SIGILLATURA DEI FISSAGGI NEGLI EDIFICI ENERGETICAMENTE EFFICIENTI MODERNI

La sigillatura dei fissaggi è un insieme di misure volte a prevenire l’infiltrazione di aria, umidità e condensa attraverso i punti di giunzione degli elementi edilizi tramite fissatori meccanici, come ancoraggi, viti, bulloni e tasselli. L’obiettivo principale è preservare le caratteristiche termotecniche e prestazionali delle strutture di involucro. Secondo la EN 13829, l’indicatore di tenuta all’aria n50 (la portata volumetrica d’aria che attraversa l’involucro dell’edificio in un’ora, divisa per il volume interno dell’edificio, con una differenza di pressione di 50 Pa) è un criterio chiave di efficienza energetica. Gli edifici moderni devono puntare a un valore n50 < 1,0 h-1 per garantire perdite di calore minime e un microclima confortevole.

Esistono tre principali meccanismi di rottura della tenuta nelle zone di fissaggio: il passaggio diretto di aria e umidità attraverso i fori creati dal fissaggio; la formazione di ponti termici, che causano un abbassamento localizzato della temperatura superficiale e la condensazione dell’umidità; e il degrado dei materiali dovuto a incompatibilità chimica o sollecitazioni meccaniche. Per una sigillatura efficace occorre considerare il coefficiente di conducibilità termica (λ) dell’elemento di fissaggio e del materiale circostante. Ad esempio, i fissaggi metallici con λ ≈ 50 W/(m·K) creano ponti termici significativi rispetto al legno (λ ≈ 0,15 W/(m·K)) o all’isolamento termico (λ ≈ 0,035 W/(m·K)). L’assenza di una sigillatura adeguata può causare un aumento del valore U effettivo della parete del 5-10%, il che è inaccettabile per gli edifici di classe A+.

Le soluzioni tecniche per la sigillatura si basano sull’uso di materiali specializzati, come sigillanti elastici (ad esempio poliuretanici o siliconici, conformi alla ISO 11600 F-25LM per i giunti di facciata), nastri di tenuta (EPDM, butile) e rondelle termoisolanti. La scelta del materiale dipende dal tipo di fissaggio, dal supporto, dal regime termoigrometrico e dalle deformazioni previste. È importante considerare anche la compatibilità dei materiali per evitarne il degrado prematuro. Ad esempio, per il fissaggio di elementi alle strutture in pannelli XLAM, dove precisione e tenuta sono fondamentali, si utilizzano spesso fori pre-trapanati riempiti successivamente con sigillante o dotati di elementi di tenuta speciali sotto la testa del fissaggio. Questo approccio garantisce la durata e l’affidabilità dell’intera struttura, riducendo al minimo i rischi di formazione di ponti termici e infiltrazione d’aria.

La progettazione dei nodi di fissaggio con attenzione alla tenuta inizia già nella fase di modellazione architettonica e strutturale. È importante integrare i principi di sigillatura direttamente nel progetto, utilizzando modelli BIM per visualizzare e analizzare i parametri termotecnici dei potenziali ponti termici. Le norme ucraine, come la ДСТУ Б В.2.6-189:2013, richiedono di considerare i coefficienti lineari di trasmittanza termica per gli elementi non omogenei, tra cui i fissaggi. Ciò significa che ogni tipo di fissaggio che attraversa il contorno termoisolante deve essere valutato singolarmente in termini del suo impatto sul valore U complessivo della struttura.

Per raggiungere una tenuta ottimale dei nodi di fissaggio vengono sviluppate soluzioni speciali: ad esempio, l’uso di sistemi di fissaggio a distanza per i sistemi di facciata, dove gli elementi di fissaggio si trovano al di fuori dello strato termoisolante, oppure l’applicazione di tagli termici nei fissaggi metallici. Per il fissaggio di elementi pesanti, come mensole o appoggi di travi, dove i bulloni di ancoraggio attraversano le strutture di involucro esterne, è necessario prevedere l’incapsulamento del bullone in un’apposita cartuccia termoisolante o il getto con sigillante a bassa conducibilità termica. Ad esempio, per il fissaggio di elementi a pareti portanti in calcestruzzo cellulare, dove resistenza del fissaggio e tenuta sono ugualmente importanti, si possono utilizzare tasselli chimici in combinazione con manicotti sigillanti. Un tale sistema garantisce una distribuzione uniforme del carico e una tenuta affidabile del foro.

