Tecnologie e problematiche operative per l'isolamento termico degli organismi edilizi

Capitolo 1 
Introduzione 
 
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CAPITOLO 1 
Introduzione 
 
Il dizionario Zanichelli definisce il termine ABITAZIONE come : “Luogo o 
costruzione dove l’uomo risiede e accentra la propria vita privata”, come tale 
quindi, l’abitazione assume un ruolo principale durante l’intera esistenza di un 
individuo. 
Fin dagli arbori gli esseri umani hanno cercato, dapprima con strutture più 
semplici, poi con strutture via via più complesse (nella casa) un posto in cui 
potersi sentire protetti, in cui cercare riparo e centrare la propria vita, in cui 
poter tirar su famiglia.  
Il concetto di abitazione quindi, con il passare non degli anni, ma dei secoli, si 
è evoluto insieme alle tecnologie, e alle esigenza dei vari utenti che le hanno 
abitate.  
Si è passati dalle forme primordiali di riparo, la grotta per esempio, fino ad 
arrivare alle soluzioni abitative odierne passando dalle semplici “capanne” o 
case con muri di argilla, a case in legno e fango e così via. 
Tutto però è stato accomunato nel tempo dal “Comfort” definito come 
“l’insieme delle comodità che rendono agevole una abitazione”; rappresenta 
quindi una sensazione quindi puramente soggettiva percepita dall'utente, 
nell'ambiente di lavoro o in determinate condizioni di servizio e serve ad 
indicare il "livello di benessere" percepito. 
La sensazione di benessere all’interno di uno spazio confinato dipende, in ogni 
caso da numerosi fattori fisici e non fisici. 
I fattori fisici, controllabili mediante sistemi “passivi” (edificio) e “attivi” 
(impianti), sono:  
 Qualità dell’aria (I.A.Q. - Indoor air quality) 
 Microclima
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 Rumorosità 
 Illuminamento 
In questo ambito è possibile definire quello che è poi il “Comfort 
ambientale”, ossia quella particolare condizione di benessere determinata, in 
funzione delle percezioni sensoriali dell’individuo inserito in un ambiente, da 
temperatura, umidità dell’aria e livello di luminosità e di rumorosità. 
Da tale definizione è possibile quindi, estrapolare una distinzione tra il 
benessere termo igrometrico, il benessere acustico o il benessere luminoso, in 
base ai parametri a cui ci si riferisce.  
In ogni caso il benessere ambientale, si interseca con il benessere psicofisico 
delle persone che utilizzano l’ambiente in questione, che vivono in 
un’abitazione.  
E’ una “sensazione”, come già accennato, che dipende da varie condizioni che 
sono in gran parte pianificabili e quindi rientranti nella responsabilità del 
progettista. 
Il progettista deve essere in grado di comprendere appieno quelle che sono le 
problematiche legate al comfort, le interazioni che si creano tra uomo e 
ambiente, studiarle e giungere a soluzioni che siano utili, ma soprattutto 
funzionali. 
Queste difficili interazioni Uomo-Ambiente, sono funzione proprio degli 
scambi termici tra uomo e ambiente, della fisiologia del sistema di 
termoregolazione e delle condizioni psicofisiche degli utenti. 
Il raggiungimento delle condizioni di comfort è possibile, in rapporto alle 
condizioni climatiche del sito e della destinazione d’uso dell’edificio, 
mediante adeguate scelte dei componenti “passivi” e “attivi” dell’organismo 
edilizio. 
 Un ruolo fondamentale nella conservazione del benessere abitativo è 
sicuramente svolto dall’ Involucro Edilizio e più in particolare dalle
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componenti e dai materiali di cui è costituito. Tutto ciò rappresenta il primo 
passo verso uno studio efficiente di organismo edilizio che garantisca la 
protezione plurilaterale dell’uomo. 
L’involucro edilizio si può immaginare come un organismo a sé stante, in cui 
ogni componente svolge un ruolo importante per il funzionamento di tutto il 
“sistema”; ogni involucro è costituito da più componenti, più materiali 
ognuno dei quali nella sua posizione migliora il funzionamento dell’intero 
meccanismo. 
E’ dai materiali quindi che bisogna partire per il progetto di un involucro in 
particolare, e dell’organismo edilizio in generale, che offra riparo e benessere 
all’uomo. 
Naturalmente con l’industrializzazione, l’aumentare degli autoveicoli, le 
produzioni su larga scala e quindi con lo sviluppo tecnologico in generale, 
sono aumentate le problematiche riguardanti l’ambiente, per cui quando il 
progettista dovrà scegliere i materiali, dovrà farlo con attenzione, non solo per 
lo scopo precedentemente illustrato, ma anche per salvaguardare quelle che 
sono le ormai limitate risorse naturali e per ideare quello che è un organismo 
edilizio energeticamente efficiente.
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Isolamento termico e acustico per il comfort abitativo 
 
