Isolamento termico: le scelte che si vedono in facciata

L'isolamento termico è l'insieme degli strati che riducono il passaggio di calore attraverso l'involucro di un edificio, e in facciata può diventare visibile, soprattutto con l'isolamento esterno: quando si aggiungono 12 o 16 centimetri a una parete, cambiano la profondità delle finestre, il rapporto fra pieno e vuoto, le ombre sotto i davanzali e l'attacco a terra.

Questo articolo parte dalla fisica, ma arriva dove di solito i manuali si fermano: al disegno e all'immagine. Non troverà qui un confronto fra marche di pannelli né una guida alla posa. Su quello la rete è già piena. Quello che manca, e che è utile chiarire quando arriva in studio un progetto di riqualificazione, è una risposta a una domanda semplice: se il pacchetto di parete cresce, che cosa succede alla facciata che dovremo mostrare? La risposta dipende dal sistema scelto, ed è diversa per il cappotto, per la facciata ventilata, per l'intercapedine, per l'isolamento interno e per il tetto.

Le immagini qui sotto sono nostri render, non fotografie di cantiere. Le abbiamo scelte perché mostrano proprio i punti di cui parliamo: spallette profonde, balconi passanti, zoccoli in pietra, rivestimenti su intercapedine, coperture.

Isolamento termico: che cosa cambia davvero in facciata

La regola è questa: ogni centimetro di isolante aggiunto all'esterno si ritrova in facciata come spessore, e lo spessore si vede nei fori. Un muro che passa da 30 a 46 centimetri non cambia aspetto sulla superficie piana, perché intonaco resta intonaco. Cambia dove la superficie si interrompe: alle finestre, alle porte, ai balconi, alla base e alla gronda.

È per questo che due edifici con lo stesso colore e lo stesso intonaco possono sembrare uno «leggero» e l'altro «massiccio». Nel primo il serramento è a filo della facciata, l'ombra della spalletta è di pochi centimetri, il davanzale sporge appena. Nel secondo la finestra è arretrata di 15 o 20 centimetri, la spalletta proietta un'ombra netta, il davanzale è un elemento a sé. Nessuno dei due è sbagliato. Ma sono due edifici diversi, e chi progetta deve scegliere quale dei due sta disegnando prima che la scelta venga fatta dall'impresa.

Le grandezze che decidono il disegno: U, ponte termico, sfasamento, condensa

Quattro numeri governano un pacchetto isolante, e ognuno ha una conseguenza visibile. Vale la pena conoscerli anche se non è un termotecnico, perché sono loro a decidere spessori e nodi, cioè le due cose che poi finiscono in un'immagine.

Trasmittanza U

La trasmittanza U, in W/m²K, dice quanta potenza attraversa un metro quadrato di parete per ogni grado di differenza fra dentro e fuori. Più è bassa, meglio la parete isola. Si calcola come inverso della resistenza termica totale, ottenuta sommando le resistenze degli strati e quelle superficiali, e la resistenza di uno strato è il suo spessore diviso la conducibilità λ del materiale. Da qui viene il legame diretto fra prestazione e spessore: a parità di λ, dimezzare U significa quasi raddoppiare l'isolante.

Un esempio concreto. Una parete degli anni Settanta a doppia fodera con intercapedine vuota ha una U attorno a 1,1 W/m²K. Aggiungendo 12 cm di EPS con λ 0,036 si somma una resistenza di circa 3,3 m²K/W e la U scende a circa 0,24 W/m²K. Sono i 12 cm che poi ritrova in ogni spalletta.

Ponte termico

Il ponte termico è una zona dell'involucro in cui materiali o geometria aumentano il flusso di calore, anche se l'isolamento è continuo: il balcone passante, il davanzale in pietra che attraversa tutto il muro, il cordolo del solaio, la spalletta della finestra lasciata nuda. In un edificio ben isolato i ponti termici possono pesare quanto le pareti stesse, e possono favorire la formazione di muffa negli angoli. Per questo il cappotto «risvolta» nelle spallette e i balconi nuovi vengono staccati dal solaio con elementi portanti isolati.

