Sapere tecnico

5 novembre 2017

Un tetto 2.0 grazie agli schermi e le membrane traspiranti

Le normative tecniche riconosciute prevedono espressamente l’uso di SMT, importanti perché: 

• Sono una barriera efficace che scherma il calore e mette al riparo dall’umidità, fondamentale inoltre per mantenere costante il “clima” nei sottotetti destinati ad abitazione, perché sia l’isolamento termico sia la struttura del tetto devono essere protetti del tutto dall’umidità. -Sono uno schermo freno al vapore o uno schermo barriera al vapore che, applicati verso la zona abitativa, sono in grado di regolare e controllare la penetrazione nello strato isolante dell’aria umida presente nell’ambiente. 

• Sono uno schermo all’aria che, bloccando i flussi d’aria passanti attraverso i sistemi costruttivi, proteggono contro le perdite di calore e l’infiltrazione di aria fredda dall’esterno oltre che dall’umidità veicolata dall’aria. 

• All’esterno, una membrana impermeabile e traspirante impedisce invece che pioggia, neve e aria penetrino a livello dell’isolamento. 

• Nei tetti ventilati le camere di ventilazione assicurano l’espulsione dal sistema tetto del vapore acqueo rilasciato dalle membrane impermeabili e traspiranti, impedendo così che si formi della condensa a livello del tetto. 

• La camera di ventilazione vera e propria, che si trova al di sotto della membrana traspirante esterna, consente di espellere eventuali infiltrazioni di umidità generatasi all’interno del sistema tetto e provenienti dall’abitazione. 

• La camera di microventilazione sottotegola, creata dal sistema listello-contro listello e posta tra il manto di copertura e la membrana traspirante e impermeabile, garantisce l’aerazione della parte inferiore delle tegole oltre alla fuoriuscita del vapore acqueo rilasciato dalla membrana traspirante e impermeabile sottostante. 

• Nei tetti ad alta traspirazione, la camera di ventilazione interna può anche non essere prevista in quanto gli scambi di umidità presente avvengono direttamente attraverso le membrane impermeabili e ad alta traspirazione poste sopra e a diretto contatto dell’isolamento termico. 

Gli schermi e membrane traspiranti collaborano inoltre con gli impianti dell’edificio, consentendo di utilizzare in modo più calmierato riscaldamento e raffrescamento, grazie alla loro capacità di trattenere il calore d’inverno dall’interno, mentre dall’e sterno hanno la funzione di schermare dai raggi solari e quindi di mantenere l’edificio più fresco (anche di 2 gradi in meno). Gli accessori, inoltre, come bande adesive e colle sigillanti, consentono di intervenire sul già posato correggendo eventuali difetti di progettazione e/o posa, responsabili di ponti termici, condense e muffe che tanto sono coinvolte nella Sindrome dell’edificio malato. Questi geotessuti altamente tecnologici hanno anche un ruolo culturale e sociale perché contribuiscono alla salute delle persone. 

Le leggi della fisica insegnano che l’aria calda può contenere più vapore acqueo dell’aria fredda prima di raggiungere il livello di saturazione: per questo motivo, durante la stagione fredda, possono insorgere gravi problemi di condensa causati dal passaggio di rilevanti quantità d’aria umida attraverso le strutture esterne di un’abitazione. I processi di scambio sono di due tipi: convezione del vapore acqueo e diffusione del vapore acqueo. Se gli elementi costitutivi il sottotetto non garantiscono la tenuta ermetica, la differenza di pressione tra l’ambiente interno ed esterno l’abitazione causa una fuoriuscita d’aria. Ciò si può verificare, ad esempio, in presenza di aperture nelle giunzioni di schermi all’aria e al vapore, oppure attraverso i raccordi perimetrali a livello dei muri o degli elementi strutturali del tetto. 

