MASSIMA EFFICIENZA TERMICA

La Platea Svedese Isolata (УШП) è una fondazione monolitica integrata a bassa profondità, che unisce le funzioni di base portante, di sottofondo del primo piano e di sistema di riscaldamento a pavimento radiante. Questa tecnologia garantisce prestazioni di efficienza energetica ineguagliabili grazie a un isolamento termico completo lungo tutto il perimetro della platea e al di sotto di essa. Il principio fondamentale della УШП consiste nel posizionare uno strato di polistirene estruso (XPS) di alta qualità o di vetro cellulare sotto l’intera superficie della fondazione, il che impedisce il contatto diretto della platea in cemento con il terreno ed elimina le dispersioni di calore attraverso la base.

Lo spessore dello strato isolante per le condizioni climatiche dell’Ucraina è solitamente compreso tra 200 mm e 300 mm di XPS, con una densità minima di 35 kg/m³. Questo permette di raggiungere un valore U per il pavimento su terreno compreso tra 0.12 e 0.15 W/(m²·K), superando notevolmente i requisiti della ДБН В.2.6-31:2016 ‘Isolamento termico degli edifici’. Una caratteristica importante della УШП è la possibilità di integrare i tubi del sistema di riscaldamento a pavimento radiante direttamente nel corpo della platea in cemento, garantendo una distribuzione uniforme del calore e un’elevata inerzia del sistema, riducendo il consumo energetico. Inoltre, la УШП permette di posare comodamente tutti gli impianti tecnici (approvvigionamento idrico, fognatura, elettricità) nello strato isolante sotto la platea o al suo interno, riducendo al minimo la complessità dei lavori successivi e garantendo un facile accesso per la manutenzione.

La struttura della УШП richiede una progettazione accurata che tenga conto dei carichi delle pareti, dei solai e della copertura, nonché delle caratteristiche del terreno. La capacità portante della УШП permette di utilizzarla per la maggior parte degli edifici leggeri e di media dimensione, comprese le case a telaio, in legno lamellare o in pannelli XLAM. L’integrazione della УШП nei moderni progetti architettonici permette di creare case ad alta efficienza energetica con un microclima ottimale e bassi costi di esercizio, rispondendo ai concetti di edifici a consumo energetico quasi zero (nZEB).

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Le caratteristiche termotecniche del nodo ‘parete–fondazione’ sono tra gli indicatori più importanti che influenzano l’efficienza energetica complessiva dell’edificio. Secondo la ДБН В.2.6-31:2016 ‘Isolamento termico degli edifici’, i requisiti minimi di resistenza termica (R) per le strutture di involucro esterne nelle zone climatiche dell’Ucraina sono, ad esempio, per le pareti — non inferiore a 3.3 m²·K/W, per i pavimenti su terreno — non inferiore a 3.5 m²·K/W (per la seconda zona termica). Questo equivale a valori U di circa 0.30 e 0.28 W/(m²·K) rispettivamente.

Tuttavia, per raggiungere gli standard degli edifici a consumo energetico quasi zero (nZEB), i valori U raccomandati per le pareti sono 0.10–0.15 W/(m²·K), e per i pavimenti 0.08–0.12 W/(m²·K). Questo richiede un approccio particolarmente accurato al nodo ‘parete–fondazione’, dove si forma un ponte termico lineare. Lo standard europeo EN ISO 10211 ‘Ponti termici nelle strutture edilizie. Calcolo dei coefficienti di trasmittanza termica lineari e puntuali’ disciplina i metodi di calcolo del coefficiente di trasmittanza termica lineare Ψ (valore Psi), che caratterizza le dispersioni di calore aggiuntive dovute alle discontinuità nella struttura, come angoli, giunzioni tra pareti e fondazione, aperture di finestre e porte.