Particolare attenzione va riservata ai fissaggi nelle zone a rischio elevato, come parapetti, cornicioni e aperture di finestre, dove si accumula umidità. Per queste zone si raccomanda di utilizzare fissaggi in acciaio inossidabile (classe A2 o A4 secondo la EN ISO 3506) per prevenire la corrosione e garantire la durata. Sotto le teste di viti o dadi vanno installate rondelle di tenuta in gomma EPDM o altri polimeri elastici, che compensano le deformazioni termiche e garantiscono l’impermeabilità. Nella progettazione di una fondazione affidabile con bulloni di ancoraggio, è importante prevedere manicotti impermeabilizzanti attorno a ciascun bullone, che impediscano la risalita capillare dell’umidità. L’applicazione di questi principi garantisce la realizzazione di edifici duraturi ed energeticamente efficienti, conformi agli standard più moderni.

L’indicatore di tenuta all’aria n50 è uno degli indicatori più importanti della qualità costruttiva degli edifici energeticamente efficienti, come le case passive o gli edifici a basso consumo energetico. Questo indicatore viene misurato con il Blower Door Test (test di tenuta), standardizzato secondo la EN 13829. Determina il numero di volumi d’aria scambiati attraverso l’involucro dell’edificio in un’ora, con una differenza di pressione di 50 Pa. I fissaggi privi di tenuta sono una delle principali fonti di infiltrazione d’aria incontrollata, che può peggiorare notevolmente l’indicatore n50.

Ogni fissaggio privo di tenuta, anche piccolo, crea un potenziale canale di infiltrazione dell’aria. Ad esempio, gli studi dimostrano che l’effetto cumulativo di migliaia di viti o ancoraggi privi di tenuta nell’involucro esterno dell’edificio può aumentare il valore di n50 di 0,5-1,0 h-1, il che è critico per raggiungere i valori obiettivo (generalmente n50 < 0,6 h-1 per le case passive e n50 < 1,5 h-1 per gli edifici energeticamente efficienti ordinari). Ciò non solo aumenta le perdite di calore, ma riduce anche l’efficienza degli impianti di ventilazione, aumenta il rischio di formazione di condensa all’interno delle strutture e peggiora la qualità dell’aria interna (IAQ).

Per minimizzare l’impatto dei fissaggi sull’n50 si applicano strategie integrate. In primo luogo, la scelta di sistemi di fissaggio che integrano già elementi di tenuta, come ancoraggi a vite con rondelle EPDM o anelli di tenuta. In secondo luogo, l’uso di sigillanti specifici che mantengono l’elasticità per tutta la durata di esercizio dell’edificio. I sigillanti poliuretanici conformi alla classe F-25LM secondo la ISO 11600 garantiscono un’eccellente adesione alla maggior parte dei materiali edili e un’elevata resistenza alla radiazione UV. In terzo luogo, il test di tenuta obbligatorio mediante Blower Door Test in fase di costruzione, per individuare ed eliminare le zone prive di tenuta prima del completamento dei lavori di finitura. Gli studi dimostrano che una sigillatura dei fissaggi eseguita a regola d’arte può ridurre le perdite d’aria complessive attraverso l’involucro dell’edificio fino al 20%, il che influisce in modo sostanziale sul bilancio energetico generale e sull’efficacia dell’ottimizzazione dell’impianto di ventilazione.

Le tecnologie di montaggio dei fissaggi con garanzia di tenuta richiedono non solo la scelta corretta dei materiali, ma anche il rigoroso rispetto della sequenza delle operazioni e l’uso di strumenti specializzati. Per ogni tipo di fissaggio e struttura vengono sviluppati nodi dettagliati, che tengono conto del livello di tenuta necessario. Una delle soluzioni più diffuse è l’uso di elementi di tenuta preformati, come manicotti o rondelle, installati direttamente sotto la testa del fissaggio o attorno al suo gambo.

Nel fissaggio di elementi di facciata a pareti con isolamento esterno, ad esempio nei sistemi di facciata ventilata, si utilizzano tasselli termoisolanti speciali con anima polimerica, che riducono al minimo i ponti termici. Dopo il montaggio del tassello, la sua testa viene spesso coperta con un tappo speciale o riempita con un adesivo-sigillante termoisolante. Per il fissaggio di elementi a coperture piane o terrazze, dove l’impermeabilizzazione è fondamentale, si utilizzano soluzioni di sistema: fissaggi per coperture con rondelle polimeriche integrate, che al serraggio creano una tenuta compatta. Inoltre, dopo l’installazione del fissaggio, la zona circostante può essere ulteriormente sigillata con mastici impermeabilizzanti liquidi o nastri autoadesivi in gomma butilica.

