Capacità termica per l’involucro esterno
Tra gli aspetti determinanti che sono funzionali per la ricerca del massimo risparmio energetico insieme al comfort e al benessere interno di un qualsiasi manufatto desinato alla civile abitazione, risulta fondamentale la cosiddetta capacità termica, che assicura il corretto utilizzo degli apporti di energia, siano essi interni o esterni come quelli solari, con relativa diminuzione della richiesta energetica per poter riscaldare gli ambienti.
La capacità termica, indica la quantità di calore che deve ricevere ciascun materiale costituente la stratigrafia del manufatto considerato o dell’edificio preso a base di misurazione, affinché la sua temperatura aumenti di 1°K.
I materiali con densità più elevata, in genere, hanno maggiore capacità termica.
Come si calcola la capacità termica
La capacità termica in termini volumetrici si calcola nel seguente modo: calore specifico [J/kgK] x Densità [kg/mc]; (per convertire J/kgK in Wh/kgK basta dividere per 3600)
Ecco alcuni valori tipici di calore specifico (Wh/kgK) per i materiali più comuni:
- Acqua 1,163
- Fibra di legno 0,583
- Legno 0,472
- Polistirolo 0,389
- Laterizio 0,255
- Calcestruzzo 0,244
- Lana di roccia 0,231
- Aria (a 20 °) 0,34
Si noti, ad esempio nel caso del calcestruzzo, che pur essendo il valore del calore specifico pari a circa la metà rispetto a quello del legno, con una densità generalmente superiore (anche oltre i 2000 kg/mc, contro i 500 kg/mc del legno), comporta una capacità termica di molto più elevata; invece i prodotti come il polistirolo, pur avendo di base un valore molto alto del calore specifico, hanno di contro una densità irrilevante e ciò influenza negativamente il valore della capacità termica complessiva.
Vantaggi che la capacità termica apporta sui materiali
I progettisti ormai conoscono i concetti di trasmittanza in regime statico, ma non sono ancora troppo interessati agli effetti del comportamento estivo di alcuni materiali che, pur disponendo di ottime prestazioni termiche invernali, non sono in grado di garantire altrettante prestazioni di benessere interno per i mesi estivi.
In sostanza, per evitare il surriscaldamento estivo è essenziale dotarsi di un buon isolante ad alta capacità termica o a cappotto esterno e una apposita stratigrafia dalla parte interna dell’ambiente che sia capace di accumulare il calore proveniente dagli ambienti stessi, ne discende che è sempre meglio evitare i cappotti interni, seppur di spessore limitato, poiché il lato interno deve poter disporre della maggior massa possibile in modo da svolgere la funzione di regolatore interno dell’umidità.
Se proprio non si può fare a meno di strati isolanti in ambienti interni, è consigliabile impiegare materiali con alti valori di capacità termica, come la fibra di legno o l’argilla.
Pertanto, il materiale che avvolge lo spazio interno di un’abitazione con la sua massa termica riduce di molto gli alti valore di carico dipendenti dall’energia solare che si somma al carico prodotto internamente dai nostri apparecchi e dalle attività umane.
Questa è chiamata capacità areica della struttura.
La capacità areica [kJ/(m2·K)] (per ogni strato) è così calcolata: calore specifico [J/kgK] x massa termica areica [(kg/mc) x m]
La capacità areica non deve essere mai essere inferiore a 30 KJ/mqK.
Ricapitolando, la capacità dell’involucro esterno di un edificio capace di smorzare e ritardare i valori di picco di aria calda provenienti dall’esterno è direttamente proporzionale alla capacità areica della struttura e pertanto anche allo sfasamento termico.
Quindi è bene ricordarsi che un’ottima capacità termica attenua i costi di riscaldamento nella stagione invernale e li abbatte in modo considerevole anche in estate, limitando il ricorso a impianti di condizionamento e contribuendo di fatto a garantire un ottimo benessere interno.
