Cos'è e come correggere un ponte termico

Ponte termico: cos'è, come si corregge e come si calcola la trasmittanza lineica? Quali ponti termici considerare nel calcolo di U_medio?

Il ponte termico è l'incubo del termotecnico. E' il tallone d'Achille del cappotto termico. E' uno dei temi più complessi da trattare nella valutazione della prestazione energetica dell'edificio. Fortunatamente, in aiuto ci vengono le UNI e il DM 26/06/2015: il faro, la bibbia da seguire per sconfiggere il nemico.

Ma di che cosa si tratta?

Che cos'è un ponte termico?

Partiamo con la definizione di ponte termico: "configurazione strutturale o geometrica che produce una deviazione del flusso termico dalla condizione di flusso monodimensionale tra le superfici interna ed esterna di una parete."

Semplificando, per ponti termici si intendono quelle zone della casa dove si verificano disomogeneità del materiale e/o variazioni di forma, che in termini termici comportano:

• • • disomogeneità di temperatura sulle superfici interne (in generale diminuzione della temperatura superficiale interna che porta al pericolo di condensa);
    • aumento delle dispersioni termiche e quindi dei consumi. Ciò è più accentuato all'aumentare dell'isolamento delle pareti dell’edificio.

Facciamo alcuni esempi. I ponti termici si verificano dove avviene un cambio di materiale: sui pilastri, tra solaio e muratura, tra copertura e muro, tra soletta del balcone e muro, tra infisso e parete. Ma anche dove si verifica una variazione nella forma, ad esempio negli spigoli del muro, nell'intersezione di una parete interna con una esterna, nella nicchia di un termosifone e d in prossimità dei cavedi delle canne fumarie.

In queste zone vi è un incremento del valore dei flussi termici e una variazione delle temperature superficiali interne, con conseguente aumento della quantità di calore disperso attraverso le pareti.

Ma cosa ancora più grave, un ponte termico, abbassando la temperatura dell'involucro, potrebbe creare delle condense e quindi le muffe.

A titolo informativo, negli edifici con prestazioni energetiche elevate, i ponti termici, se non corretti, possono rappresentare oltre il 50% delle dispersioni.

Calcolo della trasmittanza lineica e correzione del ponte termico

Come sappiamo, le dispersioni termiche dipendono dalla trasmittanza termica U (W/mqK) che rappresenta la quantità di calore che attraversa una superficie unitaria di un determinato materiale sottoposta ad una differenza di temperatura di 1°K tra la faccia interna e quella esterna. Maggiore sarà la trasmittanza del materiale, maggiori saranno le dispersioni termiche e quindi i consumi. Questo concetto può essere adottato nel caso di dispersioni tra pareti o coperture, ma, nel caso dei ponti termici, non trattandosi di superfici, ma, ad esempio di incroci tra pareti, la dispersione avviene lungo un linea, per questo si parla di trasmittanza lineica.

La trasmittanza lineica Ψ _k (W/mK) esprime il flusso termico disperso attraverso il ponte termico per ogni metro di lunghezza e per una differenza di temperatura unitaria fra interno ed esterno.  La trasmittanza lineica dipende da:

• • • lo spessore degli elementi che individuano la giunzione e la loro resistenza termica;
    • la posizione di eventuali materiali isolanti negli elementi;

Ψ _k può essere calcolata attraverso:

• • • calcolo numerico con software elementi finiti (UNI EN ISO 10211);
    • atlanti di ponti termici conformi UNI EN ISO 14683.

Una volta modellato il ponte termico attraverso il software ed aver ottenuto il valore della trasmittanza lineica, quest'ultimo dovrà essere moltiplicato per la lunghezza L del ponte termico interessato, al fine di ottenere il le dispersioni provocate.

Essendo che l'effetto di un ponte termico diminuisce progressi­vamente allontanandosi dal nodo, secondo la norma UNI EN 10211, l'area di influen­za del ponte termico è valutabile in 3 volte lo spessore dell'elemen­to considerato o comunque 1 metro. Oltre tale distanza il flusso torna a essere monodimensionale e perpendicolare alla struttura. Per esperienza personale, un ponte termico con trasmittanza lineica inferiore a 0,1 W/mK è accettabile.

Trasmittanza termica media

Una volta ottenuta la trasmittanza della struttura (ad esempio della parete) e la trasmittanza lineica dei ponti termici che le competono, per il rispetto della normativa DM 26/06/2015, occorre determinare la trasmittanza termica media (U_media), definita nella norma UNI 14683 mediante la formula:

U_media= (∑ U_i A_i + ∑ f_p Ψ _k  l_k) / A_tot

Dove:

• • • U_media è la trasmittanza media della struttura considerata [W/mqk]:
  • • A_tot= area totale della struttura considerata [mq]:
    • U_i = trasmittanza termica dell'elemento i-esimo che compone la struttura (ad esempio una pa­rete, ma anche le nicchie di alloggiamento dei radiatori):
    • A_i = area dell'elemento i-esimo (parete, nicchia, ecc.):
    • Ψ_k = ponte termico k-esimo [W/mK]:
    • l_k = lunghezza del ponte termico [m]:
    • f_p = fattore di ponderazione del ponte termico pari a 1 o 0.5 (ad esempio nel caso dell'angolo il fattore è 0.5 in quanto metà compete a una pa­rete e la seconda metà all'altra parete: nel caso di un pilastro interno alla parete vale 1).