Per i fissaggi che attraversano lo strato barriera al vapore o a tenuta d’aria, ad esempio nel montaggio di elementi di rivestimento interno o di impianti tecnologici, si utilizzano nastri adesivi speciali a tenuta di vapore e d’aria. Questi nastri vengono applicati sul supporto, quindi il fissaggio li attraversa, e sopra viene applicato uno strato aggiuntivo di nastro o sigillante. È importante garantire una pressione uniforme e l’assenza di pieghe, che potrebbero compromettere la tenuta. L’uso di pistole per sigillanti con dosatore consente di applicare la quantità necessaria di materiale esattamente nel punto di fissaggio, garantendo una tenuta affidabile. Ciò è particolarmente rilevante nel montaggio di qualità del tetto, dove la tenuta della barriera antipioggia è fondamentale. Il rispetto delle raccomandazioni dei produttori di materiali di fissaggio e sigillatura è obbligatorio per garantire la durata e la conformità ai parametri di progetto.

La scelta dei materiali per la sigillatura dei fissaggi è una fase chiave, che determina la durata e l’efficacia della tenuta. La gamma di sigillanti e nastri di tenuta moderni è enorme, e ogni tipo ha caratteristiche e campi di applicazione propri. È importante considerare non solo le proprietà fisico-meccaniche, ma anche la compatibilità con i materiali del supporto e gli elementi di fissaggio, la resistenza alla radiazione UV, agli sbalzi di temperatura e agli agenti chimici.

Sigillanti poliuretanici: si distinguono per l’elevata adesione a un’ampia gamma di materiali edili (calcestruzzo, metallo, legno), l’elasticità (possibilità di allungamento fino al 25% e oltre) e la durata. Sono ideali per la sigillatura di giunti e nodi esterni soggetti a carichi dinamici. Sono classificati secondo lo standard ISO 11600; ad esempio, F-25LM indica un sigillante di facciata con allungamento del 25% a basso modulo elastico. Sono resistenti agli agenti atmosferici e formano una giunzione robusta ed elastica.

Sigillanti siliconici: presentano un’eccellente resistenza ai raggi UV e alle alte temperature, mantenendo l’elasticità in un ampio intervallo di temperature. Tuttavia, la loro adesione ad alcune superfici può essere inferiore rispetto a quella dei poliuretanici. Sono utilizzati più spesso per i lavori interni o per giunti esterni dove non è richiesta un’elevata resistenza meccanica.

Nastri e mastici in gomma butilica: questi materiali possiedono eccellenti proprietà adesive e impermeabilizzanti. I nastri autoadesivi in gomma butilica sono ideali per sigillare i fori dei fissaggi su membrane a tenuta d’aria o strati impermeabilizzanti. Formano una giunzione plastica e impermeabile, autorigenerante in caso di piccole forature. Sono spesso utilizzati per evitare gli errori tipici in edilizia legati alle infiltrazioni.

Gomma EPDM: manicotti e rondelle elastiche in EPDM (gomma etilene-propilene-diene) sono una soluzione efficace per la sigillatura dei passaggi dei fissaggi. L’EPDM è resistente ai raggi UV, all’ozono e alle temperature estreme, garantendo la durata della tenuta. Questi elementi sono spesso utilizzati sotto le teste delle viti autofilettanti per i rivestimenti di copertura o per la tenuta dei fissaggi di facciata. È importante scegliere materiali con protocolli di prova sulla durata (ad esempio almeno 25 anni di esercizio) e conformità agli standard che regolano i sigillanti edili, come la EN 15651.

La conformità delle soluzioni costruttive ai documenti normativi è fondamentale per garantire la sicurezza, la durata e l’efficienza energetica degli edifici. Nel campo della sigillatura dei fissaggi in Ucraina sono in vigore diverse ДБН, parzialmente armonizzate con gli standard europei, oltre a norme europee ampiamente applicate nella progettazione e nella costruzione. Il requisito principale è garantire la continuità del contorno termico e a tenuta d’aria dell’edificio.

ДБН В.2.6-31:2021 ‘Isolamento termico degli edifici’: questo documento stabilisce i requisiti per le caratteristiche termotecniche delle strutture di involucro e disciplina la necessità di considerare i ponti termici. La sigillatura dei fissaggi incide direttamente sull’eliminazione dei ponti termici lineari e puntuali, che possono essere significativi se non si utilizzano soluzioni adeguate. Secondo la ДБН, la resistenza termica R (o il suo reciproco, il valore U) deve rispettare i valori minimi per le diverse zone climatiche dell’Ucraina.

ДСТУ Б В.2.6-189:2013 ‘Strutture di edifici e costruzioni. Metodi di determinazione della resistenza termica delle strutture di involucro’: questo standard fornisce la metodologia di calcolo e determinazione del valore U, incluso l’effetto delle disomogeneità, tra cui i fissaggi. La documentazione di progetto deve contenere il calcolo dei coefficienti lineari di trasmittanza termica Ψ per i nodi di fissaggio, oppure applicare valori tipici tenendo conto della sigillatura.

