L' isolamento termico dell'edificio è il processo di attuazione dell'isolamento termico dell'involucro di tutto o parte di un edificio, dall'interno o dall'esterno. Gli edifici (e in particolare le abitazioni poco coibentate note come “filtri termici”) sono fonte di notevoli sprechi energetici ed emissioni di gas serra. In un numero crescente di paesi, le misure mirano a incoraggiare un migliore isolamento di queste abitazioni, nonché degli edifici pubblici e del terziario, che contribuisce a ridurre la povertà energetica ea migliorare la giustizia climatica .
Nel 1973 il primo shock petrolifero diede origine nei climi freddi e temperati, principalmente nei paesi occidentali, ad un nuovo tipo di costruzione dove l'isolamento termico era sistematicamente più adatto. La sua attuazione imponeva vincoli costruttivi tali che la sua attuazione non era immediatamente rigorosa.
Con il protocollo di Kyoto ( 1997 ) finalizzato alla riduzione delle emissioni di gas serra , gli Stati adottano normative volte a migliorare le prestazioni energetiche degli edifici ea ridurre la loro dipendenza dai combustibili fossili . La progettazione dell'edificio comprende teoricamente questioni termiche come l'ermeticità, gli impianti di riscaldamento e fornitura di acqua calda , l' aria condizionata , la ventilazione , nonché la compattezza e l'orientamento dell'edificio, i sistemi di pannelli solari passivi e protezione solare, l'illuminazione naturale , ecc. La parete e la struttura diventano oggetti altamente tecnici .
I filtri termici sono una fonte di enormi sprechi finanziari e ingiustizie sociali ed ecologiche. Recentemente è stato stimato che 250 milioni di abitazioni nell'Unione Europea (740 milioni di abitanti) dovrebbero essere riabilitate termicamente, a beneficio della salute pubblica, del miglioramento del comfort, della riduzione dell'inquinamento da gas serra, dell'effetto serra e dell'occupazione.
All'inizio del 2013 , Cécile Duflot (Ministro dell'Ambiente) ha stimato che il rinnovamento termico potrebbe indurre la creazione di 75.000 posti di lavoro (48.000 posti di lavoro diretti e 26.000 posti di lavoro indiretti); la transizione energetica implica poi "un massiccio rinnovamento termico degli edifici in Francia" , puntando all'efficienza energetica di 500.000 unità abitative all'anno entro la fine del quinquennio, con l'aiuto del PTZ e in attesa della creazione di un " sportello unico. che riunisce soluzioni tecniche, professionisti ad hoc e possibili aiuti finanziari (compresi finanziamenti di terzi " . Nel 2013, il programma Habiter Better della National Housing Agency (Anah) ha ampliato i criteri per gli aiuti alla ristrutturazione termica; sette milioni diventano ammissibili le famiglie, contro i tre milioni prima del 2013 e l'aiuto aumenta fino a un massimo del 50% dei lavori contro il 20-35% precedente, che può essere integrato anche da un premio statale (aumentato per due anni di 1.350 euro fino a raggiungere i 3.000 euro ).Così queste famiglie potranno trovare assistenza corrispondente al 60 al 100% dell'importo delle opere secondo Anah. I donatori per 25 a Sono anche aiutati (35% dell'importo delle opere, e un p Filastrocca di € 2.000 ) se il risparmio energetico raggiunge almeno il 35% e se l'affitto è concordato in 9 anni.
La sede principale di ADEME ad Angers è stata eletta come primo edificio commerciale a fregiarsi del marchio BBC ( edificio a basso consumo ).
A metà del 2019 , nonostante un piano di riqualificazione energetica degli edifici , l'obiettivo di 500.000 unità abitative ristrutturate all'anno è lontano dall'essere raggiunto. Un disegno di legge energia-clima vuole scoraggiare la locazione di filtri termici (custodia nominale F o G) attraverso il deposito di una parte (5% almeno) dei proventi della vendita, dovrebbe incoraggiare l'acquirente per lavori di ristrutturazione della finanza. Energia ristrutturazione , ma inizialmente solo dal 2021 , sperimentale per 2 anni, e solo in zone tese (limitazione denunciata dalla Fondazione Nicolas Hulot ). Un tetto al consumo energetico potrebbe essere incluso nei criteri per un alloggio dignitoso. Un gruppo di ONG tra cui la Fondazione Nicolas Hulot , il think tank Terra Nova , il sindacato CFDT , la Fondazione Abbé Pierre e Secours Catholique chiedono azioni più ambiziose contro i filtri termici.
