Università e Scuola Edile insieme per sperimentare materiali sostenibili
di Francesco Asdrubali e Paola Marrone
Prosegue la collaborazione tra i Dipartimenti di Architettura e di Ingegneria Industriale, Elettronica e Meccanica (DIIEM) dell’Università degli Studi Roma Tre e il CEFMECTP (Organismo paritetico per la formazione e la sicurezza in edilizia di Roma e provincia) in materia di sperimentazione di soluzioni innovative e sostenibili per l’edilizia (*).
Dopo la sperimentazione effettuata su un sistema di isolamento a cappotto esterno realizzato con pannelli in aerogel (articolo apparso su Rinnovabili.it il 28 febbraio 2022), l’attenzione si è concentrata su pannelli in fibra di legno. In questo momento in cui, a causa del Super Ecobonus, vi è una grande richiesta di materiali isolanti, i pannelli in fibra di legno rappresentano un’alternativa sostenibile ai materiali sintetici tipo poliuretano o polistirene espanso; sono infatti disponibili sul mercato pannelli realizzati con fibre di legno che rispettano il decreto sui Criteri Ambientali Minimi (CAM), dotati di certificazione PEFC (certificazione di Gestione Forestale Sostenibile) e EPD (Environmental Product Declaration).
I pannelli in fibra di legno sono buoni isolanti termici, con valori della conducibilità termica compresi tra 0,03 e 0,05 ed elevata capacità termica specifica, superiore a 1700-1800
La sperimentazione è stata condotta con una campagna di monitoraggio effettuata presso le test rooms del CEFMECTP; in particolare si sono utilizzati due identici piccoli edifici in muratura portante in blocchi di tufo e soletta in calcestruzzo armato, rivestiti internamente ed esternamente con intonaco cementizio. Uno dei due è stato interamente isolato all’esterno con pannelli in fibra di legno dello spessore di 8 cm, mentre il secondo, privo di isolamento in fibra di legno, è stato usato come edificio di riferimento (fig.1). Il cappotto esterno è stato realizzato con pannelli rigidi in fibra di legno delle dimensioni di mm 1500×580, con densità volumetrica pari a 140 kg/m³ e conduttività termica pari a 0,040 W/mK. Il potenziale di riscaldamento globale del pannello (GWP; Global Warming Potential) è pari a –1,13 Kg CO2 eq/kg: si tratta di un valore negativo perché il pannello ha incorporata la CO2 che le piante hanno fissato durante la loro crescita.
Al fine di confrontare e quantificare i diversi comportamenti termici delle pareti, la verifica delle prestazioni è avvenuta misurando le temperature superficiali delle pareti esposte a Nord-Ovest, le temperature dell’aria interna ed esterna, e i flussi termici scambiati attraverso le pareti stesse, sia nell’edificio di riferimento che in quello coibentato. Sono state eseguite misure di trasmittanza termica (U) in accordo con la norma ISO 9869-1, valutando inoltre l’andamento delle temperature superficiali interne ed esterne delle pareti per il calcolo dei fattori di attenuazione (DF) e sfasamento (PS). Inoltre, sono state misurate le temperature dell’aria interna ed esterna alle strutture. Tutti i sensori sono stati connessi a un data-logger per la registrazione dati (fig.2).
La sperimentazione è stata condotta sia nella stagione estiva (estate 2021) che in quella invernale (inverno 2021-22). In estate le misure sono state condotte in free-floating, mentre in inverno si sono considerati differenti scenari, comprendenti sia il free floating che l’accensione e spegnimento del sistema di riscaldamento (realizzato con termoventilatori elettrici opportunamente schermati per evitare effetti disturbanti diretti sui sensori).
I risultati confermano la capacità dei pannelli in fibra di legno di migliorare le prestazioni termiche degli involucri, pur con uno spessore piuttosto ridotto.
In condizioni estive, nella casa isolata, l’analisi dell’inerzia termica evidenzia un aumento dello sfasamento termico medio di 2 ore ed una riduzione dell’attenuazione media del 60% rispetto alla casa di riferimento; si verifica inoltre una maggiore stabilità della temperatura dell’aria e una riduzione media di circa il 90% del flusso di calore attraverso la parete (fig. 3).
Anche in condizioni invernali si registrano una maggiore stabilità delle temperature interne, che permette il raggiungimento di temperature notevolmente più elevate, e una minor influenza rispetto alle fluttuazioni di temperatura esterna. La trasmittanza termica delle pareti isolate con pannelli in fibra di legno è pari a 0,53 W/m2 K contro 1,24 W/m2 K delle pareti non isolate (riduzione del 57%).
* Hanno partecipato alla sperimentazione: per l’Università degli Studi Roma Tre: Prof.ssa Paola Marrone (Dipartimento di Architettura); Prof. Francesco Asdrubali, Ing. Marta Roncone (Dipartimento di Ingegneria Industriale Elettronica e Meccanica); l’ing. Claudia Guattari (Dipartimento di Filosofia Comunicazione e Spettacolo); per il CEFMECTP il Direttore Ing. Alfredo Simonetti e l’Istruttore P.I. Mariano Formiconi.Riferimenti:
- Orsini, F., Marrone, P., Asdrubali, F., Roncone, M., Grazieschi, G. (2020) “Aerogel insulation in building energy retrofit. Performance testing and cost analysis on a case study in Rome”, in ICEER2020-7th International Conference on Energy and Environment Research: “Driving energy and environment in 2020 towards a sustainable future” 07-11 September 2020, in Energy Reports-Elsevier 6 (2020), pp.56-61
- Asdrubali, F., Marrone, P., Fontana, L., Orsini, F., Guattari, M.C., Evangelisti, L., et al. (2020) “Analisi sperimentale delle prestazioni termiche di un sistema di isolamento a cappotto con pannelli in aerogel”, in Atti del «XX Congresso Nazionale CIRIAF- Sviluppo Sostenibile Tutela dell’Ambiente e della Salute Umana», Perugia, 2021.
- Roncone, M., Asdrubali, F., Marrone, P., Guattari, C. “Materiali termoisolanti sostenibili: analisi sperimentale delle prestazioni termiche di un sistema di isolamento a cappotto con pannelli in fibra di legno”, in Atti del «XXI Congresso Nazionale CIRIAF- Sviluppo Sostenibile Tutela dell’Ambiente e della Salute Umana», Perugia, 2022