Sfasamento e inerzia

Lo sfasamento è il ritardo, in ore, con cui il picco di calore esterno arriva sulla faccia interna della parete. Dipende dalla massa e dalla capacità termica degli strati, non solo dalla loro resistenza. Un tetto leggero con 14 cm di isolante a bassa densità può avere una U ottima e uno sfasamento di poche ore: alle quattro del pomeriggio il caldo di mezzogiorno è già nella mansarda. Per questo nei climi italiani gli isolanti densi, come la fibra di legno, si scelgono soprattutto in copertura.

Condensa interstiziale

La condensa interstiziale si forma quando il vapore che attraversa la parete incontra, dentro il pacchetto, una temperatura inferiore al punto di rugiada. La verifica si fa con il metodo di Glaser secondo la UNI EN ISO 13788, e il risultato decide dove va la barriera o il freno al vapore. Non si vede in facciata, ma decide se un sistema è ammissibile: è il motivo per cui l'isolamento dall'interno è il più delicato dei cinque.

Cappotto termico: 10–20 cm che ridisegnano ogni foro

Il cappotto, o sistema ETICS, è isolante fissato alla parete esistente con adesivo, tasselli o una combinazione dei due, secondo il sistema, rasato con rete e finito a intonaco. È un sistema impiegato nelle riqualificazioni in Italia, e gli spessori correnti vanno da 10 a 20 cm. È anche il sistema che cambia di più la facciata, proprio perché copre tutto con la stessa pelle continua e rende ogni discontinuità un problema di disegno.

I punti in cui il cappotto decide l'aspetto dell'edificio sono cinque.

• Le spallette delle finestre. Il foro esistente si restringe di 2–3 cm per lato, perché l'isolante deve risvoltare fino al telaio per chiudere il ponte termico. La spalletta diventa profonda quanto il cappotto più il risvolto, e l'ombra che proietta cambia con l'orientamento: a sud è una linea netta a mezzogiorno, a nord è una gradazione morbida.
• I davanzali. Quelli in pietra che passano da dentro a fuori vanno tagliati o coperti, e il nuovo davanzale sporge dal cappotto di almeno 3–4 cm con un gocciolatoio. In facciata compare una linea orizzontale che prima non c'era, o che era molto più sottile.
• La zoccolatura. Nei primi 30–50 cm dal terreno l'isolante cambia: si usa XPS o un EPS a bassissimo assorbimento d'acqua, con una finitura più resistente. La base dell'edificio si legge quasi sempre come una fascia diversa, per materiale o per colore.
• La posizione del serramento. Se la finestra viene sostituita insieme al cappotto, può essere portata verso l'esterno, in mezzeria del pacchetto o a filo dell'isolante. Ogni posizione ha una diversa profondità di spalletta e, per il render, un diverso rapporto fra vetro e ombra.
• I balconi passanti. Sono il ponte termico più difficile. Si isolano sopra e sotto, con spessori ridotti, e la soletta appare più spessa; oppure si ricostruiscono con connettori termici. In facciata il bordo del balcone diventa un elemento più massiccio.

Facciata ventilata: lo spessore diventa disegno

Nella facciata ventilata l'isolante è fissato alla parete e protetto da un rivestimento esterno distanziato, con una camera d'aria in mezzo. Lo spessore totale è maggiore di quello di un cappotto equivalente, perché alla lastra isolante si sommano la camera, di solito 3–5 cm, e la sottostruttura. La differenza sostanziale sta nel fatto che questo spessore non viene nascosto: viene disegnato.