In prossimità di una parete non isolata, la temperatura scende bruscamente e l'aria per questa temperatura deve condensare parte del vapore acqueo che contiene per tornare a uno stato di equilibrio (l'aria calda può contenere più vapore acqueo dell'aria fredda). Questa condensa sotto forma di goccioline è una fonte di umidità. L'aumento della temperatura delle superfici interne delle pareti mediante l'isolamento impedisce la condensazione dell'aria. Tuttavia, l'isolamento implica che questa umidità debba essere gestita rigorosamente:
L' isolamento termico è generalmente destinato a presidiare il raffrescamento degli spazi interni, ma anche gli elementi strutturali dell'edificio. Tuttavia, lo scopo dell'isolamento può anche essere quello di prevenire il surriscaldamento durante l'estate. Il calore si propaga da un ambiente caldo ad un ambiente freddo per conduzione , irraggiamento e convezione .
Scopo dell'isolamento termico è ridurre lo scambio termico tra interno ed esterno interponendo un materiale con la minore capacità di conduzione possibile.
In una casa unifamiliare non isolata, i valori medi delle fonti di dispersione o dispersione di calore sono i seguenti:
In una casa coibentata secondo la norma francese RT 2005 , essendo stato il tetto e le pareti oggetto di una coibentazione specifica, e le vetrate essendo sistematicamente raddoppiate, la parte residua dei ponti termici diventa molto maggiore. Il bilancio della perdita di calore è quindi tipicamente il seguente:
Esistono tre principi per ottenere l'isolamento termico di una parete.
Questa soluzione, diffusa in Francia, è di facile attuazione. L'isolamento interno viene scelto per i casi di ristrutturazione negli appartamenti (perché è difficile intervenire all'esterno dell'edificio) e per le seconde residenze. In quest'ultimo caso, l'occupazione intermittente non consente di riscaldare durevolmente la massa termica delle pareti. L'isolamento interno lascia quindi la parete al di fuori della zona isolata e consente un rapido riscaldamento adatto ad un utilizzo temporaneo. Ha lo svantaggio (che è anche un vantaggio in certi casi) di non avere inerzia termica. L'isolamento interno, quando l'isolamento era inesistente, ha lo svantaggio di ridurre lo spazio interno. Un altro svantaggio è la presenza di numerosi ponti termici difficili da trattare. La qualità dell'isolamento interno può diminuire nel tempo (assestamento della lana dietro il cartongesso, buchi di topo nel polistirolo, ecc.)
Questa soluzione utilizza materiali che incorporano un isolamento nella loro struttura: cemento cellulare , mattoni di canapa , mattoni di terracotta con anima isolante, ecc. L'isolamento integrato è generalmente utilizzato nelle nuove costruzioni. Questa soluzione è efficiente e durevole. Esistono ora anche i mattoni multi-tamburato) che hanno tutti i vantaggi del mattone, essendo una parete portante e fornendo un isolamento maggiore rispetto all'isolamento tradizionale rivestendo le pareti, evitando così l'aggiunta di manodopera e materiali aggiuntivi. . Questi mattoni sono disponibili da 24 cm fino a 49 cm di spessore. Il montaggio viene generalmente effettuato mediante colla e non malta cementizia.
Il caso particolare delle strutture in legnoDetta anche mantle wall o ITE /ITE nella sua forma abbreviata, questa soluzione, più costosa da installare, è ampiamente utilizzata in Belgio, Lussemburgo, e ancor più in Germania, Svizzera, Austria e Polonia.