L’aria calda che dall’interno si disperde attraverso il tetto si raffredda e l’umidità in essa contenuta, condensandosi, ristagna e danneggia l’isolamento del tetto stesso. Come dimostrato da varie ricerche, la quantità di vapore acqueo generato può facilmente raggiungere valori multipli del quantitativo smaltito per evaporazione. In caso di assenza di protezione dell’isolamento termico dall’interno del tetto, ad esempio con schermi freno o barriera al vapore, neppure un’elevata permeabilità al vapore acqueo dei sistemi costruttivi adottati potrebbe essere in grado di garantire un sufficiente smaltimento di tali quantità di umidità. Inoltre rilevazioni effettuate su coperture tradizionali hanno spesso evidenziato caratteristiche di scarsa ermeticità. Se si considera che la lunghezza totale dei giunti dei tetti, che è nettamente superiore a quella complessiva delle finestre, risulta evidente l’importanza di rendere ermetico un tetto ai fini del benessere abitativo e del risparmio energetico. 

Il flusso del vapore acqueo attraverso i giunti permeabili all’aria a livello del tavolato interno, dall’ambiente interno verso le intercapedini del tetto, con giunti di 1 mm di larghezza e 2 Pa di differenza di pressione è pari a 30 g/h (per metro di lunghezza dei giunti), con giunti di 5 mm di larghezza e 20 Pa di differenza di pressione è pari a 600 g/h (per metro di lunghezza dei giunti). Minime variazioni climatiche fra interno ed esterno provocano rilevanti flussi di vapore acqueo. Il passaggio di vapore acqueo per diffusione è un fenomeno tipico di tutti i materiali da costruzione, che dipende dalla differenza di pressione del vapore, un discorso analogo a quello dell’aria che tende a spostarsi da zone con temperatura più alta verso quelle più fredde. Il valore fondamentale caratteristico della diffusione del vapore acqueo viene espresso dal coefficiente adimensionale μ, che indica la resistenza al passaggio del vapore offerta dai materiali da costruzione rispetto a quella di riferimento dell’aria (dove naturalmente μ = 1). Il valore di diffusione del vapore di un materiale è rappresentato da uno strato d’aria di spessore Sd, con capacità di diffusione equivalente, e si calcola moltiplicando μ per lo spessore d (in metri) del materiale stesso: Sd = μ x d (m). Più questo valore è piccolo, più il materiale interessato è traspirante. 

In tetti ventilati il vapore acqueo che si forma deve essere evacuato attraverso la camera di ventilazione. Utilizzando un isolante termico conforme alle norme tecniche di Legge, una camera di areazione di 5,5 cm di spessore (Norma UNI 9460:2008), posta tra tavolato esterno e coibente, abbinata agli schermi e membrane traspiranti, risulta sufficiente per lo smaltimento del vapore acqueo prodotto. L’impiego di SMT fornisce un’ulteriore sicurezza di protezione dall’acqua, aria e polvere. A seconda delle esigenze verrà posto sotto l’isolamento termico uno schermo freno vapore o uno schermo barriera vapore, mentre sopra l’isolante una membrana altamente traspirante. Sul tavolato esterno verrà quindi posata una membrana impermeabile e traspirante per una tenuta sicura all’acqua, alla neve e all’aria. In tetti microventilati e non ventilati se si elimina la camera di ventilazione, sarà necessario posare a contatto diretto dell’isolamento termico una membrana altamente traspirante con caratteristiche aumentate di resistenza all’acqua, all’aria, al calore e ai raggi UV. Anche nel caso del tetto non ventilato si procederà, a seconda delle esigenze, con la posa di uno schermo freno vapore o di uno schermo barriera vapore, applicato opportunamente sotto l’isolamento. 

