PONTI TERMICI NELLO ZOCCOLO

Un ponte termico, o ponte freddo, nella parte dello zoccolo di un edificio è un’area locale della struttura di involucro con conducibilità termica aumentata. Attraverso tali aree si verifica un intenso deflusso di energia termica dall’ambiente verso l’esterno. Questo fenomeno è dovuto all’interruzione della continuità dello strato termoisolante, alla presenza di materiali ad alta conducibilità termica o al cambiamento della geometria della struttura. Nello zoccolo, le tipiche zone di rischio comprendono i raccordi tra la fondazione e le pareti esterne, gli elementi angolari, i punti di passaggio degli impianti (ingresso dell’acquedotto, della fognatura, dei cavi elettrici), così come gli elementi di balconi o terrazze integrati nella struttura del solaio. L’impatto dei ponti termici sull’efficienza energetica è enorme. Secondo studi di esperti, fino al 20-30% delle perdite di calore totali di un edificio possono riguardare proprio queste aree locali, anche con un buon isolamento generale.

Oltre alle perdite di calore dirette, i ponti termici causano un abbassamento della temperatura sulla superficie interna delle pareti nella zona della loro influenza. Ciò può portare alla formazione di condensa in determinate condizioni di umidità e temperatura dell’aria nell’ambiente, creando condizioni ideali per lo sviluppo di muffa e funghi. Questi microrganismi non solo rovinano l’aspetto estetico e deteriorano i materiali di finitura, ma influiscono anche negativamente sulla salute degli abitanti. Le conseguenze a lungo termine comprendono il degrado delle strutture portanti a causa dei cicli di gelo-disgelo e dell’umidità, il che riduce significativamente la durata di vita dell’edificio. I documenti normativi moderni, come la DBN V.2.6-31:2016 ‘Isolamento termico degli edifici’, stabiliscono requisiti rigorosi per gli indicatori di efficienza termica, il che richiede una progettazione accurata e la realizzazione di circuiti termici privi di difetti.

Un esempio di nodo critico è la giunzione della fondazione a nastro con la parete. Se l’isolamento termico della fondazione non è stato eseguito correttamente o il suo strato è interrotto, il nastro di fondazione diventa un conduttore di freddo. Un contrasto efficace di questo fenomeno consiste nella creazione di un circuito termico continuo, che copra lo zoccolo lungo tutto il perimetro, utilizzando materiali con basso coefficiente di conducibilità termica (ad esempio, polistirene estruso XPS con λ=0,030-0,035 W/(m·K)).

I ponti termici nello zoccolo possono essere classificati in base alla loro origine e alla natura dell’impatto. Le tipologie principali comprendono: geometrici, materiali e costruttivi. I ponti termici geometrici si formano nei punti di cambiamento della geometria dell’edificio, ad esempio negli angoli esterni, dove la superficie di raffreddamento è maggiore della superficie interna che cede calore. Ciò porta a un’aumentata densità del flusso termico. I ponti termici materiali si formano dove lo strato termoisolante viene intersecato o interrotto da elementi ad alta conducibilità termica, come travi in calcestruzzo, gabbie di armatura metalliche o altri elementi strutturali. I ponti termici costruttivi sono il risultato di una combinazione errata di materiali o di carenze nei dettagli delle giunzioni, che porta alla penetrazione del freddo.

L’identificazione dei ponti termici in pratica si effettua mediante ripresa termografica. Questo metodo consente di visualizzare la distribuzione delle temperature sulla superficie della struttura e di individuare le aree con temperatura anomalmente bassa, che indicano la presenza di un ponte freddo. Le differenze di temperatura in tali zone possono raggiungere 5-10 °C e oltre. Ad esempio, in inverno, con una temperatura esterna di -5 °C e una temperatura interna di +20 °C, la temperatura della superficie interna della parete nella zona del ponte termico può scendere fino a +10 °C, mentre nelle aree adiacenti ben isolate è di +18 °C. Ciò conferma la necessità critica di una diagnostica accurata.

Un’attenzione particolare va dedicata ai ponti termici che si formano a seguito della risalita capillare di umidità dal terreno nelle strutture della fondazione e dello zoccolo. L’umidità aumenta significativamente la conducibilità termica dei materiali, trasformando anche aree ben isolate in ponti termici efficaci. Un’impermeabilizzazione efficace e un sistema di drenaggio sono misure obbligatorie per prevenire questo fenomeno. Vale anche la pena notare che un marciapiede perimetrale montato in modo errato, o la sua assenza, può favorire il ristagno d’acqua vicino allo zoccolo, il che aggrava ulteriormente il problema.