Per la УШП è fondamentale garantire la continuità del circuito di isolamento termico. Se la parete ha un’elevata resistenza termica (ad esempio con un isolamento di spessore pari o superiore a 200 mm), la giunzione con la fondazione senza un adeguato taglio termico può causare notevoli dispersioni di calore lineari. I valori tipici di Ψ per i nodi ‘parete–fondazione’ non ottimizzati possono raggiungere 0.15–0.25 W/(m·K), mentre per gli edifici ad alta efficienza energetica si punta a valori di 0.01–0.05 W/(m·K) o addirittura negativi (il che significa che il nodo funge da ‘ponte termico’ a favore, trasferendo calore dall’esterno). Questo requisito impone l’uso di materiali a bassa conduttività termica e il loro posizionamento preciso nel nodo.

Ridurre al minimo i ponti termici nel nodo ‘parete–fondazione’ è un compito chiave nella progettazione di un edificio energeticamente efficiente su УШП. Poiché la platea in cemento ha una conduttività termica relativamente elevata, è importante isolarla completamente dall’ambiente esterno e dalla parete portante, se questa non è isolata in modo omogeneo. Il materiale principale per raggiungere questo obiettivo è il polistirene estruso (XPS), caratterizzato da una struttura a celle chiuse, un basso coefficiente di conduttività termica (λ = 0.030–0.034 W/(m·K)), un’elevata resistenza a compressione (da 250 kPa a 700 kPa) e un assorbimento d’acqua quasi nullo, il che lo rende ideale per l’uso interrato.

Per eliminare efficacemente i ponti termici vengono sviluppati dettagli costruttivi speciali. Ad esempio, il bordo esterno della УШП presenta sempre uno strato aggiuntivo di isolamento verticale in XPS di spessore 100-200 mm, che si estende dal bordo della platea fino a un livello superiore al terreno, proteggendo il fianco della fondazione. Nel caso di pareti a telaio in legno o in legno lamellare, dove la conduttività termica è notevolmente inferiore a quella del cemento, è importante garantire uno strato continuo di isolamento termico tra la corona inferiore della parete e la УШП. Questo può essere realizzato utilizzando un sottile strato di vetro cellulare o elementi speciali con taglio termico, che presentano un’elevata resistenza a compressione ma una bassa conduttività termica.

Particolare attenzione va prestata alle zone angolari e alle giunzioni con le aperture delle porte. Qui le dispersioni di calore lineari possono essere particolarmente significative, per cui i progettisti utilizzano la modellazione tridimensionale (ad esempio con il software THERM) per calcolare con precisione i coefficienti Ψ e ottimizzare la geometria dell’isolamento. Un nodo УШП-parete correttamente realizzato prevede che l’isolamento termico esterno della parete (ad esempio lana minerale o EPS) copra l’isolamento verticale esterno della fondazione, creando un ‘involucro termico’ continuo senza interruzioni né punti deboli. Garantire la tenuta di questa giunzione è importante anche per prevenire l’infiltrazione d’aria, che influisce sulla tenuta all’aria dell’edificio (n50).

La progettazione del nodo ‘parete–fondazione’ per la УШП è un processo complesso che richiede conoscenze approfondite in fisica delle costruzioni, meccanica strutturale e scienza dei materiali. La fase principale consiste nel determinare la posizione e lo spessore ottimali degli strati di isolamento termico, tenendo conto dei carichi dell’edificio e delle condizioni climatiche locali. A tale scopo si utilizzano metodi di calcolo specializzati e software dedicati.

Il calcolo chiave è la determinazione del coefficiente di trasmittanza termica lineare Ψ (valore Psi) per il nodo, che, come già menzionato, riflette le dispersioni di calore aggiuntive dovute ai flussi termici bidimensionali o tridimensionali nei punti di discontinuità della struttura. Secondo la EN ISO 10211, questo coefficiente si calcola con la formula: Ψ = L2D – Σ(Ui × Li), dove L2D è il flusso termico bidimensionale attraverso il nodo (W/m·K), Ui è il valore U degli elementi unidimensionali adiacenti (W/(m²·K)) e Li è la lunghezza di questi elementi nel modello di calcolo. L’obiettivo della progettazione è raggiungere un valore Ψ minimo o, idealmente, negativo, che indica un’elevata qualità termotecnica del nodo.

