Isolamento dei tetti piani con EPS: vantaggi e aspetti da considerare

Cos'è una copertura continua e quali sono le caratteristiche che assicurano durabilità all'edificio

La norma di settore definisce "continua" una copertura nella quale l'elemento di tenuta è in grado di assicurare la tenuta all'acqua del subsistema edilizio indipendentemente dalla pendenza della superficie; in particolare, una copertura continua è considerata di tipo "piano" quando la pendenza risulta inferiore al 5%.

A tale classificazione, il cui criterio base fa riferimento al modello di funzionamento della copertura nei confronti dell'acqua meteorica, possono essere affiancate altre in relazione a differenti requisiti (accessibilità, isolamento termico, inerzia termica, ventilazione, protezione dell'elemento di tenuta, controllo della diffusione del vapore) che concorrono a determinare la scelta, da parte dei progettisti, della soluzione più favorevole rispetto ad un prefigurato quadro di sollecitazioni esterne e ad esigenze costruttive, formali o economiche.

Insieme alla tenuta all'acqua, il comportamento termoigrometrico della copertura è per altro uno dei requisiti più importanti per la durabilità e affidabilità dell'edificio e, nel caso della copertura continua, deve essere oggetto di particolare attenzione.

Se si considerano le complesse interazioni che nella copertura piana possono aver luogo fra l'isolante e l'acqua meteorica da una parte e il vapore acqueo proveniente dall'interno, è evidente che gli isolanti non idrofili sono i più consigliabili per questa applicazione.

In effetti il Polistirene Espanso Sinterizzato, che corrisponde in modo eccellente a questa caratteristica ha dimostrato, fin dalla sua apparizione sul mercato, di esser una delle scelte preferite in questo campo.
Naturalmente, date le elevate prestazioni richieste, è necessario disporre di un prodotto di qualità.

Requisiti e prestazioni

Il sistema costituente una copertura continua deve essere in grado, sotto l'effetto degli agenti esterni e secondo le specifiche condizioni di impiego, di fornire un insieme di prestazioni in relazione alla sicurezza, al benessere, alla fruibilità e di assicurarne il mantenimento nel tempo.

Stabilità e resistenza meccanica

Il sistema di copertura deve essere in grado di sopportare le sollecitazioni dovute all'azione di carichi sia statici che dinamici previste in sede di progetto, senza che si verifichino deformazioni o rotture tali da compromettere il funzionamento dell'insieme e l'incolumità degli utenti.

Il compito di assicurarne la stabilità e resistenza meccanica è essenzialmente svolto dagli elementi strutturali che devono essere dimensionati in base ad ipotesi di carico che dipendono dalle presunte condizioni di esercizio e dal contesto meteorico in cui la copertura si colloca, in conformità a quanto previsto dalla normativa vigente.

La copertura deve quindi poter resistere alle sollecitazioni meccaniche imposte, oltre che dal peso proprio, dai sovraccarichi generati da agenti naturali quali neve, pioggia, grandine, o artificiali dovuti alla presenza di sovrastrutture, impianti, ecc.; alle sollecitazioni dovute a movimenti trasmessi dalla costruzione sottostante, come assestamenti, oscillazioni e vibrazioni, o a stati tensionali anomali oppure incrinature della struttura portante per effetto dei processi di indurimento ed essicazione.

In particolare, occorre valutare attentamente gli effetti del vento in termini di pressione cinetica del flusso e di variazione repentina di direzione ed intensità (colpo di vento).
Tali azioni possono determinare depressioni anomale o sollecitazioni dirette sugli strati ed elementi esposti, soprattutto in corrispondenza delle zone di bordo, provocando traslocazioni dei componenti superficiali ed accessori o sollevamento dello strato di tenuta o di isolamento termico (nel caso di copertura rovescia).

Al fine di ottenere adeguata sicurezza allo strappo per effetto del vento è possibile intervenire nei modi seguenti:

• mediante carico (zavorramento);
• con applicazione ad incollaggio;
• con fissaggio meccanico.