Richiede generalmente uno spessore di isolamento inferiore. L'isolamento esterno è più adatto per l'isolamento delle residenze principali. Mantiene la massa termica della parete all'interno dell'involucro coibentato. La casa, riscaldata continuamente, aumenta lentamente di temperatura in tutta la sua massa ma si raffredda leggermente quando non è occupata. La coibentazione esterna, invece, è di difficile realizzazione su alcuni vecchi edifici (facciate protette) e richiede quasi sempre l'intervento di professionisti qualificati. Nel caso di una trasformazione, si sceglie quest'ultima soluzione se le spese di riscaldamento sono significative perché l'isolamento ottenuto è più efficiente. La coibentazione esterna nel caso in cui non sia presente la coibentazione è vantaggiosa, perché non invade la superficie abitabile e può essere installata su un edificio abitato. Il suo spessore può arrivare fino a 20 cm ed elimina facilmente i ponti termici ( testata dei solai, ecc.), tranne che a livello delle fondazioni. Uno spessore di 10 cm di isolamento esterno equivale a 20-25 cm dello stesso isolamento interno sul consumo totale quando ci sono molti ponti termici.
Per gli edifici isolati dall'esterno che si propongono di perpetuare un'estetica ereditata dal passato, nell'uso di una sottile striscia di pietra posta nel paramento , gli elementi di ornamento - le modenature nel linguaggio del mestiere - (cornice, fascia, pilastro, ecc.) aumentano le fonti di problemi perché i sistemi di fissaggio che attraversano l'isolante, sofisticati e costosi, devono evitare ponti termici e problemi di tenuta. Esistono sistemi di fissaggio specifici per non creare ponte termico. La tendenza è verso intonaci leggeri, coprendo l'isolamento o il rivestimento leggero.
Il 30% del calore di un edificio viene disperso attraverso pareti poco isolate, ITE (Exterior Thermal Insulation) è più efficace dell'isolamento interno. È stato utilizzato per la prima volta in Francia per edifici collettivi (HLM in particolare) e sempre più per abitazioni private. Il “manto isolante” aumenta l' inerzia termica dell'intero edificio e risolve in tutto o in parte i problemi di ponte termico, che presenta un notevole vantaggio in condizioni transitorie. A parità di qualità dell'isolamento, riduce notevolmente la dispersione di calore in inverno e mantiene la casa fresca di notte durante l'estate.
In FranciaIn Francia, dovrebbe essere incoraggiato da RT 2012 (obbligo del 28 ottobre 2011 per i nuovi edifici di soddisfare lo standard edilizio a basso consumo (BBC; meno di 50 kWh / m 2 / anno per le abitazioni ANRU (Agenzia nazionale per il rinnovamento urbano) in aree in cui il mercato immobiliare ha un chiaro bisogno di rilancio e negli uffici e nei locali didattici.Dal 2011 anche tutti gli edifici terziari e le altre abitazioni dovranno rispondere, nel rispetto delle disposizioni del PLU o RNU.In Francia nel 2011, 170 milioni di m² di rivestimento di facciata costituirebbero il 75-80% del mercato per la ristrutturazione degli edifici collettivi, la nuova casa unifamiliare solo il 3% del mercato e la ristrutturazione di quella vecchia.
tecnicheL'ITE è progettato su pareti piane e verticali: muratura in blocchi di calcestruzzo, laterizi, blocchi di cemento cellulare, rivestiti o meno con intonaco cementizio; pareti in calcestruzzo o calcestruzzo prefabbricato; muratura di pietra.
La coibentazione (pannelli isolanti vari (rinnovabili, locali o eventualmente ecomateriali ), mattoni in polistirene espanso incollato, ecc. viene fissata alla parete esterna dell'abitazione e protetta da intonaco o pannellatura, eventualmente durante un intervento di ristrutturazione della facciata.
Per l'impermeabilizzazione, una delle soluzioni è un primo strato o sottostrato con armatura in fibra di vetro montata nel suo spessore e viene generalmente applicata per soddisfare le principali funzioni meccaniche. In secondo luogo, viene applicato un secondo strato o rivestimento di finitura per funzioni di aspetto decorativo.
I sistemi OTE sottointonaco più comuni perché meno costosi di paramenti, rivestimenti ventilati, tamponamenti e rivestimenti, sono anche chiamati ETICS - External Thermal Insulation Composite Systems. Questo nome sottolinea il principio di un sistema composito: colla + isolamento + fissaggio meccanico (a seconda dei casi) + rete di rinforzo + intonaco di mascheratura + intonaco di finitura. All'interno di questo sistema, ogni componente è debitamente specificato. Il rispetto di queste specifiche è essenziale per raggiungere efficacemente le prestazioni prefissate, per offrire le necessarie garanzie di longevità ed evitare danni successivi.
