Focus: INVOLUCRO

(produzione) Le coperture ventilate

Le considerazioni che posso essere avanzate per le facciate ventilate sono in buona parte valide anche nel caso delle coperture, che vengono realizzate con intenti analoghi e funzionano in virtù degli stessi principi. Tuttavia, tralasciando le ovvie differenze costruttive tra pareti e coperture, che riguardano anche i sistemi tradizionali, vanno evidenziate alcune diversità che influiscono sulle modalità di realizzazione e sul funzionamento dei due sistemi, prima tra tutte la differenza di quota (più elevata) e di esposizione (pressoché orizzontale anziché verticale) delle coperture, che determinano diverse integrazione fra gli agenti climatici e gli elementi di involucro.
Rispetto alle pareti verticali, le coperture sono infatti maggiormente esposte alle precipitazioni atmosferiche e subiscono la pressione di venti più veloci. Va sottolineato che anche l’andamento dell’irraggiamento solare su superfici orizzontali è molto diverso che su quelle verticali. Le condizioni di queste ultime dipendono molto dall’esposizione e dalla fondamentale considerazione che se quelle a Sud ricevono più calore durante l’inverno, per quelle a Est e Ovest avviene il contrario. Le superfici orizzontali invece sono irraggiate enormemente di più in estate e sono quelle che tra tutte ricevono nell’arco dell’anno la maggiore quantità di energia. Ciò rende le intercapedini ventilate anche più utili che nelle pareti per il contenimento dei carichi termici estivi.
Per quanto riguarda il flusso d’aria, se da un lato lo strato esterno raggiunge temperature maggiori, dall’altro le giaciture orizzontali o quasi non favoriscono l’effetto camino e da questo punto di vista sono preferibili le falde inclinate. In compenso, la velocità del vento è generalmente maggiore e provvede comunque al ricambio d’aria nell’intercapedine.
Come per le pareti, tale flusso può essere indirizzato lungo un percorso esterno-esterno, per il semplice raffrescamento strutturale e per lo smaltimento dell’umidità, o coinvolgere anche l’ambiente interno al fine di estrarre aria calda e viziata (interno-esterno) o di immettere in inverno aria riscaldata dal sole in modo simile a quello dei sistemi Trombe-Michelle (esterno interno o anche interno-interno).
Le coperture ventilate possono anche prestarsi, meglio delle facciate, al raffrescamento passivo radiativo.
Ad ogni modo, nei sistemi che comportano scambi d’aria con gli ambienti sottostanti è utile – a volte necessario – prevedere la possibilità di regolare l’entità dei flussi d’aria. Anche in questo caso, come per le pareti, le diverse soluzioni possibili per la realizzazione delle coperture ventilate andranno discusse analizzando quattro varianti che prendono in considerazione le proprietà degli strati interno ed esterno e le loro differenti combinazioni.
-Strati opaco interno/opaco esterno
E’ la configurazione più semplice, ma offre già da sola numerose alternative nella realizzazione e nell’utilizzo. Per il manto esterno si può prevedere l’impiego di materiali diversi, dai laterizi al metallo, con criteri simili a quelli descritti per le facciate.
La forma delle superficie può essere progettata per incrementare la portata della ventilazione e la velocità dell’aria all’interno variando la sezione dell’intercapedine per sfruttare l’effetto Venturi. In estate, il più delle volte la ventilazione viene utilizzata semplicemente per ridurre i carichi termici dovuti all’irraggiamento solare, ma realizzando lo strato esterno con una sottile lastra metallica, la copertura può diventare un sistema di raffrescamento passivo in grado di dissipare calore per radiazione verso il cielo durante la notte. Se l’inclinazione e la disposizione delle aperture lo consentono, l’aria a contatto con la lastra fredda si appesantisce e scende naturalmente nell’ambiente sottostante, in caso contrario è necessario far ricorso alla ventilazione forzata per mezzo di ventole meccaniche.
-Strati trasparente interno/trasparente esterno
Una soluzione del genere comporta ottime potenzialità per l’illuminazione naturale, ma anche notevoli rischi di surriscaldamento estivo nei climi italiani. L’impiego di dispositivi frangisole regolabili può essere in questi casi la soluzione ottimale sia per la modulazione della luce solare sia per il controllo della temperatura ambientale.
Alternative valide, ma relativamente complesse da gestire, potrebbero essere l’uso di acqua o di verde in copertura. Entrambe le soluzioni non consentono comunque alcuna flessibilità per quanto riguarda la regolazione della luce durante il giorno. .
-Strati opaco interno/trasparente esterno
Questi sistemi sono utilizzati per il riscaldamento solare passivo, preferibilmente in falde inclinate verso Sud: l’aria si riscalda nell’intercapedine per effetto serra e viene immessa nell’ambiente interno.
Nelle coperture progettate per questo utilizzo le aperture devono essere operabili perché in estate il percorso dell’aria deve essere invertito in modo da estrarre l’aria interna, raffreddare con questa la copertura e disperderla all’esterno. Nei climi temperati, è comunque opportuno che la vetrata sia protetta dal sole nei periodi caldi dell’anno.
-Strati trasparente interno/opaco esterno
L’applicazione più interessante di questi sistemi è quella che prevede l’accoppiamento dello strato trasparente interno con uno strato esterno a opacità variabile. L’elemento esterno funziona come un frangisole, eliminando i problemi legati al surriscaldamento estivo descritti per le due soluzioni precedenti, ma conservando la possibilità di utilizzare la vetrata inferiore come superficie captante per il riscaldamento solare diretto nella stagione invernale.
In estate la regolazione dell’elemento superiore dovrebbe essere tale da consentire il passaggio dell’aria e l’ingresso di una certa quantità di luce naturale escludendo la radiazione diretta. In inverno la chiusura completa durante la notte consente invece di limitare le elevate dispersioni che si verificherebbero in presenza di una vetrata semplice. Volendo prendere in considerazione anche le soluzioni più avanzate e sperimentali, lo strato esterno potrebbe essere realizzato anche con elementi innovativi, quali materiali a cambiamento di fase, o vetri cromo genici.

Autore: Fabrizio Tucci
Pubblicato su Modulo 383/2013