Lo strato di tenuta deve essere in grado di sopportare i carichi di esercizio dovuti al grado di accessibilità della copertura senza subire danneggiamenti (perforazione o deformazione) che ne possono compromettere la funzione.
Le sollecitazioni più significative sono di tipo statico (carico di durata lunga, quale i sovraccarichi permanenti o quelli dovuti a movimenti differenziali di origine termica impediti dal contatto con gli strati adiacenti, in particolare quello isolante) e di tipo dinamico dovute alla caduta di oggetti.

Comportamento al fuoco

L'insieme degli elementi e degli strati costituenti la copertura deve resistere all'azione del fuoco mantenendo inalterate le condizioni di sicurezza per il tempo necessario affinché gli utenti possano mettersi in salvo.
In relazione alle destinazioni d'uso dell'edificio ed in particolare degli ambienti sottostanti la copertura, la vigente normativa italiana in taluni casi richiede tempi specifici di resistenza al fuoco delle strutture in genere e quindi anche di quelle relative alla copertura.

Isolamento termico

Il sistema di copertura deve contribuire all'ottenimento del comfort ambientale interno e al risparmio energetico conformemente alla vigente normativa in materia di riduzione dei disperdimenti termici invernali.
Sotto il profilo del benessere termico estivo, inoltre esso deve garantire adeguati livelli di smorzamento e sfasamento dell'onda termica dovuta all'irraggiamento solare; in questo caso risultano determinanti ai fini di un buon funzionamento della copertura sia l'inerzia termica che l'isolamento connesso alla presenza dello strato termoisolante, alla sua corretta collocazione e alle caratteristiche del materiale.

Controllo della condensazione

Il sistema di copertura deve garantire il controllo dei fenomeni di diffusione del vapore acqueo, così da evitare la formazione di condensa sia sulle superfici che all'interno degli strati. La localizzazione dello strato isolante e l'eventuale presenza di dispositivi di freno o barriera al vapore, insieme allo strato di ventilazione, sono fondamentali ai fini del soddisfacimento del requisito in oggetto.

La collocazione del coibente all'estradosso del solaio ottimizza il comportamento del sistema sotto il profilo termoigrometrico, dal momento che in nessuna stratificazione le pressioni effettive di vapore raggiungono il punto di saturazione; inoltre, in tal modo si ottiene un incremento dell'inerzia termica della copertura e una riduzione delle mobilità degli strati ed elementi sottoposti al coibente.

Lo strato di tenuta all'acqua è necessariamente uno strato ad alta resistenza al passaggio del vapore e quindi diventa assolutamente necessario in fase progettuale analizzare la diffusione del vapore in rapporto alla soluzione tecnica prevista, alla successione delle stratificazioni funzionali e alle loro caratteristiche di permeabilità al vapore, alle condizioni termoigrometriche esterne ed interne di esercizio, con riferimento alle circostanze più gravose anche se meno frequenti.

In genere il controllo della condensazione interstiziale può essere eseguito mediante il sistema di Glaser, dal quale si ottengono i seguenti risultati:

• verifica della possibilità che il vapore accumulato durante il periodo invernale sia smaltito in estate;
• controllo che, a condensazione avvenuta, il contenuto di umidità all'interno delle stratificazioni sia inferiore a quello ammissibile per ogni materiale;
• evidenziazione dell'eventuale opportunità di munire lo strato di tenuta di dispositivi di sfiato verso l'esterno.

Tenuta all'acqua

Il sistema di copertura deve impedire il passaggio di acqua sia meteorica che eventualmente presente per svariate cause attraverso le stratificazioni funzionali, onde evitare infiltrazioni all'interno degli ambienti sottoposti e il degrado di altri elementi.

La tenuta all'acqua è completamente affidata alla perfetta realizzazione dell'impermeabilizzazione della copertura; da ciò deriva la necessità che le saldature fra le membrane e i raccordi dei punti singolari siano effettuati in modo tale da garantire nel tempo la continuità ed integrità dello strato di tenuta.

L'accurato studio della morfologia delle aree di drenaggio, della localizzazione e numero dei bocchettoni di scarico, della pendenza dei bacini di raccolta permette di controllare l'esatto smaltimento dell'acqua meteorica in funzione della geometria complessiva della copertura.