È possibile un uso misto (es. ITE sulla facciata posteriore solo per un edificio la cui facciata è di interesse storico), ma con una leggera perdita di isolamento. Inoltre, vediamo sempre più spesso realizzazioni che mescolano il rivestimento e le finiture in gesso per ampliare le possibilità estetiche. Esistono anche sistemi di isolamento del tetto dall'esterno, facili da abbinare a una ristrutturazione del tetto e riparazione di sottotetti o installazione di pannelli solari.
Vantaggi dell'isolamento termico dall'esternoPer solaio si intende il terreno su cui si viaggia: soletta in cemento , oppure solaio su travetti . Il soffitto di un livello corrisponde ovviamente al pavimento del piano superiore. L'isolamento termico dei pavimenti è importante per il comfort (mantenere i piedi caldi) e per il risparmio energetico in caso di soletta riscaldata.
L'isolamento del pavimento combatte due cause di perdita di calore:
A causa del fatto che l'aria calda tende ad accumularsi nel soffitto e che la differenza di temperatura tra il seminterrato e l'abitazione è meno importante in inverno che tra l'esterno e l'abitazione, lo spessore dell'isolante richiesto è inferiore (della ordine di 6 cm nel pavimento rispetto a 10-20 cm in soffitta).
Per isolare un pavimento puoi:
Poiché l'aria calda sale per convezione , la temperatura è più alta al soffitto e quindi ha senso posizionare uno strato di isolamento più spesso in soffitta rispetto alle pareti. Sotto il tetto, le prese d'aria devono essere trattate in modo più speciale, perché non c'è l'impermeabilizzazione delle pareti. Lo strato di coibentazione deve essere protetto contro le intrusioni della martora o dei roditori, chiudendo con una rete metallica saldamente fissata lo spazio tra le travi a livello del pattino .
Diverse soluzioni sono possibili per l'isolamento sotto tetto, a seconda della resistenza termica desiderata e dello spazio disponibile:
La coibentazione viene realizzata dopo l'installazione delle canne fumarie e delle finestre da tetto. Prevedere il passaggio di condotti di ventilazione, cavi televisivi , condotti elettrici, ecc.
Le aperture vetrate sono i punti deboli dell'isolamento complessivo dell'edificio. Limitare l'area di queste aperture aiuta a ridurre le perdite, così come evitare aperture a nord e sopravento (spesso a ovest). Ciò può ridurre l'illuminazione degli ambienti e il guadagno solare (fonti di risparmio energetico nel comfort invernale) degradando il comfort. Un calcolo delle prestazioni energetiche consente di arbitrare tra guadagno solare e guadagni luminosi e perdite termiche.
In genere si preferiscono le seguenti soluzioni:
L'installazione di sopravetri è generalmente una soluzione economica e poco efficiente ma che può essere utile in caso di ristrutturazione .
Occhiali pretrattati o dotati di pellicola riflettente possono ridurre la radiazione infrarossa che penetra attraverso le vetrate meridionali in estate (soluzione abbastanza efficace ma costosa). Di giorno la pellicola può anche proteggere da sguardi indiscreti (caso dei piani terra). Un'altra opzione sono i doppi vetri con funzioni di controllo solare.
Il comfort invernale può essere migliorato grazie al guadagno solare. Le finestre in alluminio sono talvolta preferite alle finestre in PVC; sono meno isolanti ma la finezza dei loro profili massimizza la trasparenza del vetro con prestazioni energetiche talvolta migliori.
I ponti termici , specie di cortocircuito nell'isolamento interno, dovrebbero essere ridotti al minimo, idealmente in fase di progettazione (es. utilizzando invece un solaio su travetti , un interno di fattoria piuttosto che una parete divisoria o semplicemente costruendo la sua parete con un materiale isolante calcestruzzo, laterizio monoparete, ecc.) Un'altra soluzione consiste nell'isolare dall'esterno con l'inconveniente di lasciare un ponte termico a livello delle fondazioni.
Giunzione pavimento basso / parete esterna exterior
Giunzione intermedia pavimento/parete esterna
Giunzione pavimento alto/parete esterna
Giunzione pavimento/balcone
Giunzione parete trasversale/parete esterna
Durante la realizzazione sono disponibili diverse soluzioni:
La muffa sulle pareti tradisce una indesiderata condensa sulla zona fredda generalmente causata da un ponte termico. Essendo difficile trattare a posteriori un ponte termico , sulla zona fredda può essere apposto un sottile strato di isolante (pochi millimetri), ricoperto con un intonaco o carta da parati o un rivestimento murale (tessuti, ecc.).
