Case in legno in clima mediterraneo: facciamo un po’ di chiarezza

Case in legno e caldo: possono convivere oppure il problema del surriscaldamento non è eliminabile? Spesso quanto si sente in giro è frutto di “leggende metropolitane” o dell’uso non corretto dell’abitazione. Abbiamo deciso pertanto di andare a fondo e ne abbiamo parlato con l’ing. Elena Angus che ha sviluppato una tesi specifica al termine di un percorso di studi presso l’università di Bolzano facendo numerose simulazioni dinamiche.

Le conclusioni sono davvero molto interessanti. Curiosi? Non vi resta che leggere qui…

Nel 2015 è terminato un Dottorato di Ricerca all’Università degli studi di Cagliari che aveva come obiettivo lo studio del comportamento termoigrometrico degli edifici in legno in CLT (cross laminated timber) nei climi caldi, in particolare in Sardegna.

Il Dottore di Ricerca, l’Ingegner Elena Agus, è stata supportata dalla Professoressa Barbara De Nicolo, docente di Tecnica delle Costruzioni all’Università degli Studi di Cagliari e Peter Erlacher, esperto di fisica tecnica delle costruzioni in legno e docente da anni nei corsi dell’Agenzia CasaClima.

Elena, come mai hai scelto questo tema di ricerca?

Il mio Dottorato di Ricerca si è inserito nel tema generale della “sostenibilità degli edifici in legno sardo” che, da diversi anni, le Università Sarde portano avanti per la promozione del legno locale e l’individuazione di un sistema costruttivo adatto all’uso del legno sardo nelle costruzioni.

L’argomento è stato studiato soprattutto dal punto di vista strutturale ma io volevo affrontare anche altri aspetti fondamentali nella progettazione degli edifici in legno ovvero l’aspetto energetico e igrometrico.

Io sono una libera professionista e mi sono resa conto che è difficile affrontare questi aspetti nella pratica professionale perché è necessario dedicarci tanto tempo, avere dei software specifici e delle conoscenze approfondite sull’argomento e raramente un tecnico che deve affrontare sporadicamente la costruzione di un edificio in legno riesce ad avere. Dico sporadicamente perché si costruisce poco ed essendo il legno un materiale poco conosciuto in Sardegna e su cui si hanno ancora molte riserve alla fine progettisti, committenti e imprese preferiscono utilizzare materiali più “tradizionali” come il laterizio. Qualcosa naturalmente si sta muovendo e io volevo dare un contributo con la mia ricerca alla diffusione di questo sistema costruttivo che trovo affascinante e ricco di vantaggi.

Professor Erlacher, cosa l’ha spinta ad affiancare Elena nella sua ricerca?

Ho conosciuto Elena Agus perché frequentava il Master Casaclima presso l’Università di Bolzano. Dopo molti anni di esperienza sono convinto che il legno è un materiale ideale per case energeticamente efficienti per tutte le regioni d’Italia, e ci tenevo a dare una mano a dimostrare questo.

Elena, quali strumenti avete usato e quale era l’obiettivo della ricerca?

Abbiamo affrontato l’aspetto energetico attraverso il software ProCasaClima 2013 e l’aspetto igrometrico con il software WUFI del Fraunhofer Institute.

Le prove eseguite con il software WUFI hanno dimostrato che le stratigrafie ipotizzate non presentavano problemi di condensa interstiziale o superficiale né vi erano le condizioni adatte alla crescita microbiologica sui materiali e questo ci ha permesso di utilizzare le stesse stratigrafie per affrontare la seconda tematica della Ricerca, ovvero lo studio del comportamento energetico e del comfort.

Lo studio energetico si è basato sulla progettazione di un edificio isolato monofamiliare e di un edificio a schiera realizzati in CLT. L’obiettivo era quantificare gli effetti degli interventi di progettazione “passiva” sui fabbisogni termici degli edifici ovvero individuare delle soluzioni progettuali in grado di minimizzare il fabbisogno termico di raffrescamento dell’edificio e massimizzare la sensazione di comfort degli abitanti.

Ci siamo resi conto, parlando con altri progettisti e possibili committenti, che l’edificio in legno è associato istintivamente a un edificio poco confortevole, che risente fortemente delle condizioni climatiche esterne e che, nella mente delle persone, non riesce a garantire quel piacevole microclima interno caratteristico dei muri di 50 cm in pietra o terra cruda tipici delle architetture tradizionali della regione.