La progettazione moderna prevede l’uso della tecnologia BIM (Building Information Modeling), che permette di creare modelli 3D dettagliati dell’edificio ed eseguire calcoli termotecnici, statici e dinamici integrati. Questo garantisce precisione nella definizione della geometria del nodo, nel posizionamento dell’armatura e degli impianti, nonché nell’ottimizzazione dei costi dei materiali. Per le strutture in legno, come le case in legno lamellare o Barn House, è necessario tenere conto del coefficiente di dilatazione lineare del legno e delle particolarità della sua interazione con il cemento, per evitare crepe e deformazioni. I progettisti tengono conto anche dei requisiti di tenuta all’aria, che richiedono l’uso di nastri sigillanti e sigillanti nella giunzione tra parete e fondazione per raggiungere un valore n50 ≤ 1.5 h⁻¹ a una pressione di 50 Pa, standard per gli edifici energeticamente efficienti.

Un aspetto di importanza critica per la durabilità del nodo ‘parete–fondazione’ è un’impermeabilizzazione e una barriera al vapore affidabili. Esse proteggono le strutture dalla penetrazione dell’umidità dal terreno e dalle precipitazioni atmosferiche, e prevengono la formazione di condensa all’interno degli strati costruttivi. Per la УШП, l’impermeabilizzazione inizia con la preparazione della base. Sotto la platea, su un sottofondo di ghiaia compattata, viene posato un geotessile compatto, poi uno strato di sabbia, seguito dagli strati di XPS, sui quali viene montata la platea in cemento.

Direttamente sotto la platea in cemento, sopra l’isolamento termico, viene posata una membrana impermeabilizzante (solitamente un film di polietilene compatto di spessore non inferiore a 200 μm o membrane bituminose speciali), che protegge il cemento dalla risalita capillare dell’umidità. Questa membrana deve risalire sugli elementi verticali di isolamento e sollevarsi lungo il perimetro delle future pareti, creando una ‘vasca’ che protegge la platea da tutti i lati. Nei punti di passaggio degli impianti attraverso la fondazione, secondo la ДБН В.2.1-10:2018 ‘Basi e fondazioni di edifici e strutture’, è necessario utilizzare guaine ermetiche e materiali sigillanti elastici, che garantiscono l’assenza di infiltrazioni.

La barriera al vapore svolge un ruolo chiave nel nodo ‘parete–fondazione’, specialmente quando si utilizzano pareti in legno o strutture a telaio. Essa previene la penetrazione del vapore acqueo dall’ambiente interno nello spessore della parete e la sua condensazione nelle zone ‘fredde’, il che potrebbe causare l’inumidimento dell’isolante e la riduzione della sua efficacia. La barriera al vapore viene generalmente installata sul lato interno dell’isolante della parete e deve avere una giunzione continua con l’impermeabilizzazione della fondazione o con la platea in cemento, formando un circuito chiuso. È importante utilizzare film barriera al vapore con un valore Sd elevato (spessore equivalente di diffusione dell’aria), compreso tra 100 m e 1000 m, e sigillare accuratamente tutte le giunzioni e le forature con nastri speciali. Questo garantisce la tenuta all’aria dell’edificio e previene la formazione di muffa e funghi.

Il montaggio del nodo ‘parete–fondazione’ con УШП è un processo tecnologicamente complesso, che richiede il rigoroso rispetto delle soluzioni progettuali e delle norme edilizie. La sequenza dei lavori è fondamentale per garantire la qualità e la durabilità della struttura.