In un edificio non coibentato i ponti termici rappresentano basse perdite (generalmente inferiori al 20%) perché anche le dispersioni termiche complessive attraverso le pareti sono molto elevate. Se invece le pareti sono ben isolate, le perdite causate dai ponti termici possono superare notevolmente il 30%, ma per perdite complessive molto basse. È quindi fondamentale che un edificio BBC abbia un'elevata resistenza termica per le pareti e basse dispersioni termiche in corrispondenza delle giunzioni e delle aperture.
Tra queste soluzioni per il trattamento dei ponti termici, la più efficace nell'isolamento termico dall'interno è probabilmente l'installazione di interruttori per ponti termici . Il rompiponte termico è un dispositivo strutturale che permette di offrire un isolamento completo ad una struttura. È composto da una scatola isolante e da barre in acciaio che assorbono le sollecitazioni della struttura.
La faccia interna dell'isolante (lato caldo) deve essere dotata di un film ermetico che assolva a due funzioni: quella di barriera al vapore e quella di antivento. Questa pellicola impermeabile funziona quindi in entrambe le direzioni:
Le tubazioni elettriche e le altre guaine che attraversano l'isolante non devono favorire il passaggio di correnti d'aria, devono essere immobilizzate saldamente, circondate da isolante e tappate alle estremità (un pezzo di carta o un po' di gesso), facilmente smontabili se necessario) per impedire la circolazione di aria parassita attraverso di essi tra i vari locali, solai, vespai e locali non riscaldati. Idealmente, tra la finitura interna e la barriera al vapore, lasciamo un passaggio tecnico per l'elettricità e l'impianto idraulico, quindi non perforiamo la barriera al vapore.
L'utilizzo del freno al vapore igrovariabile garantisce la durata del vostro isolamento evitando il sovraccarico di umidità nel telaio. La barriera al vapore igrovariabile (aperta alla diffusione del vapore acqueo) funziona secondo il principio della membrana regolata dalle condizioni climatiche: d'inverno protegge dall'umidità, d'estate la sua struttura molecolare si apre e permette un'asciugatura sicura.
A differenza della barriera al vapore, la barriera al vapore igro-variabile garantisce una costruzione traspirante e quindi più sana.
Gli isolanti sono fibrosi, porosi e/o granulari e sfruttano le proprietà dell'aria e dei gas.
Il vuoto è il miglior isolante termico. Ma non può essere praticamente utilizzato per l'isolamento della casa (è più facile da usare per piccoli contenitori come i thermos la cui parete può essere sottovuoto).
I gas e l'aria in particolare, mantenuti immobili, sono quindi i migliori isolanti. Infatti, i trasferimenti di calore da parte di un gas o di un liquido non avvengono solo per conduzione termica , ma anche per convezione termica : ecco perché l'aria intrappolata nel sottotetto di un tetto non impedisce i trasferimenti di calore (maggiore è la differenza di temperatura tra il tetto e sottotetto, maggiore è la convezione termica, accelerando la circolazione dell'aria). Gli isolanti contribuiranno quindi il più possibile a questa immobilità dell'aria.
La resistenza termica di un materiale isolante è fornito dalla aria o altro gas intrappolati in bolle (vetro schiuma e schiume sintetiche) o frenato dalle fibre del materiale ( lana di roccia , lana di canapa , blocchi di canapa , fibre di legno, ovatta di cellulosa , ecc .).
L'isolamento del pannello è apprezzato per la sua resistenza meccanica. L'insufflazione di massa, meno costosa, permette ad esempio di evitare ponti termici in soffitta.
I criteri per un materiale isolante sono i seguenti:
I materiali isolanti a base di fibra di vetro o di roccia sono irritanti per la pelle e gli occhi, giustificando l'uso di guanti, una maschera antipolvere, occhiali di sicurezza e una tuta da lavoro sul colletto e sui polsi stretti, nonché la ventilazione della stanza.
