Le incrementate esigenze delle abitazioni civili richiedono nuove prestazioni delle coperture, dall’isolamento termico al controllo termoigrometrico, dalla tenuta all’acqua alla ventilazione del manto. Prestazioni che possono essere garantite da un unico componente edilizio.
La copertura degli edifici costituisce un elemento architettonico che, oltre alle sue funzioni principali legate alla protezione degli ambienti interni rispetto al contesto esterno, è in grado di trasmettere ai più molteplici significati simbolici.
Questo elemento di chiusura degli edifici da sempre ha fornito al genere umano la sensazione di protezione e di riparo dagli agenti atmosferici e, nella sua evoluzione storica, sostituendosi alle prime dimore rappresentate dalle caverne naturali per soddisfare le prestazioni di chiusura superiore delle costruzioni, ha fatto proprio quel ruolo di rifugio che è insito nella natura umana, trasmessoci dall’involucro in cui nasciamo.
Così si spiega come questo elemento architettonico sia in grado di racchiudere in sé aspetti legati alla natura umana, alla tradizione, ma anche all’evoluzione tipologica e formale degli edifici.
Nella sua forma più elementare, cioè quella a due falde inclinate, la chiusura superiore dell’edificio prende il nome di tetto, dal verbo latino tegere che significa coprire, e questo termine nel linguaggio comune riassume il concetto di casa, ben evidenziato da alcuni modi di dire, per esempio tetto materno o tetto coniugale, che portano i nostri ricordi ai primi esempi di copertura che realizzava, anche da sola, il riparo dell’ambiente domestico.
Il pensiero corre subito alla capanna, costituita soltanto da una struttura lignea e da elementi di tamponamento più facilmente reperibili in loco, per esempio frasche o pelli di animali. In tempi successivi, il tetto è stato spostato verso l’alto per coprire un volume sottostante delimitato da chiusure perimetrali, anch’esse realizzate con tecniche di base e con i materiali disponibili sul luogo di costruzione, assecondando la pianta dell’edificio.
Di conseguenza, all’aumentare dello sviluppo planimetrico dei manufatti edilizi, la copertura si trasforma e si conforma allo scopo di realizzare la protezione o l’apertura verso l’alto degli edifici abitati.
Questi aspetti mettono ben in risalto il percorso evolutivo di innovazione della copertura che da elemento architettonico essenziale quale semplice tetto, si modifica fino ad assumere un ruolo di sistema dotato di valenze prestazionali, compositive e di immagine via via sempre più complesse, pur sapendo mantenere nel corso del tempo i valori simbolici primordiali. È soprattutto a partire dagli anni Settanta che il processo evolutivo delle coperture tradizionali si manifesta nella sua articolazione, quando soluzioni innovative, come la ventilazione, affiancano tecniche appartenenti alla prassi consolidata della tradizione costruttiva.
Il tetto ventilato.
Il vero punto di demarcazione che sottolinea il passaggio al nuovo modo di concepire il sistema copertura è rappresentato dall’introduzione della norma Uni 9460, riguardante le coperture discontinue.
Nel panorama normativo erano già presenti una serie di norme generali Uni valide sia per le coperture continue sia per le discontinue, ma è con questa specifica norma, che apparteneva al campo dei codici di pratica ed era relativa alla progettazione ed esecuzione di coperture con tegole di laterizio, che viene introdotto e, conseguentemente descritto, lo strato di ventilazione tra gli elementi che, dal punto di vista funzionale, concorrevano alla realizzazione della copertura.
Nella descrizione del tipo di copertura con elemento termoisolante e con strato di ventilazione si riporta la seguente dicitura: “è forse quello che dal punto di vista termoigrometrico dà le migliori garanzie di buon funzionamento, lo strato di isolamento termico permette di raggiungere il valore richiesto di resistenza termica globale, mentre lo strato di ventilazione contribuisce a regolare le caratteristiche igrotermiche della copertura”.
La sequenza degli strati funzionali potevano subire variazioni secondo le diverse tecniche di realizzazione; lo strato di ventilazione, sempre collocato al di sopra dello strato isolante, potessero, secondo quanto riportato nella norma Uni, oltre che realizzato mediante lo spazio sottotetto, anche ricavato attraverso un’apposita intercapedine ventilata a spessore costante, inclinata, disposta a ridosso della struttura portante.
Di fatto, dunque, un tetto può essere chiamato ventilato, quando il manto di copertura si distacca strato isolante, creando un’intercapedine permetta a un flusso omogeneo di aria di lare dalla gronda fino al colmo.
Gli elementi del sistema.