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Isolamento termico e acustico per il del comfort abitativo 
 
Un’abitazione costruita secondo i parametri del buon isolamento rende 
l’ambiente più salubre, sereno e appagante.   
Attraverso l’isolamento termico degli edifici, in particolare si può assicurare 
un clima migliore; l’aria all’interno delle abitazioni non dovrebbe mai essere 
troppo secca e non dovrebbero esserci correnti d’aria, le caratteristiche del 
pavimento e delle pareti in questo senso giocano un ruolo molto importante. 
All’interno di un locale non esiste un clima ideale però una temperatura 
intorno ai 20 gradi è considerata standard.  
Un buon isolamento termico degli edifici protegge dall’umidità, conserva la 
temperatura interna sia d’inverno (riducendo le dispersioni di un’altissima 
percentuale) che d’estate, e protegge dai rumori provenienti dall’esterno e 
anche dall’interno.  
Allo stesso tempo un involucro edilizio progettato con materiali che siano si, 
termicamente efficienti, ma anche fonoassorbenti, riduce gli effetti derivanti 
dal grado di rumorosità all’interno di un edificio in cui l’uomo passa gran 
parte del suo tempo. 
Gli ambienti destinati al lavoro quotidiano, ma soprattutto quelli dove si 
riposa, devono essere adeguatamente protetti da fonti di rumore moleste che, 
se subite ad oltranza, possono portare a gravi stati di malessere.
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2.1  Il benessere termo - igrometrico   
 
Il benessere termoigrometrico o thermal comfort è definito dall'American 
Society of Heating Ventilation and Air-conditioning Engineers ASHRAE come 
quel particolare stato della mente che esprime soddisfazione con l'ambiente 
circostante. 
Gli studi-esperimenti condotti dal danese P. Ole Fanger hanno messo in luce 
l’importanza delle condizioni termo-igrometriche studiando come in edifici 
residenziali con scadenti condizioni di comfort termo-igrometrico il rischio di 
malattie polmonari, o che intaccano le vie respiratorie soprattutto nei bambini, 
sia molto alto.  
Secondo gli studi e le teorie di Fanger il benessere termo-igrometrico in un 
edificio si raggiunge a seconda delle relazioni che si instaurano tra le variabili 
soggettive e le variabili ambientali; in termini generali, essi possono essere 
distinti tra fattori ambientali  ossia: temperatura, umidità relativa, 
velocità/distribuzione dell’aria, qualità dell’aria, rumore, e fattori 
individuali , ossia : attività fisica svolta, resistenza termica del vestiario, ecc. 
Queste ricerche, condotte da vari esperti nel campo in diverse zone climatiche, 
sono state incentrate sulla verifica dell'influenza sulla sensazione termica da 
parte di altri fattori, non inclusi negli indici teorici. Tra questi fattori: 
l'acclimatazione, il comportamento degli occupanti, la percezione di controllo 
sull'ambiente termico da parte degli occupanti, l'adeguamento del "dressing 
code" (abbigliamento standard di lavoro) al clima locale, l'adattamento e le 
aspettative degli occupanti, l'influenza del clima esterno sulla percezione del 
comfort per ambienti non controllati meccanicamente, ecc.  
L'approccio basato sugli indici teorici, che porta a individuare due zone 
termiche, una invernale e una estiva, ha giustificato la tendenza verso un uso 
eccessivo del controllo climatico meccanico, soprattutto nel periodo estivo.
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I risultati delle ricerche in campo dimostrano inoltre che questi intervalli di 
accettabilità, queste zone termiche, non sono adatte a descrivere ambienti 
ventilati naturalmente e/o caratterizzati da un elevato controllo da parte degli 
utenti, nei quali esiste una maggiore tolleranza e adattabilità da parte degli 
occupanti. In base alle condizioni sociali e ambientali infatti si possono trovare 
diversi gradi di accettazione di situazioni non confortevoli.  
“Trovandosi in una prolungata situazione di disagio si possono ritenere 
"normali" anche situazioni ambientali che in contesti diversi sarebbero 
giudicate di malessere.” 
(http://digilander.libero.it/bucchisilvestriarchi/tesihtm/3_confor.htm) 
In una civiltà evoluta come la nostra si richiede invece un elevato grado di 
comfort. 
 Estate Inverno 
Temperatura dell’aria 26 °C 20 °C 
Umidità relativa 30 % < U < 60 % 30 % < U < 50 % 
Velocità dell’aria 0,1-0,2 m/s 0,05-0,1 m/s 
Temperatura effettiva 20-22 °C 16-18 °C 
[ Limiti medi per condizioni termo-igrometriche considerate ottimali (Melino C. 1992).]
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2.1.1 Variabili soggettive  
 
Con riferimento al benessere termo-igrometrico, le variabili soggettive sono 
relative all'attività che l'individuo svolge all'interno dell'ambiente e al tipo di 
vestiario.  
L'attività metabolica di un individuo trasforma l'energia chimica prodotta 
dall'assunzione del cibo in energia termica. La potenza metabolica viene 
riferita all'unità di superficie corporea W/m2 e normalmente l'attività 
metabolica di un individuo è espressa in met.; 1 met corrisponde a 58,2 W/m2. 
I valori met per diverse attività fisiche sono indicati nella norma UNI EN ISO 
7730. 
 
