Coperture piane e inclinate: soluzioni di efficientamento energetico in configurazione estiva e invernale

Coperture e scambio termico: impatto sulle prestazioni energetiche degli edifici

Le coperture rappresentano il principale punto di scambio termico tra l’interno e l’esterno di un edificio.

In inverno, le dispersioni di calore attraverso la copertura possono arrivare fino al 30% delle perdite totali di un edificio, causando un aumento significativo del fabbisogno energetico per il riscaldamento.

In estate, invece, l’irraggiamento solare diretto sulle superfici del tetto può provocare un forte surriscaldamento degli ambienti interni, con conseguente incremento del carico di raffrescamento e dei costi di climatizzazione.

Per ottenere un’efficienza energetica ottimale, è fondamentale adottare un approccio integrato che combini soluzioni passive e soluzioni attive, rispettando i criteri minimi previsti dalle normative.

Soluzioni per l’efficienza energetica delle coperture in configurazione invernale

Soluzioni passive per coperture piane e inclinate

Per le coperture piane, una delle soluzioni più efficaci è l’isolamento termico mediante pannelli isolanti rigidi o sistemi multistrato.

L’utilizzo di materiali a elevata inerzia termica, come il calcestruzzo cellulare o il legno lamellare, consente di accumulare calore durante il giorno e rilasciarlo gradualmente di notte, riducendo le fluttuazioni termiche fino al 30%.

Per le coperture inclinate, l’adozione di tetti ventilati rappresenta una strategia molto efficace. La creazione di una camera di ventilazione tra lo strato isolante e il manto di copertura consente di limitare le dispersioni di calore e migliorare l’efficienza dell’isolamento, con una riduzione delle perdite fino al 15-20%. È fondamentale che la camera di ventilazione sia continua e ben dimensionata per evitare la formazione di ponti termici e garantire una circolazione dell’aria ottimale.

Una soluzione innovativa per le coperture con spazio limitato è l’isolamento sottovuoto (VIP), che offre una conducibilità termica molto bassa (fino a 0,007 W/mK). Tuttavia, questi pannelli richiedono una posa accurata e una protezione superficiale per aumentarne la durabilità.

Requisiti legislativi

I parametri chiave per la progettazione invernale delle strutture sono la trasmittanza termica 𝑈 e il coefficiente globale medio di scambio termico .

La legislazione vigente, il “DM requisiti minimi” del 26/05/2015 e il Decreto Criteri Ambientali Minimi “CAM” del 23/06/2022, stabilisce un valore limite per la trasmittanza termica [W/(m²K)], la quale viene calcolata considerando la resistenza termica delle componenti non isolanti (come intonaco, intercapedini d’aria, solaio in laterocemento, ecc.) e la conduttività termica dichiarata ​del materiale isolante utilizzato.

Nella progettazione invernale, è fondamentale valutare la resistenza termica complessiva dell’elemento per definire il comportamento termico della struttura.

Per le strutture opache orizzontali o inclinate di copertura i limiti sono quelli riportati di seguito nella tabella (Manuale ANIT "Comfort ed efficienza energetica in copertura" – 27/01/2025). Nell’ultima colonna vengono riportati i valori necessari per accedere alla detrazione con Ecobonus e Superbonus ricordando che i due provvedimenti sono distinti e come tali hanno differenti requisiti.

In conclusione, per garantire un'adeguata prestazione durante la stagione invernale, è fondamentale isolare le superfici opache di copertura con livelli appropriati di coibentazione termica, definendo il valore di trasmittanza termica 𝑈 delle strutture. Questo parametro viene analizzato tenendo conto dello spessore dei materiali impiegati e della loro conducibilità termica dichiarata λ_D. L’attenzione in inverno è dunque rivolta alla resistenza termica e alla corretta gestione dei ponti termici. Tutti questi aspetti, inoltre, devono essere considerati congiuntamente alle verifiche igrometriche per prevenire la condensazione interstiziale.

Soluzioni attive per coperture piane e inclinate

Le soluzioni attive in configurazione invernale puntano principalmente a recuperare e sfruttare il calore per ridurre il fabbisogno energetico degli impianti di riscaldamento. L’integrazione di sistemi di ventilazione meccanica controllata (VMC) con recuperatore di calore è una delle strategie più efficienti, in quanto consente di recuperare fino al 90% dell’energia termica dell’aria estratta, riducendo così le dispersioni di calore.