Il calcolo termotecnico è una fase chiave nella progettazione di edifici ad alta efficienza energetica. Per la parte dello zoccolo prevede la determinazione dei coefficienti di trasmittanza termica lineare (valori Ψ) per i nodi tipici e unici in cui si prevede la formazione di ponti termici. Questi coefficienti tengono conto delle perdite di calore supplementari che si formano a causa della distribuzione tridimensionale del campo di temperatura. I calcoli vengono eseguiti mediante software specializzato basato sul metodo degli elementi finiti (ad esempio, Therm, Ansys Fluent) o in conformità con gli standard EN ISO 10211, EN ISO 6946.

In Ucraina, i requisiti normativi per l’isolamento termico degli edifici sono disciplinati dalla DBN V.2.6-31:2016 ‘Isolamento termico degli edifici’. Questo standard stabilisce i valori minimi ammissibili di resistenza termica (fattore R) per le strutture di involucro e limita i valori dei coefficienti di trasmittanza termica lineare (valori Ψ) per i ponti termici. Ad esempio, per le pareti esterne il fattore R minimo può essere compreso tra 3,3 e 4,95 (m²·K)/W, in funzione della zona climatica. Per le fondazioni, che sono a contatto con il terreno, il calcolo è più complesso e tiene conto delle condizioni di temperatura del terreno, che sono variabili. È importante che i valori Ψ di progetto per i ponti termici nello zoccolo non superino i limiti stabiliti, che possono essere al livello di 0,05-0,10 W/(m·K) per alcuni nodi, il che minimizza le perdite di calore supplementari.

Il mancato rispetto di queste norme può portare al rifiuto della messa in esercizio dell’edificio e a costi operativi significativi. Pertanto, nella progettazione dello zoccolo e della fondazione, gli ingegneri sono tenuti a condurre un audit termotecnico dettagliato di tutti i nodi critici. Ciò comprende il calcolo non solo dei flussi termici, ma anche della temperatura sulle superfici interne, per prevenire la formazione di condensa. Tale approccio garantisce non solo la conformità alle norme, ma anche la creazione di un’abitazione realmente energeticamente efficiente e confortevole. Tenere conto di questi requisiti è il fondamento per la creazione di un kit casa di alta qualità, conforme agli standard moderni.

La minimizzazione dei ponti termici nello zoccolo inizia molto prima dell’avvio della costruzione – nella fase di progettazione architettonica e strutturale. La scelta del tipo di fondazione è determinante. Esaminiamo la fondazione a nastro e la platea svedese isolata come esempi tipici.

Fondazione a nastro: Una tradizionale fondazione a nastro, se non isolata correttamente, è un potente ponte termico. Sono particolarmente critiche le aree di transizione dalla fondazione allo zoccolo e poi alla parete. Per eliminare questo effetto è necessario prevedere un isolamento termico esterno continuo del nastro e dello zoccolo per tutta la profondità di congelamento del terreno, così come l’isolamento del pavimento su terreno o l’isolamento del solaio del primo piano. Si raccomanda l’uso di polistirene estruso (XPS) con spessore non inferiore a 100-150 mm e coefficiente di conducibilità termica λ ≤ 0,035 W/(m·K). È inoltre necessario garantire una rottura termica tra la fondazione e la parete esterna, utilizzando, ad esempio, speciali blocchi termoisolanti o prodotti in calcestruzzo di argilla espansa a bassa conducibilità termica. Idealmente, l’isolante deve aderire perfettamente a tutta la superficie della fondazione, per evitare perdite convettive. Nei punti di passaggio degli impianti si devono utilizzare manicotti di diametro maggiore, riempiti con materiale termoisolante elastico.