Il rivestimento, in gres, laminato, metallo, fibrocemento o legno, ha un formato, una fuga, un ordine di posa, e questi elementi diventano la trama della facciata. Le finestre non hanno più una spalletta intonacata ma un imbotte, spesso in lamiera piegata, che mostra apertamente la profondità del pacchetto. Le testate dei balconi e le gronde ricevono un profilo di chiusura. Tutto è più esplicito, e per questo più facile da rendere: la geometria fa il lavoro che nel cappotto fa la luce radente.

Abbiamo dedicato a questo sistema un articolo a parte, Facciata ventilata: come funziona, pro e contro rispetto al cappotto, che va letto come testa di questo gruppo di temi: qui ci limitiamo a quello che il sistema cambia rispetto agli altri quattro. In sintesi: la facciata ventilata può contribuire al controllo degli apporti termici estivi, secondo la stratigrafia e la ventilazione, costa di più, e trasforma il tema dello spessore da problema da nascondere a linguaggio del progetto.

Isolamento in intercapedine: la facciata non cambia, il nodo sì

Molte case italiane fra gli anni Sessanta e gli anni Novanta hanno una muratura a doppia fodera con un'intercapedine vuota di 5–10 cm. L'isolamento in intercapedine riempie quel vuoto con materiale insufflato o con pannelli, e ha un vantaggio evidente: la facciata resta com'è. Nessuno spessore aggiunto, nessuna spalletta da ridisegnare, nessun davanzale da rifare.

Il limite è altrettanto evidente. Lo spessore disponibile è quello che c'è, e con 6 cm di intercapedine non si arriva ai valori di U che un cappotto raggiunge con 14. Restano inoltre tutti i ponti termici di partenza: cordoli, pilastri in facciata, spallette. In un edificio in cui l'intercapedine è continua e i cordoli sono già rivestiti è una soluzione onesta e poco invasiva; in un telaio in cemento armato a vista lascia esattamente le zone fredde che si vedono nelle termografie.

Per l'immagine, questo è il caso più semplice e allo stesso tempo il più ingannevole: la facciata «dopo» è identica alla facciata «prima», e l'unico modo di raccontare l'intervento è la sezione, con il pacchetto e i nodi esplosi. Un render di esterno da solo non dice nulla.

Isolamento dall'interno: quando la facciata non si può toccare

L'isolamento dall'interno si applica sulla faccia interna delle pareti perimetrali, con pannelli accoppiati a cartongesso, con intonaci isolanti o con controparete a telaio. Si sceglie quando l'esterno non è disponibile: facciate vincolate, centri storici, edifici in cortina di mattoni o pietra a vista, condomini in cui l'assemblea non approva il cappotto ma il singolo proprietario vuole intervenire.

È il sistema con più controindicazioni fisiche. La muratura resta fredda, quindi ogni solaio e ogni parete interna che si innesta sul perimetro diventa un ponte termico; il vapore che migra verso l'esterno trova la parete fredda subito dietro l'isolante, e la verifica di Glaser è quasi sempre il punto critico. Per questo si preferiscono materiali capillarmente attivi, come il silicato di calcio o la fibra di legno con intonaco d'argilla, o in alternativa un freno al vapore ben sigillato.

In facciata non cambia niente, e questo è il motivo per cui viene scelto. Cambia dentro: si perdono 6–10 cm per lato, le spallette interne delle finestre si approfondiscono, il davanzale interno va rifatto. In un render di interno questi centimetri si vedono nel rapporto fra la finestra e la parete, ed è un errore frequente modellare la stanza con le misure del rilievo dimenticando la controparete.

Copertura e tetto: dove l'estate si gioca

Il tetto è la superficie che riceve più radiazione, e in Italia può contribuire al surriscaldamento estivo dei piani alti. Le tre configurazioni correnti sono l'isolamento sull'estradosso del solaio di sottotetto non abitato, l'isolamento sopra la falda sotto il manto, e l'isolamento fra i travetti dall'interno. Ognuna ha una conseguenza sul disegno.

