura tra le sue superfici opposte. Banalmente, più è bassa e più il materiale è considerato isolante.

È evidente che, in edilizia, in base alla destinazione d’uso di un materiale, sarà utile avere uno specifico valore di conduttività. Ad esempio, quando abbiamo a che fare con un sistema radiante a pavimento.

Conduttività termica in un pavimento con impianto radiante

Un’alta conduttività sopra l’impianto radiante permette l’efficace passaggio di calore dal sistema radiante all’ambiente sovrastante. Una bassa conduttività sotto all’impianto radiante permette di evitare la dispersione di calore verso il basso.

È evidente che conoscere i valori in gioco in una determinata situazione, è fondamentale per progettare e per avere un concreto comfort termico dell’edificio. Infatti, dal valore della conduttività, si progettano trasmittanza e resistenza termica delle varie parti dell’edificio mirando alla soluzione ottimale.

Conducibilità termica: misurazione o valore tabulato?

Come possiamo sapere la conduttività termica di un materiale o di una stratigrafia. Le norme indicate forniscono specifici metodi di prova unitamente ad utilissime (e strausate) tabelle di valori tabulati per le varie tipologie di materiali e applicazioni.

La UNI EN ISO 10456 indica anche come calcolare il valore di conduttività se le condizioni di applicazione non sono quelle del valore inziale. Ad esempio, se il λ inziale è relativo ad un elemento secco, è possibile valutarlo in condizioni di umidità.

Dai dati tabulati, è possibile però desumere un comportamento termico comune a tutti gli esempi tabulati riportati.

In estrema sintesi, a parità di materiale, la conduttività termica ha un andamento lineare con la massa volumica. Come possiamo vedere nel grafico precedente, la conduttività termica tabulata di una malta da muratura (leggera) ha un andamento pressoché lineare con la sua massa volumica.

Questo comportamento è abbastanza intuitivo anche senza particolari conoscenze di fisica. Pur non potendone fare una regola assoluta, un materiale “leggero” risulta essere isolante al contrario di uno pesante. Va precisato che questo medesimo andamento lo ritroviamo anche nei dati tabulati presente nelle altre norme citate.

Un confronto interessante è anche quello fra materiali diversi ma della medesima densità.

Come si intuisce, il materiale può influenzare la conduttività ma a parità di massa volumica, non si trovano valori così differenti.

Se si effettua la misura della conduttività termica, i metodi da utilizzare dipenderanno dal materiale. Ampiamente citata da varie norme, è la EN 12664: Determinazione della resistenza termica con il metodo della piastra calda con anello di guardia e con il metodo del termoflussimetro. Non a caso, in questa norma viene specificato che il report di prova deve contenere queste informazioni:

• Spessore del provino sottoposto al test.
• Condizioni di stagionatura del provino prima della esecuzione del test (umidità e temperatura).
• Densità (massa volumica) del materiale testato.
• Cambiamento della massa volumica durante il condizionamento.
• Cambiamento di spessore e altro durante la stagionatura.

Come è facile intuire, si tratta di parametri collegati più o meno direttamente alla massa volumica del materiale e quindi alla sua reale conduttività termica.

Marcatura CE, certificazioni, rapporti di prova e progettazione

È comprensibile, vista l’importanza di questa proprietà fisica, che la marcatura CE dei prodotti da costruzione possa essere un valido aiuto nella valutazione e scelta dei materiali. Infatti, molte norme armonizzate riportano, fra le caratteristiche essenziali o opzionali, parametri termici.

Spesso viene indicata proprio la conduttività termica (EN 998-2) da determinare secondo la EN 1745 (test o valore tabulato).

La norma EN 13813 relativa ai massetti permette di indicare in marcatura CE la resistenza termica da valore tabulato o misurata secondo la EN 12664. Va ricordato che i metodi di prova esplicitano in modo chiaro e preciso come effettuare il test e come ottenere la conduttività dai valori ricavati. Utilizzare calcoli differenti ed adattamenti a questi procedimenti, può portare a valori che non rispecchiano la realtà delle proprietà termiche del materiale in esame.

Se un prodotto non è marcato CE, esistono tuttavia altre forme di certificazione volontaria per poter avere certezza e sicurezza sui dati tecnici forniti. Una certificazione prevede infatti un iter di controllo del valore dichiarato e del suo mantenimento nel tempo da parte di un ente terzo. Il produttore deve quindi creare e seguire opportune procedure per garantire la prestazione dichiarata. Di fatto, come succede con la marcatura CE.

Va anche citata la UNI/TR 11936:2024 Materiali isolanti e finiture per l'edilizia - Linee guida per verificare la rispondenza al quadro normativo delle informazioni relative alle prestazioni termiche. Questa definisce il corretto modo e le giuste informazioni che devono essere date per gli isolanti termici.

In extremis, anche un rapporto di prova (che NON è una certificazione!) può fungere da valido aiuto per ponderare la conduttività termica a patto che contenga le informazioni indispensabili e che abbia dati congruenti fra le varie prestazioni. Per maggiore correttezza, questo rapporto di prova completo dovrebbe essere prodotto da un laboratorio indipendente e possibilmente accreditato.

Come visto precedentemente, pur avendo una influenza dovuta alla tipologia di materiale, è sostanzialmente impossibile che un prodotto per l’edilizia abbia alta massa volumica e bassa conduttività termica (e viceversa).

Pavimenti radianti: selezionare materiali con il giusto valore di conducibilità termica

Per quanto riguarda la progettazione, visti i rischi che si incorrono, la scelta di un materiale con determinate caratteristiche termiche, deve essere fatta con estrema accortezza.

Va ricordato che l’articolo 20 del decreto legislativo n°106 del 16 giugno 2017, relativo all’adeguamento della normativa nazionale alle disposizioni del regolamento (UE) n. 305/2011, impone responsabilità importanti a costruttore, direttore lavori, direttore dell'esecuzione e collaudatore.

Ad esempio, nei calcoli che si eseguono per valutare un isolamento termico, si utilizza la resistenza termica calcolata nel seguente modo:

R = d/λ (espressa in m² K/W)

dove: λ è la conduttività termica;
d è lo spessore del materiale in metri

É evidente che il valore di conduttività vada sempre associato al reale spessore di applicazione in cantiere. Un materiale con λ molto bassa potrà isolare ben poco se il suo spessore reale di applicazione sarà minimo.

L’attuale mercato è diventato particolarmente sensibile all’argomento termico (vedi 110% e cappotti) ma non altrettanto attento ed informato sulle reali caratteristiche dei materiali in gioco. Come indicato nell’articolo, un progettista dovrebbe cercare di andare oltre al bombardamento di pubblicità su mirabolanti proprietà termiche. Un semplice raffronto fra massa volumica e conduttività termica, permette già una scelta attenta ed oculata sul materiale che serve nello specifico progetto.