L’elemento di partenza di una copertura ventilata è costituito dai listelli di legno, che vengono fissati alla struttura portante, sia essa laterocemento, cemento armato, travature di legno o strutture metalliche, parallelamente alla linea di gronda, con un interasse che può variare da 60 a 100 cm. Fra i listelli, in genere, viene posato l’isolante termico, di qualità e di spessore predeterminati così che sia possibile ottenere un ottimale isolamento termico.
Una seconda listellatura, applicata in senso ortogonale alla prima, dà origine alla camera di ventilazione; il suo spessore viene determinato in base alla pendenza e alla lunghezza della falda. Questa seconda serie di listelli viene a costituire la base di appoggio per i pannelli di compensato che completano la camera di ventilazione.
Le entrate dell’intercapedine sono realizzate lungo la linea di gronda, mentre le uscite sono collocate sulla linea di colmo, che può essere a una o a due falde. Nella maggior parte dei casi, la copertura ventilata non richiede la predisposizione di una barriera al vapore, perché la sua funzione viene svolta dalla circolazione naturale dell’aria.
La camera d’aria, che va studiata in modo molto accurato, è in grado di garantire la ventilazione del tetto e la microventilazione del sottomanto, apportando numerosi benefici tecnico-funzionali, tra cui: diminuire notevolmente la quantità di calore, che può raggiungere una temperatura superficiale di circa 70 °C, nei mesi estivi, trasmesso dal manto di copertura alla struttura sottostante; smaltire il vapore acqueo che trasmigra dagli ambienti sottostanti prima che esso possa condensare sull’intradosso freddo delle tegole; espellere e asciugare eventuali infiltrazioni dovute alla concomitanza di forti piogge e vento o dall’assorbimento caratteristico delle tegole, con le conseguenze positive di una riduzione sensibile dei costi dedicati alla manutenzione della copertura e di una elevata salubrità del manto.
L’efficacia della ventilazione dipende dalla velocità della corrente d’aria all’interno dello spazio cavo: il movimento della corrente d’aria, infatti, ha origine in parte per le differenze di pressione che sono originate dal vento nelle aperture di entrata e di uscita, in parte per l’impulso termico dell’aria nell’incavo, quando questa viene riscaldata dall’interno e dall’esterno.
Si assiste, invece, a un certo rallentamento nello spazio cavo di ventilazione, rallentamento causato dalle resistenze d’attrito dell’aria sulle superfici limitate e dalle strettoie orizzontali delle aperture di uscita e ingresso presso la gronda e la linea di colmo. A causa dei mutevoli fattori di influenza, hanno origine delle relazioni di corrente che non sempre sono di immediata comprensione.
È opportuno ricordare che la pendenza delle falde gioca un ruolo fondamentale: a una minore pendenza della copertura deve necessariamente corrispondere un maggior spessore della camera di ventilazione, così che possa essere compensata la ridotta pendenza con un aumento della massa di aria disponibile.
La lunghezza della falda determina un impedimento alla naturale circolazione dell’aria, per cui è indispensabile aumentare lo spessore della camera di ventilazione. Le dimensioni delle entrate e delle uscite dell’aria devono essere anch’esse calcolate in funzione della pendenza della copertura e della lunghezza della falda.
I vantaggi ottenibili dal sistema della copertura ventilata sono riferiti sia alla stagione calda sia a quella fredda. In estate, la costante e consistente circolazione d’aria sottrae il calore trasmesso dal manto di copertura, preservando così dal surriscaldamento gli strati sottostanti, e, quindi, gli ambienti sottotetto.
La ventilazione incrementa e potenzia le caratteristiche dell’isolante, espellendo il calore dal colmo ventilato; studi e monitoraggi eseguiti per verificare tale comportamento hanno dimostrato che la sola ventilazione incrementa l’effetto dello strato isolante con una riduzione della temperatura negli ambienti sottostanti che può arrivare fino a 8-10 °C.
A differenza del periodo caldo, nella stagione invernale, la circolazione dell’aria è meno intensa; essa, però, è più che sufficiente per mantenere asciutto il pannello dell’isolante termico e per eliminare i fenomeni di condensa.
Nelle regioni più fredde, con un elevato numero di cicli di gelo e di disgelo, la ventilazione è in grado di assicurare una temperatura uniforme della copertura, rallentando il processo di scioglimento della neve sul manto e prevenendo la conseguente formazione di ghiaccio in gronda. E’ chiaro che questi comportamenti producono di fatto risparmi energetici negli ambienti sottostanti, anche di una certa rilevanza.
I pannelli sottomanto.
Anche per la tipologia della copertura ventilata, così come per tutte le altre, i cambiamenti più vistosi si sono registrati non tanto nella soluzione costruttiva, ma soprattutto a livello di materiali, o meglio, di componenti degli strati funzionali. Tale innovazione è una diretta conseguenza delle nuove funzioni che ricoprono le coperture rispetto al passato, in cui gli ambienti collocati immediatamente sotto il tetto erano destinati in prevalenza ad attività sussidiarie all’abitare e, di conseguenza, a questi spazi non venivano richieste altre prestazioni, se non quelle strettamente legate al riparo dagli agenti atmosferici.