L'isolamento sopra la falda alza il manto di 14–20 cm: la linea di gronda si sposta, il frontalino si ispessisce, e se il tetto è ventilato compare un'aerazione in gronda e in colmo. Sono dettagli che in un prospetto di riqualificazione cambiano la proporzione fra parete e tetto, e in un render da strada si leggono nella profondità della gronda e nell'ombra che proietta sulla facciata.

Sul tetto conta più che altrove lo sfasamento. È qui che la fibra di legno ad alta densità, il sughero e i pannelli in lana di roccia densa danno il meglio, mentre EPS e PIR, ottimi in trasmittanza, spostano poco il picco. Un progettista che indica 16 cm di fibra di legno sopra la falda al posto di 10 cm di PIR non sta sbagliando: sta comprando ore di ritardo del caldo, e le paga con una gronda più alta.

Materiali isolanti a confronto: λ, spessore, fuoco, vapore, estate

La tabella riassume sei materiali isolanti impiegati in Italia. La conducibilità λ è indicata come intervallo dichiarato dai produttori, perché varia con la densità e la formulazione. Lo spessore indicativo è calcolato per aggiungere una resistenza di circa 4 m²K/W, che porta una parete esistente mediocre a una U attorno a 0,22–0,25 W/m²K; è un'aritmetica, non un progetto. La classe di reazione al fuoco si riferisce al materiale nudo e cambia con la finitura e il sistema.

Due letture della tabella. La prima: lo spessore per la stessa prestazione oscilla fra 9 e 18 cm, e questo è il margine che il progettista ha per decidere quanto profonde saranno le spallette. La seconda: lo spessore minimo non determina da solo il comfort estivo o il comportamento al vapore, che vanno valutati sul pacchetto completo.

Le norme dopo il Superbonus: che cosa resta

La stagione del Superbonus si è chiusa, e con lei la logica per cui l'isolamento veniva dimensionato sul salto di classe energetica invece che sul comfort. Restano in vigore i requisiti minimi di prestazione energetica del DM 26 giugno 2015, che fissano i limiti di trasmittanza per zona climatica e per tipo di intervento, e la certificazione APE che ne misura l'esito. I valori esatti dipendono dalla zona e dal tipo di intervento: prima di scriverli in una relazione, il termotecnico li verifica sull'allegato aggiornato, e noi in studio non li citiamo a memoria.

Per gli appalti pubblici si aggiungono i Criteri Ambientali Minimi per l'edilizia, che orientano la scelta verso materiali con contenuto riciclato e con dichiarazioni ambientali di prodotto. È una delle ragioni per cui lana minerale, fibra di legno e sughero compaiono sempre più spesso nei capitolati pubblici accanto all'EPS. Sul piano europeo la direttiva sulla prestazione energetica degli edifici, la cosiddetta «case green», spinge verso obiettivi di riduzione dei consumi del parco residenziale nel prossimo decennio: i dettagli attuativi in Italia sono ancora in definizione, e questo è il motivo per cui non troverà qui scadenze precise.

Come si mostra l'isolamento in un render

Un render non mostra l'isolante. Mostra le sue conseguenze, e se le conseguenze mancano l'immagine racconta un edificio che non esiste. Nel nostro studio, quando arriva un progetto di riqualificazione energetica, controlliamo sei cose prima di aprire il software.