1. Movimento terra e preparazione della base: Viene scavata una fossa a una profondità che garantisca il posizionamento necessario del sistema di drenaggio e dello strato isolante. Il fondo della fossa viene accuratamente livellato e compattato.
2. Sistema di drenaggio: Lungo il perimetro della futura fondazione vengono posati i tubi di drenaggio con pendenza verso il pozzetto di drenaggio. Il drenaggio viene ricoperto di ghiaia e avvolto nel geotessile per prevenire l’intasamento.
3. Cuscino di sabbia e ghiaia: Si forma uno strato di livellamento in sabbia di 100-200 mm di spessore, accuratamente compattato e inumidito. Sopra di esso viene posata ghiaia con granulometria 20-40 mm, anch’essa compattata fino a uno stato compatto.
4. Posa dell’isolamento termico (XPS): Sulla base preparata vengono posati pannelli XPS in più strati con giunti sfalsati. Lungo il perimetro si formano nervature di rinforzo in XPS. Lo spessore e la resistenza dei pannelli devono corrispondere ai valori di progetto, solitamente minimo 200 mm per i pannelli e 100-200 mm per l’isolamento verticale del bordo.
5. Montaggio degli impianti: Nello strato isolante o sulla sua superficie vengono posati i tubi dell’approvvigionamento idrico, della fognatura, i cavi della rete elettrica. È importante utilizzare guaine protettive per i tubi nei punti di passaggio attraverso il cemento.
6. Impermeabilizzazione e barriera al vapore: Sullo strato superiore di XPS viene posato un film impermeabilizzante, che deve coprire tutte le giunzioni e risalire sulla superficie interna della cassaforma.
7. Armatura della platea: Viene legata la gabbia di armatura secondo il progetto. Per la УШП si utilizzano spesso due reti di armatura (superiore e inferiore) con barre di Ø10-12 mm e passo di 200 mm.
8. Montaggio del sistema di riscaldamento a pavimento radiante: I tubi del sistema di riscaldamento a pavimento vengono fissati alla rete di armatura superiore con il passo di progetto e verificati per la tenuta.
9. Getto del calcestruzzo: Viene colato calcestruzzo di classe non inferiore a B25 (M350). È importante garantire la continuità del getto e un’accurata vibrocompattazione del calcestruzzo per eliminare i vuoti d’aria.
10. Cura del calcestruzzo: Nei primi 7-10 giorni dopo il getto, il calcestruzzo deve essere periodicamente inumidito o coperto con un telo, per evitare un’essiccazione prematura e la formazione di crepe.

Il controllo qualità in ogni fase è la garanzia del successo. Questo include la verifica delle dimensioni geometriche, della planarità della base, della densità di compattazione, della qualità dei materiali, della corretta installazione dell’armatura e degli impianti, nonché della conformità dello spessore e del posizionamento dell’isolamento termico al progetto. Particolare attenzione va prestata alla tenuta di tutte le giunzioni dell’impermeabilizzazione e della barriera al vapore.

Una integrazione efficace delle strutture parietali con la УШП richiede l’adattamento del nodo alle specificità di ogni tipo di parete, sia essa a telaio in legno, in legno lamellare o in pannelli XLAM. L’obiettivo è creare una giunzione continua, calda ed ermetica.

1. Pareti a telaio (in legno e metallo): La trave di base della parete a telaio viene montata direttamente sulla УШП. Tra il cemento della platea e la trave deve essere obbligatoriamente posato un materiale impermeabilizzante (ad esempio cartone bitumato in due strati o un nastro bituminoso speciale) per prevenire la risalita capillare dell’umidità nel legno. L’isolante esterno della parete deve coprire completamente l’isolamento termico verticale della УШП, creando un ‘blocco termico’. La tenuta della giunzione si ottiene mediante nastri sigillanti (ad esempio in EPDM o gomma butilica), incollati lungo il perimetro. Per garantire elevati valori di tenuta all’aria n50, la membrana barriera al vapore della parete deve essere accuratamente incollata al bordo dell’impermeabilizzazione della УШП o alla platea stessa, formando un circuito unico.

