BUILDING ENVELOPE ENGINEERING
Cos'è l'effetto camino e perché è importante per una facciata ventilata
L’effetto camino, o stack effect, è il fenomeno naturale che determina il movimento dell’aria all’interno della camera di ventilazione di una facciata ventilata.
Nella facciata ventilata, tra l’isolante e il rivestimento esterno viene mantenuta un’intercapedine d’aria collegata con l’esterno alla base e alla sommità dell’edificio. La differenza di temperatura dell’aria nella camera genera un movimento convettivo che favorisce la ventilazione naturale dell’intercapedine.
Il corretto funzionamento di questo spazio non dipende quindi soltanto dalla presenza di una cavità, ma anche dalla sua continuità, dalle aperture di ventilazione e dalla corretta progettazione dei nodi.
Come funziona l'effetto camino nella facciata ventilata
Il meccanismo può essere descritto attraverso una sequenza semplice:
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Il rivestimento esterno si riscalda
L'irraggiamento solare aumenta la temperatura del paramento esterno, in funzione del materiale, del colore, dell'esposizione e delle condizioni ambientali. -
L'aria nella camera si riscalda
Una parte del calore viene trasferita all'aria presente nell'intercapedine tra rivestimento e isolamento. -
L'aria calda tende a salire
La variazione di temperatura modifica la densità dell'aria e genera un movimento ascensionale all'interno della camera. -
L'aria viene richiamata dalla parte inferiore
L'aria esterna può entrare nella camera attraverso le aperture previste alla base della facciata. -
Il flusso prosegue verso la parte superiore
L'aria riscaldata risale lungo l'intercapedine e viene evacuata attraverso le aperture previste nella parte alta del sistema.
Il manuale VM identifica proprio l'apertura alla base come elemento funzionale alla libera immissione dell'aria per la ventilazione naturale per effetto camino.
Isolamento durante l'inverno
La presenza dello strato isolante all’esterno della parete ottiene il miglior risultato in termini di sfasamento e dispersione del calore prodotto internamente.
Protezione dagli agenti atmosferici
La presenza del paramento impedisce alla pioggia di raggiungere lo strato isolante evitando l’accumulo di umidità sulle pareti dell’immobile
Isolamento durante l'estate
La presenza di uno schermo distante dallo strato isolante abbatte la quota di calore per irraggiamento incidente sull’isolamento stesso.
Isolamento acustico
La corretta scelta del paramento aumento l’efficacia della parete in termini di trasmissione del rumore aereo all’interno dell’abitazione
La camera di ventilazione: uno spazio progettato, non un semplice vuoto
La camera d'aria è uno degli elementi caratterizzanti della facciata ventilata.
Il manuale VM descrive l'intercapedine come uno spazio tra isolamento e rivestimento, a contatto con l'esterno alla base e alla sommità, che permette la ventilazione naturale.
Per questo motivo la camera deve essere considerata come parte integrante del sistema di involucro.
La progettazione deve tenere conto, tra gli altri aspetti, di:
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continuità dell'intercapedine;
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dimensione della camera;
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aperture di ingresso e uscita dell'aria;
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griglie e reti antinsetto;
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interruzioni determinate dalla geometria dell'edificio;
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parapetti e altri elementi aggettanti;
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imbotti e raccordi;
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attraversamenti impiantistici;
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chiusure e scossaline;
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gestione dell'acqua meteorica.
Un dettaglio apparentemente secondario può quindi modificare il comportamento della camera.
Isolamento durante l'inverno
La posizione dell'isolamento sul lato esterno della parete contribuisce alla gestione dello scambio termico dell'involucro e alla riduzione delle dispersioni. Il manuale VM identifica il posizionamento esterno dell'isolante come elemento importante per il comportamento termico della parete.
La camera ventilata completa il sistema creando uno spazio separato tra isolamento e rivestimento.
È importante però non attribuire alla sola ventilazione della camera prestazioni energetiche che dipendono dall'intero pacchetto di involucro.
Isolamento, rivestimento, camera ventilata, supporto e dettagli devono essere valutati come sistema.
Protezione dagli agenti atmosferici
Il rivestimento esterno costituisce uno schermo nei confronti degli agenti atmosferici.
La facciata ventilata deve essere progettata affinché eventuali infiltrazioni o penetrazioni d'acqua possano essere gestite senza compromettere il comportamento dell'involucro.
La camera ventilata contribuisce inoltre all'asciugatura e alla gestione dell'umidità presente nello spazio retrostante il rivestimento. Il manuale VM attribuisce alla facciata ventilata anche la funzione di proteggere la parete retrostante dall'acqua e di ridurre le condizioni favorevoli alla formazione di condensa sulla sua superficie.
Questo non significa che una facciata ventilata renda automaticamente impermeabile l'intero involucro: la gestione dell'acqua dipende dalla corretta progettazione dei giunti, dei raccordi, delle chiusure e dei dettagli costruttivi.
Isolamento durante l'estate
Durante il periodo estivo, il riscaldamento del rivestimento può aumentare la temperatura dell'aria presente nella camera.
L'aria calda tende quindi a risalire e a essere espulsa nella parte superiore della facciata, favorendo il ricambio dell'aria nell'intercapedine.
Il manuale VM descrive proprio questo comportamento: il flusso convettivo nella camera permette all'aria surriscaldata di essere espulsa verso la sommità dell'edificio.
La prestazione complessiva dell'involucro dipende comunque da numerosi fattori, tra cui caratteristiche del rivestimento, isolamento, esposizione, geometria della camera e configurazione dei dettagli.
Isolamento acustico
La prestazione acustica di una facciata non dipende dall'effetto camino in sé.
Dipende dalla stratigrafia complessiva dell'involucro, dalle caratteristiche dei materiali, dalla massa e dalla conformazione degli strati, oltre che dalla corretta gestione dei nodi e delle discontinuità.
Il manuale VM considera infatti la scelta del rivestimento e della stratigrafia come elementi che contribuiscono alla prestazione della parete rispetto alla trasmissione del rumore aereo.
Per questo motivo è più corretto parlare di prestazione acustica della facciata ventilata come sistema, senza attribuirla direttamente all'effetto camino.
Effetto camino della facciata ed effetto camino dell'edificio: non sono la stessa cosa
È importante distinguere due fenomeni che vengono spesso indicati con lo stesso termine.
Effetto camino nella facciata ventilata
Avviene principalmente all'interno della camera d'aria della facciata.
È legato alla differenza di temperatura dell'aria nella cavità e contribuisce alla ventilazione naturale dell'intercapedine.
È un fenomeno direttamente legato alla progettazione della facciata ventilata.
Effetto camino dell'edificio
Riguarda invece il comportamento dell'edificio nel suo complesso.
La differenza di temperatura tra interno ed esterno può generare differenze di pressione lungo l'altezza dell'edificio, influenzando i flussi d'aria attraverso le aperture e le discontinuità dell'involucro.
È un fenomeno diverso da quello che avviene nella camera della facciata.
Non devono quindi essere confusi.
E la tenuta all'aria dell'edificio?
La tenuta all'aria è un tema importante per l'involucro edilizio, ma deve essere trattato separatamente dalla ventilazione della camera della facciata.
Una facciata ventilata deve consentire il corretto movimento dell'aria nella propria intercapedine, mentre gli strati che delimitano gli ambienti interni devono garantire la continuità delle prestazioni richieste all'involucro.
Il Blower Door Test è uno strumento utilizzato per valutare la tenuta all'aria dell'edificio e individuare eventuali infiltrazioni attraverso l'involucro.
Non è invece una prova per verificare il funzionamento dell'effetto camino della camera ventilata.
La distinzione è importante:
La camera della facciata deve essere ventilata.
L'involucro interno deve essere progettato per controllare i passaggi d'aria indesiderati.
Sono due condizioni diverse, che devono essere gestite nei rispettivi strati e dettagli costruttivi.
Il ruolo dei dettagli costruttivi
Il comportamento della camera ventilata non può essere valutato soltanto osservando una sezione teorica della facciata.
Nella realtà dell'edificio esistono numerosi punti nei quali la continuità della camera può essere modificata:
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finestre e porte;
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parapetti;
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balconi;
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angoli;
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cambi di materiale;
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attraversamenti impiantistici;
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griglie;
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scossaline;
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chiusure superiori;
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raccordi con copertura e basamento.
Per questo il dettaglio costruttivo deve essere sviluppato considerando contemporaneamente ventilazione, protezione dall'acqua, fissaggio, dilatazioni e durabilità.
Il manuale VM dedica infatti particolare attenzione all'“Arte dei dettagli”, considerando i nodi della facciata elementi fondamentali per qualità, prestazioni e durabilità.
L'effetto camino come parte del progetto della facciata
L'effetto camino non deve quindi essere considerato come un fenomeno che “fa funzionare da solo” una facciata ventilata.
È una conseguenza fisica della presenza di una camera d'aria collegata all'esterno e soggetta a differenze di temperatura e pressione.
Il compito della progettazione è governare le condizioni nelle quali questo fenomeno si sviluppa, verificando geometria, aperture, continuità della camera e interferenze con gli altri elementi dell'involucro.
Una facciata ventilata correttamente progettata non è semplicemente una parete con un'intercapedine.
È un sistema nel quale rivestimento, fissaggi, sottostruttura, isolamento, camera ventilata e dettagli costruttivi devono lavorare insieme.
Conclusioni: progettare la ventilazione, non soltanto l'intercapedine
L'effetto camino è uno dei fenomeni fisici che caratterizzano il comportamento di una facciata ventilata.
Ma il suo corretto funzionamento dipende dalla qualità dell'intero sistema.
La domanda corretta non è quindi:
“Quanto deve ventilare una facciata?”
ma:
“Come deve essere progettata la camera di ventilazione in relazione all'edificio, al rivestimento e ai suoi dettagli?”
È qui che rilievo, progettazione, ingegnerizzazione e controllo dei nodi diventano parte dello stesso processo.
La ventilazione della facciata non è un effetto da lasciare al caso. È una condizione del sistema che deve essere prevista e governata già in fase di progettazione.