Tale valore dovrà essere inferiore ai valori limite delle trasmittanza indicati nella tabella 1, appendice B del DM 26/06/2015, che variano in base alla zona climatica:

Ricordati che, secondo la UNI EN ISO 13788:2013, potrai ottenere un migliore com­portamento igrometrico della struttura posizionando gli strati secondo i seguenti criteri:

• • • disposizione verso il lato più esterno degli strati aventi una maggiore resistenza termica (isolanti);
    • disposizione verso il lato più interno degli strati caratterizzati da maggiore resistenza alla diffu­sione al vapore.

In pratica, la soluzione con il cappotto sul lato esterno garantisce il rispetto del primo criterio, mentre una barriera o un freno al vapore disposta sul lato inter­no dell'ambiente soddisfa il secondo criterio.

Mettendo in pratica entrambe le soluzioni si ha un migliore comportamento igrometrico della strut­tura. Attenzione però all'uso della barriera al vapore, che direi di utilizzare solo qualora non se ne potesse fare a meno. Ad esempio, se dovessi intervenire isolando sul lato interno, in molti casi dovrai obbligatoriamente prevedere una barriera al vapore, soprattutto se dovessi utilizzare materiali isolanti aventi una bassa resistenza al vapore (legno, sughero..). Comunque sia, in questi casi, anche se non prevista dalla normativa, verifica sempre la condensazione interstiziale!

Come si corregge un ponte termico?

Nella correzione di un ponte termico, assume notevole rilevanza la posizione dell'isolante: interna, esterna o in intercapedine. Difatti, l'ubicazione della coibentazione influisce sul valore del coefficiente di trasmis­sione lineica. Un cappotto esterno, oltre a garantire una maggiore semplicità di risoluzione del ponte termico, a parità di spessore e materiale utilizzato, abbatte maggiormente la trasmittanza lineica.

Vediamo alcuni esempi di correzione del ponte termico. Partiamo dal nodo balcone-parete.

La soletta a sbalzo di un balcone costituisce il più “classico” dei ponti termici di un edificio. Sono due le modalità con cui è possibile correggerlo:

• • • nuovi balconi: creazione di una struttura autoportante disgiunta, oppure utilizzo di appositi “disgiuntori” strutturali;

• • • edifici nuovi ed esistenti: applicazione dell'isolante sopra e sotto l'aggetto;

Passiamo alla correzione del nodo di fondazione. Anche in questo caso ti suggerisco due metodi.

Nel primo caso, da considerare nel caso di nuove costruzioni, potresti interrompere il ponte termico costituito dall’attacco a terra delle strutture portanti con elementi a taglio termico (es. vetro cellulare);

Nel secondo caso, da utilizzare nel caso di edifici esistenti, converrebbe impacchettare la struttura risvoltando l’isolante per almeno 1 metro. In pratica, potresti coibentare sia al di sopra che al di sotto del solaio verso un piano interrato non riscaldato o verso il terreno.

Infine, vorrei mostrarti la soluzione per il nodo infisso-parete su edificio esistente.

In questo caso, è stata prevista una soglia aggiuntiva appoggiata sul davanzale esistente in marmo con sporto fino al cappotto esterno da un lato e a battere sull'infisso dall'altro. Altra soluzione potrebbe essere quella di realizzare un taglio sulla soglia esistente al fine di inserire all'interno del materiale isolante che, al termine dei lavori, verrà coperto dal telaio della finestra.

Ponte termico corretto

Non confondere la correzione del ponte termico con l'espressione "ponte termico corretto". Nel primo caso si tratta di un miglioramento delle performance termiche della discontinuità, mentre il ponte termico corretto si ottiene quando la trasmittanza termica della parete fittizia (il tratto di parete esterna in corrispondenza del ponte termico) non supera per più del 15% la trasmittanza termica della parete corrente.

Qualora il ponte termico non dovesse risultare corretto, i valori limite della trasmittanza termica devono essere rispettati dalla trasmittanza termica media (parete corrente più ponte termico). In sostanza, nel caso di ponti termici "corretti" si prescrive che il valore limite sia rispettato dalla sola parete corrente (trascurando in pratica l'effetto dei ponti termici stessi).

Quali ponti termici occorre considerare nel calcolo di U_medio?

Vorrei concludere l'articolo con questo paragrafo, in quanto molti colleghi mi chiedono se devono o meno considerare tutti i ponti termici esistenti. La risposta è si, sempre!

Prendiamo ad esempio una parete. In questo caso dovrai considerare interamente il kl dei ponti termici compresi nella superficie della parete e per metà nel caso di ponte termico sul perimetro.

Il nodo parete-solaio intermedio contenuto nella superficie deve essere considerato per intero.

Il nodo parete-serramento dovrà essere considerato per intero qualora sostituissi anche l'infisso. Mentre, mantenendo l'infisso esistente, cautelativamente lo considererei intero, oppure al 50%.

Visto che ormai l'andazzo è quello di coibentare completamente gli edifici, il mancato ricambio d'aria impedisce lo smaltimento del vapore. Per sopperire a ciò, ti consiglio l'installazione di un impianto di ventilazione meccanica controllata VMC con recuperatore di calore. Scopri di più.

Spero che l'articolo ti sia stato utile. A presto, Vincenzo.