Platea svedese isolata: La platea svedese isolata è un esempio di fondazione che per sua natura è un circuito termico integrato. Questa tecnologia prevede la posa di uno strato continuo di XPS (solitamente 200-300 mm) sotto tutta la platea di fondazione, così come un isolamento verticale del perimetro. In questo modo, l’intera platea si trova all’interno del circuito termico, il che riduce significativamente il rischio di formazione di ponti termici. La platea svedese isolata consente di posizionare efficacemente il sistema di pavimento radiante direttamente nella struttura della platea, il che garantisce una distribuzione uniforme del calore ed elimina le zone fredde. Nella progettazione della platea svedese isolata è importante calcolare accuratamente la capacità portante del terreno e garantire un adeguato sistema di drenaggio, per prevenire la pressione idraulica sull’isolante. Grazie all’isolamento complessivo, la platea svedese isolata dimostra prestazioni di efficienza energetica eccezionali, minimizzando le perdite di calore lineari fino a Ψ ≤ 0,01 W/(m·K) nel raccordo con il terreno, il che la rende una soluzione ideale per la casa moderna.

Entrambe le varianti richiedono un calcolo ingegneristico accurato e l’applicazione di materiali appropriati, per garantire la continuità dello strato termoisolante ed escludere la possibilità di formazione di ponti termici. È importante che tutti gli impianti tecnici integrati siano anch’essi considerati in fase di progettazione, per evitare qualsiasi interruzione nel circuito termico.

La scelta dei materiali e delle tecnologie corretti è di importanza critica per l’eliminazione efficace dei ponti termici nello zoccolo. Il mercato moderno offre diverse tipologie principali di isolanti, ciascuna con i propri vantaggi e ambiti di applicazione.

Polistirene estruso (XPS): È uno dei materiali più diffusi ed efficaci per l’isolamento di fondazioni e zoccoli. L’XPS ha un’elevata resistenza a compressione (da 200 kPa a 700 kPa), un basso assorbimento d’acqua (meno dello 0,2% in volume in 28 giorni) e un coefficiente di conducibilità termica stabile (λ = 0,029-0,034 W/(m·K)). La sua struttura a celle chiuse garantisce un’elevata resistenza all’umidità e ai carichi meccanici, il che è particolarmente importante per le parti interrate delle strutture. L’installazione dell’XPS viene eseguita mediante speciali miscele adesive o fissaggio meccanico, con l’obbligatoria sigillatura dei giunti per creare un circuito ermetico.

Vetro cellulare: Questo materiale, prodotto da vetro espanso, è completamente incombustibile, chimicamente inerte e ha un assorbimento d’acqua nullo. Il suo coefficiente di conducibilità termica è di circa λ = 0,040-0,045 W/(m·K). Il vetro cellulare è ideale per l’isolamento di fondazioni in terreni umidi o dove è richiesta la massima durata e sicurezza ecologica. Tuttavia, il suo costo è più alto rispetto all’XPS.

Polistirene espanso denso (EPS 150-200): Il normale polistirene espanso (EPS) è meno adatto per l’isolamento interrato a causa del suo elevato assorbimento d’acqua e della minore resistenza. Tuttavia, per l’isolamento esterno dello zoccolo (sopra il livello del terreno) si può utilizzare EPS denso di tipo 150-200. La sua conducibilità termica si trova nell’intervallo λ = 0,035-0,040 W/(m·K). È importante garantirne una protezione affidabile dall’umidità e dai danni meccanici.

Elementi con rottura termica: Per risolvere il problema dei ponti termici lineari nelle strutture in calcestruzzo (ad esempio, nei punti di fissaggio delle solette dei balconi o delle colonne), si applicano speciali elementi con rottura termica, realizzati in composito polimerico armato ad alta resistenza o in acciaio inossidabile con inserti termoisolanti integrati. Questi elementi garantiscono l’integrità strutturale, interrompendo al contempo il ponte freddo. Si può anche considerare l’uso della perlite come isolante sfuso in determinate soluzioni costruttive, sebbene le sue proprietà termotecniche siano inferiori a quelle dell’XPS.

La tecnologia di installazione prevede un’accurata preparazione della superficie, l’applicazione di miscele adesive di qualità, la sigillatura dei giunti e la protezione dell’isolante dai raggi UV e dai danni meccanici mediante un rivestimento finale (ad esempio, intonaco per zoccolo o rivestimento).

L’eliminazione dei ponti termici richiede una profonda comprensione della fisica dell’edificio e l’applicazione di soluzioni specializzate per ogni nodo critico. Un’analisi dettagliata consente di individuare i potenziali punti deboli e sviluppare misure efficaci.