La trasformazione del sottotetto da spazio non abitato a luogo abitato comporta che si faccia riferimento a nuove funzioni della copertura, come per esempio, all’isolamento termico, al controllo igrotermico, alla tenuta all’acqua, all’ingresso della luce naturale e alla ventilazione.
A queste nuove esigenze, si è subito adeguato il mercato edilizio, offrendo un’ampia gamma di prodotti e di accessori che permettono di realizzare soluzioni con prestazioni sempre più efficienti, con la possibilità di ottimizzare nel contempo gli aspetti di velocità nella messa in opera, con il conseguente vantaggio economico.
Tipico esempio è rappresentato dai pannelli sottomanto per le coperture inclinate e, in particolare, il riferimento va al settore degli isolanti sintetici ottenuti per espansione in stampi, divenuto un campo di cui è difficile descriverne i confini. Il comune denominatore è riferito alla volontà di realizzare un supporto per tegole che sia, contemporaneamente, isolante, che permetta un effetto di sottoventilazione e che convogli in gronda eventuali infiltrazioni di acqua.
Le varianti studiate per conseguire l’obiettivo sono una testimonianza del fatto che la creatività dell’uomo è quasi senza limite. Sebbene in molti casi la differenziazione del prodotto trovi ragioni più vicine alla logica di marketing piuttosto che in reali esigenze di tipo tecnico, vero è anche che in determinati contesti applicativi, l’economicità del sistema possa fare intravedere effettive possibilità in direzione di un adeguamento energetico su larga scala del patrimonio edilizio esistente.
Dalla semplice lastra di isolante termico al di sopra della quale veniva posata la classica listellatura, in legno, semplice doppia incrociata per creare la lama d’aria fra il manto di copertura e i pannelli stessi, si passa ai pannelli particolarmente sagomati che consentono il sollevamento delle tegole, evitando la listellatura, con il conseguente risparmio nella mano d’opera nell’ordine del 60-65 per cento.
I vantaggi in opera.
Queste lastre sono caratterizzate dalla presenza di un pannello termoisolante, nella maggior parte dei casi in polistirene espanso, spesso accoppiato a pellicole specifiche per esaltare le prestazioni della copertura, opportunamente sagomato, per permettere di disporre di un manto di copertura ventilato e di un efficace ancoraggio di qualsiasi tipo di tegola.
Fra le pellicole, ci sono quelle impermeabilizzanti, in grado di svolgere una funzione di tenuta addizionale all’acqua, ma anche film di alluminio goffrato, il cui scopo principale è di riflettere il passaggio di calore proveniente dall’intradosso del manto di copertura, con un 30 per cento di riduzione rispetto a un tradizionale isolante termico, e di aumentare, nello stesso tempo, la resistenza a compressione del pannello stesso. Spesso, perfettamente integrati nelle lastre si trovano gli ancoraggi, in una vasta gamma, grazie alla quale è possibile prevedere il fissaggio degli elementi, raggiungendo inclinazioni di falda non consentite dalla posa tradizionale.
I vantaggi di questi pannelli integrati preformati sono, senza dubbio, numerosi: dalla velocità di posa grazie alla loro modularità, all’elevata leggerezza del pacchetto, dalla notevole resistenza a compressione, alla facile modellabilità con l’ausilio di semplici attrezzi e senza il ricorso a manodopera specializzata, con la conseguenza di una notevole riduzione degli sfridi durante la messa in opera.
In un discorso di più ampio respiro, bisogna sottolineare che all’utilizzo di componenti “a sistema”, come appunto i pannelli preformati, sono legati vantaggi correlati alla possibilità di previsione e di controllo del livello prestazionale offerto dal sistema stesso e di garanzia, attraverso tutta una serie di dispositivi che rendono più facili le operazioni di messa in opera, di rispondenza dell’opera alle prescrizioni di progetto.
È necessario, però, sottolineare che spesso il ricorso a sistemi industrializzati ha portato alla conseguenza, soprattutto nell’ambito delle coperture ventilate e non ventilate, di avere un maggior grado di vincolo indotto, accompagnato da una minore possibilità di introdurre delle modifiche o delle sostituzioni dei componenti previsti, perché questo comporterebbe al sistema di non funzionare correttamente.
Questa maggiore rigidezza è indicata come responsabile, in tutti i casi in cui la tecnologia del sistema non è stata compresa pienamente e sposata appieno, dei modesti risultati o comunque inferiori in relazione alle potenzialità che vengono, in teoria, offerte.