Durabilità

La durata nel tempo di livelli di prestazione accettabili deve essere garantita dal sistema di copertura nel suo complesso e dai singoli elementi componenti.

In tal senso, la copertura deve poter resistere, per il tempo di vita utile prefissato, alle azioni indotte da:

• formazione di gelo dovuto a ristagno idrico in punti singolari critici;
• alternanza del fenomeno di gelo e disgelo;
• shock termico dovuto a repentini sbalzi di temperatura;
• attacco di agenti biologici di degrado di origine animale o vegetale;
• attacco di agenti chimici aggressivi;
• presenza di acqua meteorica che possa innescare corrosioni elettrochimiche;
• operazioni di manutenzione che possono produrre deformazioni permanenti o punzonamenti;
• errato uso da parte degli utenti nel caso di coperture praticabili.

Descrizione degli strati degli elementi

La norma nazionale di riferimento (UNI 8178-2) contiene l'elencazione degli elementi e strati funzionali delle coperture continue, specificandone la necessità o eventualità di impiego in relazione al livello prestazionale che si vuole ottenere. La differente successione delle stratificazioni comporta modelli di funzionamento anche molto diversi tra loro, oltre che procedimenti costruttivi più o meno complessi in relazione alla posa dei materiali e alle interrelazioni fra le parti costituenti.

La presenza o meno di taluni strati funzionali, oltre che la loro localizzazione e sequenza all'interno di un certo schema funzionale, origina soluzioni anche molto dissimili fra loro; in ogni caso ciascuna di esse deve essere concepita in modo da assicurare il funzionamento di ogni singolo elemento e di tutta la copertura nel suo insieme onde soddisfare i requisiti ambientali e tecnologici richiesti in ogni situazione specifica.

Elemento portante

Ha la funzione di sopportare i carichi permanenti e sovraccarichi della copertura e deve essere dimensionato in rapporto ad essi in base alla normativa specifica. Lo strato portante può essere realizzato con diverse tecnologie costruttive, delle quali le più comuni sono strutture in calcestruzzo armato pieno o latero cementizio. In tal caso è necessario che i getti per questi solai risultino sempre perfettamente maturati e il più possibile esenti da acqua di costruzione, onde garantire la perfetta applicazione degli strati sovrapposti; sempre per questo motivo le superfici devono presentarsi complanari ed esenti da asperità.

Nel caso di impiego di elementi prefabbricati assemblati in opera (a secco o con legante cementizio), questi dovranno costituire una superficie uniforme e priva di dislivelli, con giunti a raso; infatti in presenza di superfici frazionate, al problema di una regolarizzazione delle superfici per accogliere gli strati successivi, si sovrappone quello di realizzare la continuità fra i componenti affinché eventuali cedimenti differenziali o movimenti ciclici di origine termica non producano patologie agli strati soprastanti.

Possono essere utilizzate anche strutture in legno o in acciaio.

Strato di regolarizzazione

Ha la funzione di ridurre le irregolarità superficiali dello strato sottostante. Questo strato, costituito generalmente da malte cementizie, è particolarmente importante nel caso in cui sia necessario compensare le tolleranze di assemblaggio degli elementi prefabbricati costituenti l'impalcato strutturale e per regolarizzare le superfici di getto nel caso di impalcati monolitici.

La sua funzione, tuttavia, si può estendere a tutti quei casi in cui si vuole o deve rendere uniforme l'adesione fra un elemento e quello immediatamente sottostante; in particolare sono interessati gli elementi di tenuta, quelli termoisolanti o gli strati costituenti la barriera al vapore, quelli cioè che richiedono una salvaguardia della loro continuità nonché una ripartizione degli effetti dei movimenti rispetto al supporto.
L'eliminazione di cavità o distacchi localizzati di tali strati annulla anche il rischio di pressioni di vapore localizzate.

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Nei prossimi paragrafi si parlerà dei vari strati, come ad esempio, quello termoisolante, drenante o di protezione, oltre ad un quadro approfondito su patologie ed errori.