Nodo ‘Fondazione-Parete-Zoccolo’: È uno dei nodi più critici. Per la fondazione a nastro è necessario garantire la continuità dell’isolamento termico dalla base fino al livello della parete. L’isolante (ad esempio, XPS 150 mm) deve coprire sia la parte esterna della fondazione che lo zoccolo. Il passaggio dall’isolante dello zoccolo a quello della parete deve essere eseguito con sovrapposizione o aderenza perfetta, per evitare fessure. Se la parete è in laterizio, la prima fila di muratura può essere realizzata su una base termoisolante (ad esempio, con blocchi in calcestruzzo cellulare o speciali termoblocchi), il che consente di interrompere la risalita capillare dell’umidità e ridurre il ponte freddo. Per la platea svedese isolata, l’isolamento termico della platea sul perimetro garantisce un elevato livello di protezione, ma è importante che l’isolante della parete esterna aderisca perfettamente all’isolante della platea, creando un circuito unico.

Giunzioni angolari: Gli angoli sono tipici ponti termici geometrici. Nell’isolamento esterno di parete e zoccolo, l’isolante va disposto con sovrapposizione negli angoli, affinché lo spessore dello strato isolante sia uniforme lungo tutto il perimetro. Anche per gli angoli interni, dove la parete esterna si raccorda a quella interna, possono formarsi ponti termici. Qui può aiutare l’uso di un inserto termoisolante o l’isolamento delle pareti interne nella zona di raccordo per una certa distanza (non inferiore a 1 m).

Punti di ingresso degli impianti: Le tubazioni dell’acquedotto, della fognatura, i cavi elettrici che attraversano la fondazione o lo zoccolo creano ponti termici puntuali. Per eliminarli è necessario utilizzare manicotti di diametro maggiore rispetto all’impianto stesso. Lo spazio tra il tubo e il manicotto, così come tra il manicotto e la struttura della fondazione, va riempito accuratamente con materiale elastico e termoisolante, come schiuma di montaggio a celle chiuse, lana minerale o sigillanti speciali. Ciò garantisce sia l’isolamento termico che quello idrico.

Marciapiede perimetrale: Sebbene il marciapiede perimetrale non faccia parte della struttura portante, il suo ruolo nella prevenzione dei ponti termici è sottovalutato. Un marciapiede isolato (ad esempio, con XPS con spessore 50-100 mm su una larghezza non inferiore a 1 m) impedisce efficacemente il raffreddamento del terreno vicino alla fondazione, riducendo la profondità di congelamento e minimizzando l’effetto del rigonfiamento da gelo. Ciò riduce anche le perdite di calore attraverso la parte inferiore dello zoccolo e della fondazione. Il marciapiede deve avere una pendenza dall’edificio (non inferiore al 2%) per un efficace allontanamento dell’acqua piovana.

Uno studio dettagliato di questi nodi in fase di progettazione e il rigoroso rispetto della tecnologia di installazione sul cantiere sono la garanzia del successo. Ciò consente di raggiungere indicatori di efficienza energetica che superano i requisiti minimi delle DBN, avvicinandosi agli standard della ‘casa a consumo energetico zero’ (ZEB).

L’eliminazione efficace dei ponti termici nello zoccolo non si conclude con la fase di progettazione e costruzione. È di importanza critica un controllo qualità costante in tutte le fasi e un successivo monitoraggio dello stato termico dell’edificio. Ciò consente non solo di individuare eventuali difetti, ma anche di confermare la conformità degli indicatori effettivi ai valori di progetto.

Fase di costruzione: Durante l’installazione dell’isolamento termico e degli altri elementi dello zoccolo è necessario rispettare rigorosamente le schede tecnologiche. È importante verificare la qualità dell’aderenza dell’isolante, la tenuta dei giunti, l’assenza di vuoti e danni. L’uso di miscele adesive di scarsa qualità o un fissaggio errato può portare alla formazione di sacche d’aria, che diventeranno nuovi ponti termici. Il controllo dello spessore dell’isolamento, della sua omogeneità e della protezione dagli agenti meccanici è obbligatorio. Particolare attenzione va dedicata ai nodi di raccordo e di passaggio degli impianti, verificando la densità di riempimento dei manicotti e la qualità della sigillatura.