L’installazione di pannelli solari termici rappresenta un’altra soluzione efficace per la produzione di acqua calda sanitaria e il supporto ai sistemi di riscaldamento. I pannelli solari termici permettono di ridurre i costi energetici per l’acqua calda fino al 70%, offrendo un notevole risparmio economico e una maggiore indipendenza dalle fonti di energia tradizionali.

Soluzioni per l’efficienza energetica delle coperture in configurazione estiva

Soluzioni passive per coperture piane e inclinate

In estate, l’obiettivo è prevenire il surriscaldamento degli ambienti interni riducendo l’assorbimento di calore attraverso le coperture e migliorando la ventilazione naturale.

Per le coperture piane, l’uso di rivestimenti riflettenti (cool roof), come vernici bianche o membrane ad alta riflettanza, può ridurre l’assorbimento di calore solare fino al 60-70%, abbassando di diversi gradi la temperatura superficiale.

Anche i tetti verdi sono efficaci, migliorando l’isolamento termico e riducendo l’effetto isola di calore urbano, con una diminuzione del carico di raffrescamento fino al 40%.

Per le coperture inclinate, l’installazione di schermature solari (come frangisole o pannelli) aiuta a ridurre il carico termico fino al 50% e a migliorare la ventilazione.

Anche i tetti ventilati, creando un effetto camino, facilitano lo smaltimento del calore, riducendo la temperatura interna fino a 3-5°C.

Requisiti legislativi

Per limitare il surriscaldamento estivo e mantenere condizioni di comfort con un minor consumo energetico, la normativa considera come parametri la trasmittanza termica periodica Y_ie[W/(m²K)] e l’indice di riflessione solare SRI.

La prima misura la capacità della struttura di attenuare le variazioni di flusso termico tra interno ed esterno, minore è il valore di Y_ie, maggiore è la capacità di isolamento e inerzia della struttura.

Le variazioni della temperatura superficiale esterna dipendono in modo significativo dalla capacità del rivestimento esterno di assorbire o riflettere l’energia solare. Pertanto, ai fini delle analisi energetiche e del comfort durante la stagione estiva, oltre alla valutazione delle proprietà termiche delle strutture che compongono l’involucro edilizio, è essenziale considerare anche la loro risposta all’irraggiamento solare.

L’indice SRI valuta la capacità di una superficie di riflettere l’irraggiamento solare e dissipare calore. Se il rivestimento è bianco con una riflessione solare pari a 0.8 e un’emissività pari a 0.9, l’indice SRI sarà pari a 100, se invece è nero con una riflessione solare pari a 0.05 e un’emissività di 0.9, il valore è 0.

Il DM del 26 giugno 2015 richiede materiali con riflettanza solare non inferiore a 0,65 per le coperture piane e 0,30 per le coperture a falde. I CAM fissano un valore SRI minimo di 29 per coperture con pendenza superiore al 15% e di 76 per pendenze inferiori o uguali al 15%.

Soluzioni attive per coperture piane e inclinate

Le soluzioni attive in configurazione estiva puntano sulla produzione di energia e sul raffrescamento degli ambienti. L’installazione di impianti fotovoltaici consente di trasformare l’irraggiamento solare in energia elettrica, compensando così il consumo degli impianti di climatizzazione. Per ottenere la massima efficienza, i pannelli dovrebbero essere orientati verso sud e installati con un’inclinazione ottimale tra 25° e 35°.

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L’articolo approfondisce il tema dei sistemi di staffaggio dei pannelli fotovoltaici alla luce del notevole implemento di tali tipi di impianti in forza della recente e pressoché costante evoluzione normativa europea e nazionale.

Inoltre, l’integrazione di sistemi di raffrescamento ad alta efficienza, alimentati da energia fotovoltaica, permette di ottimizzare il consumo energetico e migliorare il comfort termico negli ambienti interni.

Efficienza combinata e approccio integrato

In conclusione, per ottenere un’efficienza energetica ottimale durante tutto l’anno, è essenziale combinare le soluzioni passive e le soluzioni attive in un approccio integrato. L’adozione di coperture ventilate, ad esempio, offre il doppio vantaggio di limitare le dispersioni invernali e di dissipare il calore in estate. L’uso di materiali a elevata inerzia termica consente di mantenere una temperatura interna stabile, riducendo il fabbisogno energetico complessivo per il riscaldamento e il raffrescamento.

L’approccio integrato consente di ottenere benefici concreti sia dal punto di vista economico che ambientale. La riduzione dei costi di riscaldamento e raffrescamento può arrivare fino al 40%, mentre l’aumento della classe energetica dell’edificio e la riduzione delle emissioni di CO₂ contribuiscono a migliorare il valore e la sostenibilità complessiva dell’edificio.