Chiaramente, la posa del solo schermo al vapore, anche se efficace, non è sufficiente per assicurare l’ermeticità all’aria di tetto e pareti. La mancata sigillatura delle sovrapposizioni, l’assenza di sistemi di raccordo ermetico in corrispondenza dei punti singolari (bordi laterali, abbaini e finestre, tubi di ventilazione, ecc.) possono portare al mal funzionamento dell’isolamento e a dispersioni energetiche significative. L’utilizzo di accessori idonei e di qualità professionale risulta pertanto indispensabile per ottenere un risultato perfetto, sinonimo di ermeticità all’aria secondo le normative in vigore. È indispensabile che tutte le zone di sormonto, risvolto e i raccordi degli SMT in corrispondenza degli elementi passanti del tetto siano sigillati con opportuni sistemi adesivi (bande integrate, nastri adesivi o collanti) prodotti in associazione agli SMT, secondo le modalità consigliate dal produttore di SMT, per una perfetta tenuta all’acqua, all’aria e al vento. 

Oltre all’obbligatorietà della marcatura DOP (Regolamento Europeo 305/2011), gli Schermi e Membrane Traspiranti (SMT) trovano un riscontro normativo, per quanto riguarda il campo applicativo, grazie alla Norma UNI 11470:2013 “Schermi e membrane traspiranti sintetiche – Definizione campo di applicazione e posa in opera”. La Norma introduce i criteri consigliati al progettista per la corretta scelta dei prodotti e la posa in opera a regola d’arte in funzione del tipo di applicazione prevista. Senza una corretta traspirazione, gli edifici avranno sempre problemi, anche minimi, di condensa e di conseguenza di prolificazione di batteri. 

Per questo la Norma UNI 11470 del 17 gennaio 2013 è stata quanto mai auspicata. Dopo oltre due anni di lavoro che ha visto impegnati i tecnici dell’Associazione Italiana Schermi e Membrane Traspiranti (AISMT) con la commissione UNI, il risultato è arrivato il 17 gennaio 2013 con la pubblicazione della Norma UNI 11470:2013 “Coperture discontinue - Schermi e membrane traspiranti sintetiche - Definizione, campo di applicazione e posa in opera”, concernente gli schermi e le membrane traspiranti, prodotti strategici e indispensabili per i nuovi sistemi costruttivi e per rispondere alle normative in materia di risparmio energetico. Fondamentali per proteggere gli edifici dal rischio di infiltrazioni di acqua in copertura, oltre a consentire una perfetta regolamentazione termo-igrometrica, gli schermi e le membrane traspiranti giocano un ruolo fondamentale anche nel controllo della diffusione del vapore, di tenuta all’aria e al vento, diventando così una soluzione ottimale per implementare l’efficienza energetica degli edifici. 

Lo scenario delle costruzioni italiane è quello di un’edilizia rivolta sempre più al risparmio energetico e alla sostenibilità ambientale. In questo contesto diventa fondamentale regolare e controllare il passaggio del vapore acqueo, affinché non possa condensare all’interno delle strutture e degli isolamenti mantenendo inalterate le prestazioni termiche degli stessi. Di fondamentale importanza è la protezione dell’involucro edilizio dall’acqua, possibile grazie alle caratteristiche di tenuta all’acqua tipiche degli schermi e delle membrane traspiranti. Anche la tenuta all’aria di questi materiali ha un ruolo chiave: garantisce un elevato risparmio energetico, fermando le perdite di calore, che sono una delle principali cause del peggioramento delle prestazioni energetiche degli edifici. L’utilizzo di questi prodotti, pertanto, diventa condizione sine qua non per i nuovi sistemi costruttivi e per gli isolamenti termici impiegati nel risparmio energetico, al fine di proteggerli dall’umidità. In questo contesto, la Norma UNI 11470 garantisce quindi la correttezza dell’impiego e della messa in opera necessari per poter realizzare un’opera a regola d’arte, limitando i danni spesso derivanti dalla “libera interpretazione” nell’utilizzo degli SMT. Nella stesura della nuova Norma si è dimostrata decisiva la collaborazione di AISMT grazie all’esperienza degli ingegneri e dei tecnici dei soci fondatori che, riuniti in un’apposita commissione scientifica, hanno unito le forze per studiare le differenti tipologie costruttive italiane e trovare le soluzioni corrette d’impiego e di posa a regola d’arte degli schermi e membrane traspiranti sintetiche. 