EN 13829 ‘Determinazione della permeabilità all’aria degli edifici’: questo standard europeo disciplina l’esecuzione del Blower Door Test per la misurazione della tenuta all’aria n50. Sebbene in Ucraina ciò non sia sempre un requisito obbligatorio per tutti gli edifici, per i progetti energeticamente efficienti (ad esempio case passive o edifici di classe A+) la sua esecuzione è estremamente consigliabile. Un basso valore di n50 (ad esempio inferiore a 0,6 h-1) si raggiunge solo con un’accurata sigillatura di tutte le aperture e i fissaggi.

ISO 11600 ‘Sigillanti per edilizia. Classificazione e requisiti’: questo standard internazionale classifica i sigillanti in base alle loro caratteristiche prestazionali, come elasticità, tipo di applicazione (facciate, vetrazioni) e resistenza alle deformazioni. La scelta dei sigillanti per i fissaggi deve basarsi su queste classi. Ad esempio, per i fissaggi esterni si raccomanda di utilizzare sigillanti di classe F-25LM o G-25LM, il che ne garantisce la durata e l’efficacia nelle condizioni climatiche ucraine.

L’audit di conformità alle norme nella fase di progettazione e costruzione consente di individuare i potenziali rischi di perdita di tenuta e di ponti termici, garantendo la realizzazione di edifici conformi ai moderni requisiti di efficienza energetica e comfort.

In questo caso studio esamineremo un esempio reale di sigillatura dei fissaggi in una casa a telaio in legno di 180 m², situata nella regione di Kyiv, con un obiettivo di tenuta all’aria n50 < 1,0 h-1. Il progetto prevedeva l’uso della tecnologia a telaio con isolamento esterno in lana minerale dello spessore di 200 mm e membrane per la barriera al vapore e al vento. La sfida principale era garantire la tenuta in tutte le fasi, in particolare nei punti di fissaggio.

Problema: il Blower Door Test iniziale, eseguito dopo il montaggio del telaio e del rivestimento esterno, ha mostrato un valore n50 = 2,5 h-1, notevolmente superiore a quello previsto. Le principali fonti di perdite sono state individuate nei punti di fissaggio dei telai di finestre e porte al telaio, nel fissaggio dei pannelli OSB ai montanti in legno, nonché nei punti di passaggio degli impianti tecnologici e nel fissaggio degli elementi a sbalzo della terrazza.

Soluzioni applicate:

1. Aperture di finestre e porte: per la sigillatura dei fissaggi dei serramenti sono stati utilizzati speciali nastri di tenuta precompressi (PSUS) in schiuma poliuretanica acrilica, che si espandono dopo l’installazione, nonché nastri in gomma butilica per la tenuta interna dal passaggio del vapore. Gli stessi fissaggi (piastre di ancoraggio) sono stati trattati con sigillante poliuretanico prima del serraggio, per creare uno strato elastico a tenuta d’aria.
2. Fissaggio dei pannelli OSB: tutte le viti che fissavano i pannelli OSB ai montanti in legno sono state trattate con un sottile strato di sigillante attorno alla testa prima dell’avvitamento. I giunti tra i pannelli OSB sono stati sigillati con un nastro specifico.
3. Fissaggio delle mensole della terrazza: per il fissaggio delle pesanti mensole in legno al telaio sono stati utilizzati bulloni di ancoraggio in acciaio inossidabile. I fori per i bulloni sono stati trapanati con un leggero margine e riempiti con tassello chimico, che garantiva non solo resistenza ma anche tenuta. Inoltre, sul lato esterno ogni bullone è stato isolato con una rondella termoisolante e sigillato con sigillante poliuretanico.
4. Impianti tecnologici: i punti di passaggio di cavi elettrici e tubazioni idrauliche attraverso lo strato a tenuta d’aria sono stati sigillati con apposite guaine e manicotti elastici in EPDM, che garantivano un’aderenza compatta e la possibilità di compensare le dilatazioni termiche.

Risultati: il nuovo Blower Door Test, eseguito dopo l’implementazione di queste misure, ha mostrato un valore n50 = 0,8 h-1, corrispondente agli obiettivi di progetto. Ciò ha permesso di ridurre notevolmente i costi di riscaldamento e climatizzazione, migliorare il comfort acustico e la durata della struttura. Questo caso dimostra che un’attenzione meticolosa ai dettagli della sigillatura dei fissaggi è assolutamente necessaria per raggiungere elevati livelli di efficienza energetica nell’edilizia moderna.