Volevamo invece dimostrare che è solo una questione di attenta progettazione e di conoscenze ambientali e anche un edificio in legno in Sardegna può garantire un adeguato livello di comfort e può essere ad alto risparmio energetico.

A quali conclusioni siete giunti?

Ci siamo concentrati su 6 strategie di progettazione che in realtà possono essere applicate anche agli edifici in muratura.

Abbiamo affrontato gli effetti della coibentazione dell’involucro edilizio, della diminuzione della trasmittanza dei componenti vetrati, della schermatura degli infissi, della ventilazione notturna, dell’aumento della capacità termica interna e infine della colorazione chiara delle superfici esterne.

Abbiamo valutato come i fabbisogni termici di riscaldamento (Qh) e raffrescamento (Qc) variavano, nelle condizioni climatiche delle quattro città della Sardegna, al variare di questi parametri e come cambiavano le condizioni di comfort (che il software ProCasaClima 2013 stimava attraverso il metodo della temperatura operativa interna riprendendo la UNI EN 15251). L’attenzione si è concentrata soprattutto sul fabbisogno di raffrescamento, in quanto l’aspetto estivo è di particolare rilevanza in un clima caldo come quello della Sardegna.

Siamo giunti a capire che un decisivo contributo è dato dalla schermatura degli infissi (grafico 1) quindi è fondamentale tenere lontano i raggi solari dalle superfici vetrate per diminuire il fabbisogno di raffrescamento degli ambienti.

Un altro importante contributo è la ventilazione notturna, quindi è necessario prevedere sia una sistemazione delle aperture efficace, preferibilmente sui lati opposti della casa, ma soprattutto la possibilità di aprire le finestre durante le ore fresche della giornata quando le temperature esterne sono piacevoli, l’irraggiamento solare è assente e l’accumulo di calore degli ambienti interni può essere smaltito con la ventilazione (grafico 2).

E infine un altro importante contributo a basso costo è la tinteggiatura chiara delle superfici esterne (grafico 3).

Grafico 1

Grafico 2

Grafico 3

Siamo partiti da una proposta base che fosse comunque a norma di legge e siamo giunti ad una combinazione ottimale dei 6 parametri individuati ottenendo una diminuzione del fabbisogno totale di raffrescamento del 63,7% rispetto alla proposta base e un evidente miglioramento del comfort (combinazione 10).

In generale possiamo dire che, qualunque sia il materiale con cui viene costruita la struttura, per evitare i fenomeni di surriscaldamento estivo è necessario:

1. Schermare gli infissi, in particolare quelli esposti a sud e ovest, con schermature esterne all’abitazione come persiane e avvolgibili, molto più efficaci nello schermare la radiazione solare rispetto alle tende interne;
2. Coibentare tutto l’involucro edilizio in modo da garantire uno sfasamento di almeno 10 ore nelle stratigrafie opache e posare degli infissi con un valore di trasmittanza a norma di legge;
3. Ventilare gli ambienti nelle ore più fresche della giornata, con l’apertura delle finestre preferibilmente situate su lati opposti dell’abitazione. Questo permette di allontanare verso l’esterno il calore accumulato dalle pareti, dai pavimenti e soffitti;
4. Tinteggiare le pareti esterne con colori chiari e dove possibile utilizzare anche dei coppi e delle tegole chiare;
5. Utilizzare come rivestimento all’interno degli ambienti materiali in grado di accumulare il calore e rilasciarlo in tempi differenziati nell’arco del ciclo giorno/notte come un intonaco in calce o terra cruda sulle pareti o una piastrella di ceramica sul pavimento.

Come considerate il traguardo raggiunto?

Siamo molto soddisfatti del risultato raggiunto. Abbiamo dimostrato che è possibile progettare anche nei climi caldi un edificio in legno non solo ad alto risparmio energetico ma anche con un adeguato livello di comfort.

Confidiamo nel fatto che la Ricerca possa suggerire altre sperimentazioni sull’utilizzo del legno nei climi caldi e possa essere un valido strumento anche nelle mani dei progettisti che affrontano per la prima volta questo argomento.