Inerzia Termica di un Involucro Edilizio

L’inerzia termica è la capacità di un componente edilizio (parete o tetto) di:

  • attenuare le oscillazioni della temperatura ambiente dovuta ai carichi termici interni e esterni variabili nell’arco del giorno (radiazione solare, persone, elettrodomestici);
  • accumulare il calore e rilasciarlo dopo un certo numero di ore nel tempo.

La proprietà termica dell’involucro edilizio più utilizzata nel bilancio energetico di un edificio è la trasmittanza termica stazionaria (U = W/mqK), che ne rappresenta la capacità isolante, ma non quella di inerzia termica. La fase estiva, inizialmente sottovalutata nella certificazione energetica italiana degli edifici, ha comportato elevati consumi per il raffrescamento e condizioni di discomfort nei nostri climi temperati. Attualmente, però, con l'Attestato di Prestazione Energetico (A.P.E.) questo aspetto è stato preso in considerazione e reso obbligatorio. La fase estiva è caratterizzata da carichi termici al contorno variabili nell’arco della giornata e in modo più evidente rispetto all’inverno. La stagione estiva chiama in gioco l’inerzia termica dell’involucro edilizio. L’inerzia termica si può descrivere attraverso due principali proprietà termiche dinamiche:

  • trasmittanza termica periodica (Yie = W/mqK)
  • capacità termica areica interna periodica (Cip = kJ/mqK)

Trasmittanza Termica Periodica (Yie): Controllo dei Carichi Termici Esterni

La Yie (Yie = U*fd) è il prodotto tra il fattore di attenuazione (*a) (fd [adimensionale]) e la trasmittanza termica stazionaria (U [W/mqK]) e rappresenta sia il grado di smorzamento che quello di sfasamento (*b) dell’onda termica proveniente dall’esterno. La trasmittanza termica periodica è stata limitata a 0,12 W/mqK secondo le Linee Guida Nazionali (attuazione del D.Lgs. 311/06 in materia di rendimento energetico degli edifici) ed è alternativa al limite sulla massa superficiale (230 kg/m2 per zone in cui la radiazione solare sul piano orizzontale è superiore a 290 W/mq, secondo comma 9, allegato I, D.Lgs. 311/06) dei componenti edilizi per il contenimento dei consumi estivi. La Yie rappresenta, quindi, un buon parametro di controllo e di mitigazione dei carichi termici provenienti dall’esterno.

Note:

  • (*a)  Il fattore di attenuazione è il rapporto tra l’ampiezza del flusso termico uscente e quello entrante in un componente edilizio (parete o tetto).
  • (*b) Lo sfasamento dell’onda termica rappresenta il tempo con cui il picco massimo della temperatura esterna impiega ad attraversare completamente un componente edilizio.

 

Capacità Termica Areica Interna Periodica (Cip): Controllo Dei Carichi Termici Interni

La Cip, capacità termica areica interna periodica, calcolata come la Yie, secondo la UNI EN ISO 13786:2008 (Thermal performance of building components — Dynamic thermal characteristics — Calculation methods), rappresenta la capacità di un componente edilizio di accumulare i carichi termici provenienti dall’interno. Maggiore è il valore della Cip (massa posta verso l’interno), maggiore è l’accumulo termico.

L’accumulo dei carichi termici interni da parte di una parete permette di mantenere le temperature superficiali su livelli accettabili, cioè con oscillazioni e valori limitati nell’arco della giornata, a favore sia delle condizioni di comfort ambientale che dei consumi per la climatizzazione estiva.