Attività M(W/m
2
) Met 
Disteso 46 0,8 
Seduto, rilassato 58 1,0 
In piedi, rilassato 70 1,3 
Attività sedentaria (ufficio,casa,scuola) 70 1,3 
Attività in piedi leggera (compere, laboratorio, industria 
leggera) 
93 1,6 
Attività in piede (commesso, lavoro domestico, lavoro ad 
una macchina) 
116 2,0 
Attività moderata (lavoro pesante su una macchina, lavoro 
in un garage) 
165 2,8 
[Valori di M (tasso metabolico)  e del met per varie attività] 
 
Gli ambienti termici possono essere suddivisi, ai fini della loro valutazione in 
rapporto ai soggetti che li occupano, in due grandi classi identificate come
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“ambienti termici moderati” e “ambienti termici severi”. In questo schema, 
un ambiente termico viene analizzato secondo la procedura di valutazione del 
comfort, ovvero dello stress termico, a seconda che esso possieda 
caratteristiche termiche vicine o distanti da quelle di benessere. 
Questo tipo di classificazione a posteriori, benché tecnicamente corretta in 
quanto utilizza indici che risultano, comunque, coerenti con la condizione 
fisiologica del soggetto esposto, è strategicamente sbagliata: ignorando, infatti, 
i vincoli dettati dalle attività svolte nell’ambiente e gli eventuali vincoli 
macroclimatici presenti in ambienti esterni, si prescinde dall’obiettivo (tutela 
della salute) che deve essere perseguito nell’ambiente in esame. 
Di conseguenza è possibile che un ambiente termico venga valutato con criteri 
incoerenti con questo obiettivo e, pertanto, inadeguati sia nella fase di 
valutazione sia nella successiva fase di bonifica. 
è importante chiarire, quindi, in quali contesti ha realmente senso parlare di 
Benessere termico.  
Si definiscono ambienti termici vincolati tutti i luoghi (di lavoro) nei quali 
esistono specifiche esigenze produttive o elementi naturali (ambienti outdoor) 
che, vincolando uno o più dei parametri microclimatici (principalmente la 
temperatura, ma eventualmente anche umidità, temperatura radiante e 
abbigliamento), impediscono di fatto che l’obiettivo del comfort sia 
realisticamente perseguibile.  
In modo complementare, vengono definiti moderati tutti quegli ambienti nei 
quali queste specifiche esigenze produttive o vincoli naturali non sussistono e 
nei quali l’obiettivo da perseguire è il comfort.
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- Principali norme tecniche nazionali per la valutazione degli ambienti termici 
 
[Tabella 1 - Igiene sul lavoro – Osservatorio ISPESL – Articolo 31 ottobre 2006,  N.20]
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2.1.2 Variabili ambientali  
 
Sono  quattro le variabili che dipendono dalle condizioni climatiche esterne ed 
interne all'edificio e che influenzano il benessere termoigrometrico: 
- Temperatura dell'aria: si misura in °C 
- Umidità relativa dell'aria interna: indica il rapporto tra la quantità di 
vapore contenuto da una massa d'aria e la quantità massima che ne può 
contenere quella massa d'aria nelle stesse condizioni di temperatura e 
pressione. Si misura quindi in percentuale %. 
- Temperatura media radiante: espressa in °C, si calcola come media delle 
temperature delle pareti interne all'ambiente, compresi soffitto e pavimento. 
- Velocità dell'aria: espressa in m/s 
“La temperatura dell’aria, intesa come temperatura di bulbo secco, è il 
fattore più importante nella determinazione del benessere termico. 
La temperatura media radiante  (TMR, °C), è la temperatura media pesata 
delle temperature delle superfici che delimitano l’ambiente incluso l’effetto 
dell’irraggiamento solare incidente. Influisce sugli scambi per irraggiamento. 
Assieme alla temperatura dell’aria, la TMR è il fattore che influenza 
maggiormente la sensazione di calore perché la radiazione che cade sulla 
pelle, attiva gli stessi organi sensori. Se il corpo è esposto a superfici fredde, 
una quantità sensibile di calore è emessa sotto forma di radiazione verso 
queste superfici, producendo una sensazione di freddo. La variazione di 1 °C 
nella temperatura dell’aria può essere compensata da una variazione 
contraria da 0.5 a 0.8 °C nella TMR: la condizione più confortevole è stata 
considerata quella corrispondente ad una TMR di 2 °C più alta della 
temperatura dell’aria.