1. La profondità delle spallette. È il segnale più forte dello spessore. Con un cappotto da 14 cm e serramento in mezzeria, la spalletta esterna è di 15–20 cm: a mezzogiorno di un giorno sereno l'ombra interna al foro può coprire una parte del vetro, secondo orientamento, stagione e geometria. Modellare la finestra a filo, come nel rilievo, produce una facciata piatta che nessun cantiere restituirà.
2. Le linee d'ombra. Davanzali, marcapiani, testate dei balconi e gronde sporgono di più dopo l'intervento. In un render con sole radente queste sporgenze diventano linee scure orizzontali che scandiscono la facciata; con cielo coperto spariscono. Scegliamo l'ora in base a quello che il progetto vuole mostrare.
3. Lo zoccolo. La fascia bassa cambia materiale o colore quasi sempre. Una facciata resa con lo stesso intonaco fino al marciapiede è, nella maggior parte dei casi, un errore di lettura del progetto.
4. Il colore del cappotto e la grana reale. La grana di un intonaco su cappotto dipende dalla finitura scelta, e sono disponibili anche superfici lisce, e i colori scuri sono limitati per il surriscaldamento della superficie: molti sistemi fissano un indice di riflessione minimo. Un intonaco liscio color antracite è rappresentabile solo se la finitura e il colore sono previsti dal sistema scelto. Usiamo campioni reali di finitura, e chiediamo il codice colore del produttore, non un riferimento generico.
5. La coerenza fra facciata e sezione. Se il tetto è isolato sopra la falda, la gronda del render deve essere alta quanto quella della sezione. Se i balconi sono stati rifatti con connettori, il loro spessore in facciata è quello nuovo. Confrontiamo il modello con i nodi prima di illuminare la scena.
6. L'immagine «prima e dopo». Nella riqualificazione può aiutare un'assemblea di condominio a visualizzare l'intervento accanto ai dati tabellari. Funziona solo se le due viste hanno la stessa camera, la stessa ora e la stessa vegetazione: cambia solo l'edificio. Su questo tipo di lavoro il nostro servizio di rendering esterni parte proprio dal modello dello stato di fatto.

Un caso a parte è il serramento. Il suo posizionamento nel pacchetto, la larghezza del telaio a vista dopo il risvolto del cappotto, il colore e la sezione del profilo decidono la faccia dell'edificio più di quanto lo decida l'intonaco. Per i produttori questo significa che una singola vista di facciata mostra il loro prodotto in contesto; è il motivo per cui lavoriamo con produttori di serramenti anche su immagini che, a prima vista, sembrano di pura architettura.

Che cosa ci serve dal progettista per rendere un involucro isolato

Per rendere correttamente un edificio isolato servono tre documenti, e nessuno dei tre è la vista di facciata. Li chiediamo all'inizio, per limitare la necessità di ricostruirli a posteriori.

• La stratigrafia di ogni parete e della copertura. Strati, spessori, materiale della finitura e sua grana. Da qui ricaviamo lo spessore totale e quindi la profondità di ogni foro.
• I nodi in scala. Almeno quattro: spalletta e davanzale della finestra tipo, attacco a terra con lo zoccolo, gronda, balcone. Sono i punti in cui l'immagine viene giudicata da chi conosce il cantiere, e sono i punti in cui un modello «a filo» sbaglia.
• L'abaco dei serramenti e delle finiture. Posizione del serramento nel pacchetto, colore RAL o codice del produttore per profili e intonaco, materiale di davanzali e imbotti. Senza abaco il render usa un grigio e un bianco generici, e il risultato somiglia a un rendering di concorso, non a un progetto esecutivo.

Con questi tre documenti il modello viene costruito una volta sola e regge tutte le viste: la facciata da strada, il dettaglio ravvicinato della spalletta, la sezione prospettica con il pacchetto esploso, l'immagine prima e dopo. Chi progetta in legno conosce già questa disciplina, perché nelle case in legno l'isolante è parte della struttura fin dal primo disegno; nella riqualificazione di un edificio in muratura la stessa disciplina va introdotta, ed è il nostro primo lavoro.

Un'ultima nota di pratica. Rendering e modellazione partono da 39 € all'ora, da 30 € in abbonamento; per la sezione prospettica di un pacchetto isolante, il tempo dipende anche dalla complessità della modellazione dei nodi. Dim Kuzmenko e Alexandr Kasperovich, che hanno fondato lo studio, hanno una regola su questo: se il committente non ha ancora i nodi, meglio disegnarli insieme prima, che rifare la facciata dopo.