La grande diffusione in Italia degli schermi e membrane traspiranti di quest’ultimo decennio, ha inevitabilmente portato ad una tensione dell’offerta. Tensione che si è ripercossa proporzionalmente sulla qualità dei prodotti offerti, in particolare sulle materie prime impiegate così come, ad esempio, sulla massa areica (peso) degli stessi. Una riduzione della qualità, questa, che mette a serio rischio l’impiego di questi prodotti, in netta contrapposizione con le mutate condizioni atmosferiche, dalla tropicalizzazione delle piogge alla continua salita della temperature estive fino alla concentrazione dei raggi UV, che sottopongono gli SMT a un maggiore carico di lavoro. Oggi di fatto sono necessarie delle caratteristiche prestazionali aumentate rispetto al passato, in modo da mettere in sicurezza tetti e pareti, e garantire la longevità dei sistemi costruttivi interessati nel rispetto dell’ambiente e di una migliore efficienza energetica. L’analisi delle caratteristiche tecniche sono la base per una corretta valutazione degli schermi e membrane traspiranti. 

Gli SMT sono sottoposti agli standard delle norme armonizzate europee e testati secondo la EN 13984. In questo modo è possibile confrontare fra di loro le differenti performance dei prodotti disponibili sul mercato, soprattutto quelle dopo invecchiamento accelerato, atte a dimostrare la durabilità di un prodotto, la vera differenza fra prodotti che possono sembrare a prima vista identici ma che, grazie alle loro caratteristiche intrinseche, durano tanto quanto l’edificio e i relativi sistemi nei quali sono stati integrati. Da sempre la progettazione e lo sviluppo degli schermi e membrane traspiranti si prefigge di assolvere a due funzioni diametralmente opposte: la traspirabilità e l’impermeabilità. Gli SMT di ultima generazione, con caratteristiche di qualità aumentata, vengono realizzati pensando a rispondere nel medesimo tempo a carichi di lavoro maggiori rispetto al passato, sia in termini di traspirabilità per via del continuo aumento dello spessore degli isolanti, sia in quelli di impermeabilità dovuta alla tropicalizzazione delle piogge. 

La nuova sfida dell’efficienza energetica e della salvaguardia dell’ambiente impone di adottare nuove soluzioni, come gli schermi e membrane traspiranti, capaci di assicurare e migliorare le prestazioni dell’involucro edilizio rispetto ai sistemi tradizionalmente impiegati. Alta tecnologia, materie prime di valore, controllo dei processi di produzione in line, costante controllo di qualità sono le condizioni sine qua non per un’affidabile produzione di schermi e membrane traspiranti a qualità aumentata. Le differenti tipologie di SMT sono realizzate con diverse materie prime. Il polipropilene (PP) è una tra le più usate per le membrane traspiranti. A causa del peggioramento delle condizioni climatiche (bombe d’acqua, piogge tropicali, aumento delle temperature estive e dell’intensità delle onde elettromagnetiche), in questi ultimi anni sono state create e inserite nuove tipologie di SMT che grazie all’impiego di nuove tecnologie e materie prime, come quelle poliuretaniche o acriliche, offrono una maggiore sicurezza di impiego e di durata. 

Questi nuovi schermi e membrane traspiranti a qualità aumentata garantiscono caratteristiche superiori di impermeabilità, traspirabilità e durata nel tempo, necessarie ad affrontare le nuove sfide imposte dalle mutate condizioni ambientali. Proprio per questo motivo bisogna analizzare a fondo i prodotti da impiegare ed essere scrupolosi nella scelta degli stessi, facendo attenzione alla facile seduzione dei prodotti apparentemente più economici perché potrebbero nascondere insidie capaci di ripercuotersi gravemente sulla qualità finale dell’opera realizzata.