2. Pareti in legno lamellare: Per le pareti in legno lamellare, già relativamente calde, il nodo ‘parete–fondazione’ viene progettato tenendo conto della riduzione al minimo dei ponti termici. La prima corona della trave viene montata sullo strato impermeabilizzante posato sulla УШП. Poiché la trave stessa è un materiale strutturale e isolante, l’isolamento esterno aggiuntivo può essere minimo o assente, a seconda dei valori U calcolati. Tuttavia, è di importanza critica garantire la tenuta tra la corona inferiore e la platea, così come tra le corone della trave stessa. Si utilizzano guarnizioni sigillanti speciali e sigillanti. È possibile anche utilizzare un sottile strato con taglio termico (ad esempio in sughero o vetro cellulare) direttamente sotto la prima corona, per ridurre ulteriormente le dispersioni di calore lineari.

3. Pareti in pannelli XLAM: I pannelli XLAM, come il legno lamellare, sono strutture lignee multistrato. Il nodo ‘parete–fondazione’ per i pannelli XLAM prevede solitamente il montaggio dei pannelli direttamente sullo strato impermeabilizzante sulla УШП. È importante garantire la precisione del montaggio e un fissaggio affidabile dei pannelli alla fondazione mediante bulloni di ancoraggio o fissaggi metallici speciali. Tra il pannello XLAM e la УШП viene posato anche un materiale smorzante e impermeabilizzante. L’isolamento esterno della parete (se previsto dal progetto per aumentare l’efficienza energetica) deve passare senza soluzione di continuità all’isolamento verticale della УШП, formando un circuito termico senza giunti. La tenuta del nodo si ottiene mediante nastri sigillanti e sigillanti professionali, applicati sia in orizzontale che in verticale.

L’audit di conformità del nodo ‘parete–fondazione’ alle norme edilizie ucraine e agli standard europei è parte integrante della garanzia di affidabilità e durabilità della struttura, specialmente nelle condizioni del clima specifico dell’Ucraina. Il documento chiave è la ДБН В.2.6-31:2016 ‘Isolamento termico degli edifici’, che stabilisce i requisiti minimi di resistenza termica R (o valore U) per le strutture di involucro, compresi i pavimenti su terreno. È importante non solo raggiungere questi minimi, ma anche puntare a valori più elevati, conformi ai requisiti moderni di efficienza energetica, come nZEB.

Particolare attenzione, nelle condizioni ucraine, va prestata al fenomeno del sollevamento per gelo del terreno, rilevante per la maggior parte delle regioni. Sebbene la УШП, essendo una fondazione a bassa profondità, riduca notevolmente l’effetto del sollevamento grazie all’isolamento completo e all’ampia superficie di distribuzione del carico, è necessario condurre indagini geodetiche del sito. Questo permette di determinare il tipo di terreno, il livello della falda freatica e la profondità di gelo. Secondo la ДБН В.1.1-12:2014 ‘Costruzione nelle zone sismiche dell’Ucraina’, per tali regioni possono essere imposti requisiti aggiuntivi per l’armatura e la resistenza della fondazione.

L’audit include la verifica dei seguenti aspetti:

• Calcolo del valore U e dei coefficienti Ψ: Verifica della corrispondenza dei calcoli ai materiali e agli spessori reali. Uso di software (ad esempio THERM) per la verifica delle prestazioni termotecniche del nodo.
• Qualità dell’isolamento termico: Controllo del tipo, dello spessore e della densità dell’XPS o del vetro cellulare, nonché dell’assenza di fessure e ponti termici negli strati isolanti.
• Tenuta del circuito: Verifica della qualità dell’impermeabilizzazione e della barriera al vapore, nonché della tenuta all’aria dell’edificio. Viene eseguito un test di tenuta all’aria (Blower Door test), che determina il valore n50 (tasso di ricambio d’aria a una differenza di pressione di 50 Pa). Per gli edifici energeticamente efficienti non deve superare 1.5 h⁻¹ secondo la EN 13829.
• Sistema di drenaggio: Funzionalità del sistema di drenaggio attorno alla УШП per un efficace smaltimento delle acque superficiali e di falda, particolarmente importante per le regioni con elevate precipitazioni, come ad esempio i Carpazi.
• Protezione da roditori e insetti: Garanzia della protezione meccanica degli strati di isolamento termico da danneggiamenti, che potrebbero compromettere le proprietà termotecniche del nodo.

Un audit e un controllo accurati in tutte le fasi di progettazione e costruzione permettono di evitare errori tipici, garantire la conformità dell’edificio a tutti i requisiti normativi e assicurarne l’efficienza energetica e il comfort per tutta la durata di esercizio. Questo fa parte di una scelta razionale della tecnologia costruttiva.

L’integrazione degli impianti tecnici nella struttura della УШП permette di raggiungere un elevato livello di efficienza energetica e comfort. Poiché il sistema principale di riscaldamento a pavimento radiante è già integrato nella platea in cemento, questo semplifica i successivi lavori di montaggio e ottimizza la distribuzione del calore. Tuttavia, è importante considerare tutti gli aspetti della progettazione degli impianti tecnici già nella fase di realizzazione della УШП.

1. Sistema di riscaldamento: Il riscaldamento a pavimento radiante nella УШП è un sistema a bassa temperatura, che si abbina perfettamente a fonti di calore ad alta efficienza, come pompe di calore o caldaie a condensazione. I tubi in PEX o multistrato vengono posati con il passo di progetto (solitamente 150-250 mm) e verificati per la tenuta prima del getto. È importante garantire uno strato sufficiente di cemento sopra i tubi (minimo 50-70 mm) per una distribuzione ottimale del calore e la protezione da danni meccanici.

2. Approvvigionamento idrico e fognatura: Tutti i tubi dell’approvvigionamento idrico e della fognatura vengono posati nello strato isolante sotto la УШП oppure direttamente nella platea, ma in guaine corrugate. Questo permette di evitare il contatto diretto dei tubi con il cemento, di compensare le dilatazioni termiche e di semplificare la riparazione in caso di danno. I tubi della fognatura devono avere la pendenza necessaria (2-3 cm per metro di lunghezza) ed essere portati fuori dalla fondazione al di sotto della profondità di gelo del terreno (per l’Ucraina solitamente 0.8-1.2 m).

3. Fornitura elettrica e ‘Casa intelligente’: I cavi dell’alimentazione elettrica, così come le reti a bassa tensione per i sistemi di ‘casa intelligente’, allarme e internet, vengono posati in tubi corrugati, protetti dall’umidità e dai danni meccanici. La distribuzione dei cavi nella УШП viene effettuata prima del getto di cemento, garantendo la precisione dell’uscita dei punti per prese, interruttori e illuminazione. Questo permette di creare un sistema di gestione unico e centralizzato, che ottimizza il consumo energetico, aumentando il livello di comfort e sicurezza.

4. Ventilazione: Il sistema di ventilazione è di importanza critica per gli edifici con elevata tenuta all’aria. Si raccomanda di integrare sistemi di ventilazione con recupero di calore (MVHR), per garantire un afflusso costante di aria fresca senza significative dispersioni di calore. Sebbene i condotti principali siano solitamente collocati nei solai interpiano o sotto il soffitto, alcuni elementi possono essere posati anche nella УШП per l’immissione o l’estrazione dell’aria da determinate zone. Una corretta progettazione dei sistemi di ventilazione con recupero garantisce un microclima sano negli ambienti, mantenendo un’umidità e una concentrazione di CO2 ottimali.