Monitoraggio dopo la costruzione: Il metodo più efficace per valutare lo stato effettivo è la diagnostica termografica. Viene eseguita nel periodo di riscaldamento, quando la differenza di temperatura tra aria interna ed esterna è di almeno 10-15 °C (idealmente 20 °C o più). La termocamera consente di individuare tutte le aree con maggiore dispersione termica, localizzando con precisione i ponti termici. I risultati della ripresa vengono interpretati da ingegneri termotecnici, che confrontano i campi di temperatura effettivi con quelli calcolati. Sulla base di questi dati vengono sviluppate raccomandazioni per l’eliminazione dei difetti individuati. Tale monitoraggio è obbligatorio per gli edifici che aspirano a classi elevate di efficienza energetica, come A+ o A++. Anche gli indicatori di tenuta all’aria dell’edificio, misurati con il metodo Blower Door (test n50), riflettono indirettamente la qualità di esecuzione del circuito termico, poiché le giunzioni non a tenuta sono spesso anche ponti termici.

Un monitoraggio regolare e la tempestiva eliminazione delle carenze individuate non solo garantiscono la conformità dell’edificio agli standard di efficienza energetica, ma assicurano anche la sua durata, il comfort e bassi costi operativi per tutto il periodo di esercizio. Ciò consente di evitare i problemi che spesso si verificano a causa di tendenze obsolete nel design delle finestre e della loro installazione, quando il circuito complessivo dell’edificio non viene considerato come un unico sistema energeticamente efficiente.

Gli investimenti in una progettazione ed esecuzione di qualità di uno zoccolo senza ponti termici sono spesso considerati come costi aggiuntivi, tuttavia dal punto di vista dell’esercizio a lungo termine e del costo totale di proprietà (TCO – Total Cost of Ownership) risultano estremamente vantaggiosi. La convenienza economica si basa su diversi fattori chiave.

In primo luogo, una significativa riduzione dei costi operativi. L’eliminazione dei ponti termici nello zoccolo può ridurre le perdite di calore complessive dell’edificio del 10-15%, e in alcuni casi anche di più. Ciò porta direttamente a un risparmio su riscaldamento e condizionamento dell’aria. Grazie all’elevata inerzia delle fondazioni, queste perdite sono costanti e si accumulano in modo significativo durante la stagione di riscaldamento. Ad esempio, per una casa media di 150-200 m², il risparmio sul riscaldamento può essere compreso tra 5.000 e 15.000 UAH all’anno, in funzione del tipo di combustibile e delle tariffe.

In secondo luogo, un aumento della durata e una riduzione dei costi di riparazione. L’assenza di ponti termici esclude il rischio di formazione di condensa, muffa e deterioramento dei materiali da costruzione a causa dei cicli di gelo-disgelo e dell’umidità. Ciò previene la necessità di costose riparazioni dello zoccolo, della fondazione e della finitura interna, che possono verificarsi già dopo 5-10 anni di esercizio nelle case con isolamento di scarsa qualità. Gli investimenti nella riqualificazione termica dello zoccolo si ripagano non solo grazie al risparmio energetico, ma anche grazie all’assenza di costi imprevisti di riparazione.

In terzo luogo, l’aumento del valore di mercato dell’immobile. Le case con una classe elevata di efficienza energetica e con l’assenza comprovata di ponti termici hanno un’attrattiva maggiore sul mercato. Gli acquirenti prestano sempre più attenzione ai costi operativi e al comfort, e una soluzione energeticamente efficiente già pronta rappresenta un vantaggio significativo. Il certificato di efficienza energetica, che riflette basse perdite di calore, diventa un argomento importante al momento della vendita.

Infine, il miglioramento del microclima e del comfort. L’assenza di zone fredde sulle superfici interne rende l’abitare in casa molto più confortevole. Si elimina la sensazione di ‘corrente’ dal pavimento, e il rischio di sviluppo di allergeni causati dalla muffa si riduce al minimo. Pertanto, gli investimenti nella costruzione di uno zoccolo senza ponti termici non sono solo un contributo al risparmio energetico, ma anche la garanzia di un’elevata qualità della vita e la protezione dei vostri investimenti immobiliari. Ciò è particolarmente rilevante nelle condizioni dell’Ucraina, dove il costo delle risorse energetiche cresce costantemente, rendendo le tecnologie dei pannelli XLAM e altre soluzioni energeticamente efficienti sempre più interessanti.