Le sottopendenze possono essere coibentate con lana in rotoli provvisti di barriera al vapore, graffata ai correntini (se la distanza dei correntini corrisponde alla larghezza dei rotoli). Lo spessore di uno strato di questo isolamento di solito non supera gli 8 cm , il che è insufficiente nella maggior parte delle aree. Vanno raddoppiati. Vengono spesso utilizzati pannelli tagliati alla distanza tra le travi o isolamento dell'intradosso.
Isolanti poco imballati come l'ovatta di cellulosa possono essere soffiati uniformemente in una soffitta, ad esempio dopo l'installazione di deflettori di ventilazione. Per le pareti, una membrana può essere fissata al telaio della struttura prima di insufflare l'isolante ad alta densità.
gli angoli devono essere ben riempiti di isolante, eventualmente intasato a mano negli spazi vuoti. Le aperture che consentivano l'arrivo dei roditori dovevano essere state sigillate. La schiuma di poliuretano espansiva può tappare crepe, fori o celle e migliorare la tenuta all'aria.
Si può essere tentati di raddoppiare lo spessore dell'isolamento della parete. Questa non è una cosa negativa, ma i seguenti punti dovrebbero essere presi in considerazione:
Migliorando l'isolamento termico possiamo stimare la riduzione dei costi di riscaldamento dei componenti e delle pareti di una casa con e senza isolamento.
Gli edifici sono fonte di notevoli sprechi energetici ed emissioni di gas serra. In un numero crescente di paesi, le misure mirano a incoraggiare un migliore isolamento di queste abitazioni, nonché degli edifici pubblici e del terziario, che contribuisce a ridurre la povertà energetica e a migliorare la giustizia climatica.
Per calcolare i costi annuali di riscaldamento p. ex. per una parete o per finestre è necessario conoscere il valore medio della differenza tra la temperatura esterna e una temperatura interna del locale. I gradi giorni unificati di riscaldamento annuale (DJU) sono la somma della differenza tra la temperatura esterna e la temperatura dell'aria interna (18°C) per ogni giorno di riscaldamento per un anno. I DJU variano in Francia da 1400 per la Corsica a 3600 nelle Alpi a 3800 nel Giura. I valori misurati in Francia possono essere trovati in un elenco dettagliato. Le giornate di laurea in Svizzera sono pubblicate nella SIA 381/3 che deve essere acquistata.
Il calore è una forma di energia. Il suo flusso è sempre diretto dalle temperature più alte alle temperature più basse. Elementi come pavimenti, pareti, solai, tetti, finestre e porte offrono una certa resistenza allo scambio termico. Questo flusso di calore che attraversa un elemento è definito dal coefficiente di trasmissione termica U - più semplicemente chiamato valore U - (in Francia: pareti U ). Il valore U ha l'unità fisica: watt per metro quadrato per kelvin (o grado °C) differenza di temperatura [W / (m²K)]. Un esempio illustrativo del valore U è pubblicato in
Conoscendo il valore U e l' UDI del luogo, permette di calcolare l'intensità dell'energia scambiata per unità di area A (m²) e unità di tempo in funzione della differenza di temperatura su entrambi i lati dell'area d' scambio.
Per determinare la potenza di riscaldamento (ad es. da una parete di un edificio) in una data zona climatica, si stima il flusso di calore Φ:
Φ≈tu⋅A⋅ DJtu⋅241000KWh/anon{\ displaystyle \ Phi \ approx U \ cdot A \ cdot \ DJU \ cdot {\ frac {24} {1000}} kWh/anno}Il valore U ha l'unità fisica W/(m² · K), l'area A m² e il risultato kWh/anno. Un catalogo di valori U indicativi per alcuni muri comuni è pubblicato in
Conoscendo il valore U delle pareti di un elemento edilizio, è possibile stimare il nuovo valore U con isolamento termico con questa formula:
tunonetuve≈11tuparoioS+dλ{\ displaystyle U _ {\ mathrm {nuovo}} \ circa {\ frac {1} {{\ frac {1} {U _ {\ mathrm {muri}}}} + {\ frac {d _ {\ mathrm { }}} {\ lambda _ {\ mathrm {}}}}}}} Lo spessore dell'isolamento d è in metri e la conduttività termica in W / (m · K).Gli strati di intonaco sulle pareti possono essere trascurati.
Esempio:
Risparmio energetico: