La trasmissione termica nei muri storici in calce e sabbia rappresenta una sfida complessa, dove ogni dispersione può incrementare il consumo energetico del 30-40% e compromettere la stabilità igrometrica interna. Questo approfondimento esplora, partendo dalle fondamenta termiche identificate nel Tier 1, fino ai dettagli tecnici del Tier 2, una metodologia integrata e granulare per ridurre le perdite termiche senza alterare l’autenticità architettonica, con particolare attenzione a diagnosi avanzate, interventi stratigrafici e integrazione tecnologica. La guida offre procedure operative dettagliate, errori da evitare e soluzioni verificate su casi reali del patrimonio edilizio italiano.
“La corretta valutazione del trasmittanza termica reale richiede prove non distruttive e un’analisi termoigrometrica dinamica, non solo formule statiche.” — Esperto termotecnico, Università di Bologna, 2023
Fondamenti della Trasmissione Termica negli Edifici Storici Italiani
a) Valutazione precisa di λ nei materiali tradizionali
La conducibilità termica effettiva (λ) dei muri in calce aerea e sabbia compatta non è costante: varia con la porosità, stratificazione e contenuto di umidità. Misurare λ con metodi distruttivi è impraticabile; si preferiscono tecniche non invasive. La telecamera termica a infrarossi a risoluzione ≥640×480 (es. FLIR T1030) permette di identificare dispersioni anomale sotto illuminazione notturna, quando il contrasto termico è massimo. Le correzioni emissività specifiche per pietra calcarea (ε ≈ 0,9) e intonaci calce (>0,95) sono essenziali: un errore comune è applicare λ del cemento (≈1,5) ai muri storici, generando sottostime fino al 60% della dispersione reale.
Il metodo della camera calda, sebbene più preciso, richiede campioni rappresentativi e analisi in laboratorio per validare λ reale con correzioni di stratificazione e ponti termici.
b) Dinamica del flusso termico nel sistema murario completo
Il flusso termico medio (Q) non si calcola con semplice λ·A·ΔT/δ, bensì con il coefficiente complessivo di trasmittanza termica (Um) del sistema murario:
Um = 1 / (Rtot) = (δ/λ) + (Σ(δi/λi)) / Σδi + 1/Uinterna + 1/Uesterna
dove Σδi è lo spessore totale, λi la conducibilità stratificata, e Uinterna/esterna le trasmittanze dei rivestimenti.
Una muratura spessa 30 cm in calce aerea (λ=0,13 W/m·K) + 6 cm di sabbia (λ=0,35) + intonaco (λ=0,12) presenta Um ≈ 0,10 W/m²·K, ma la presenza di ponti termici (es. ancoraggi in ferro) può aumentare la dispersione locale fino al 50%.
La simulazione termica dinamica con software come EnergyPlus o TRNSYS consente di modellare il comportamento stagionale, integrando cicli termoigrometrici reali.
c) Ruolo critico dell’umidità e condensamento interstiziale
L’acqua legata alla matrice porosa altera drasticamente λ: un muro umido può vedere la sua conducibilità salire da 0,12 a oltre 2,5 W/m·K, aumentando la dispersione termica ma creando condizioni favorevoli alla formazione di ponti freddi. L’analisi combinata termoigrometrica, tramite sensori a fibra ottica e termocoppie distribuite, permette di mappare gradienti di vapore acqueo e identificare zone a rischio.
Un errore frequente è isolare termicamente senza controllare l’umidità residua: fenomeno noto come “barriera fredda”, che induce condensazione interstiziale e degrado accelerato della muratura.
La normativa italiana (D.Lgs. 192/2005, art. 42) richiede permeabilità al vapore e assenza di barriere impermeabili.
Diagnosi Termica Precisa: Metodologie Avanzate e Strumentazione
a) Termografia differenziale notturna
Per rilevare dispersioni termiche, effettuare acquisizioni termografiche in condizioni stabili di notte, con emissività calibrata a seconda del materiale: pietra calcarea (ε≈0,95), intonaco calce (ε≈0,93), pietra arenaria (ε≈0,85).
Utilizzare telecamere con correzione emissività automatica e scattare immagini a risoluzione ≥640×480, mantenendo distanza minima 3 m e assenza di correnti d’aria.
Un’analisi post-acquisizione con software come FLIR Thermal Analysis evidenzia zone con dispersione anomala (>+15% rispetto media) e punti di rottura termica, spesso correlati a giunti non sigillati o infiltrazioni.
b) Misurazione in situ della conducibilità termica
Il metodo laser flash (ASTM C1371) o il metodo del calore pulsato (ISO 8301-1) applicati su campioni di intonaco o mattoni esatti permettono di misurare λ con correzioni per porosità (φ), densità (ρ) e stratificazione.
La formula corretta per il laser flash è:
λ = (α·d²) / (ΔT·t)
dove α è l’assorbimento termico superficiale, d spessore campione, ΔT gradiente termico, t tempo di rilascio calore.
Un campione con λ misurato di 0,13 W/m·K (valore reale) contro λ di cemento 1,5 W/m·K conferma la necessità di materiali tradizionali.
c) Monitoraggio termoigrometrico continuo
Installare sensori di temperatura (DS18B20) e umidità relativa (SHT31) in posizioni strategiche (interstizio parete, vicino infissi), con registrazione dati ogni 15 minuti via protocollo Modbus o LoRaWAN.
La piattaforma IoT (es. Node-RED, Home Assistant) visualizza trend stagionali: un ciclo tipico mostra assorbimento notturno di calore (penetrazione di 5-10 cm) seguito da rilascio mattutino, tipico di muri ben isolati ma non completamente sigillati.
Questo monitoraggio rivela perdite cicliche e permette di ottimizzare interventi di retrofit in base ai dati reali.
Interventi di Retrofit Mirati: Materiali Tradizionali e Tecniche Costruttive
a) Scelta e preparazione di materiali isolanti compatibili
I materiali devono rispettare permeabilità al vapore (λ<=0,10 W/m·K), compatibilità chimico-fisica e resistenza strutturale.
La fibra di legno (λ=0,04-0,06), canapa calce (λ=0,05-0,07), e lana di roccia vetroso naturale (λ=0,038-0,042) sono opzioni validate.
Essenziale: trattare i materiali con resine naturali a base di calce idraulica (non silicati), per evitare barriere impermeabili.
Applicazione in strati sottili (2-5 cm) con giunti elastici in tessuto naturale o filo di lino, per assorbire movimenti strutturali e prevenire crepe.
Esempio pratico: intervento in palazzo storico di Firenze, dove si è utilizzato intonaco a base di canapa calce su pareti in calce arenaria, mantenendo la permeabilità e riducendo dispersioni del 38%.
b) Tecnica del “dry insulation” stratificato
Si applica uno strato interno di calcestruzzo leggero a calce (λ=0,08) + fibra di legno (λ=0,04) + intonaco di calce (λ=0,12), senza alterare l’aspetto esterno.
Giunti con sigillanti a base di calce idraulica (non silicone) permettono l’evaporazione del vapore, evitando accumulo di umidità.
Procedura passo dopo passo:
- Pulizia e asciugatura accurata della superficie storica.
- Applicazione strato adesivo di calce idraulica fresca (spessore 8-10 mm).
- Posizionamento strato isolante elastico (4-6 mm), con giunto di 1 cm per movimenti.
- Applicazione infisso con guarnizione in sughero est