Tetti verdi e trasmittanza termica

Secondo appuntamento dedicato ai tetti verdi: capiamo come calcolare correttamente la trasmittanza termica e parliamo delle normative e delle stratigrafie. Inoltre, vediamo quali sono i vantaggi che presenta la copertura verde abbinata ad un impianto fotovoltaico in falda.

Come calcolare correttamente la trasmittanza termica dei tetti verdi

La norma UNI 11235:2015 “Istruzioni per la progettazione, l’esecuzione, il controllo e la manutenzione di coperture a verde” non fornisce purtroppo indicazione alcuna circa le modalità di calcolo della trasmittanza termica del terreno.
Pertanto, seguiremo il suggerimento del CTI. Utilizziamo la nota UNI EN ISO 6946:2018 “Componenti ed elementi per edilizia – resistenza termica e trasmittanza termica – metodi di calcolo” e ipotizziamo che il terreno sia uno strato facente parte della stratigrafia di una struttura (parete o solaio interpiano).
Per i valori di trasmittanza termica del tetto verde, il riferimento normativo sarà quindi relativo alla stratigrafia che sostiene la copertura. In generale si usa la UNI EN 13370:2018 “Prestazione termica degli edifici – Trasferimento di calore attraverso il terreno – Metodi di calcolo“. 

La norma UNI 8089:2012

La UNI 8089:2012 ha lo scopo di fornire la definizione, in termini funzionali, delle coperture e dei relativi elementi.
Definisce, in particolare, la copertura come unità tecnologica. La sua funzione è sigillare superiormente l’involucro edilizio, preservando l’edificio sottostante dalle precipitazioni.

Il sistema-tetto deve inoltre creare e garantire condizioni interne stabili, sia di natura termo-igrometrica che acustica. In questo modo contribuisce al benessere ambientale degli spazi antropizzati.

Le norme UNI 8187-1/2:2019

Le UNI 8178 Parte 1 e Parte 2 del 2019 distinguono le coperture tra continue e discontinue.

• Parte 1: Analisi degli elementi e strati funzionali delle coperture discontinue.
• Parte 2: Analisi degli elementi e strati funzionali delle coperture continue e indicazioni progettuali per la definizione di soluzioni tecnologiche.

Le norme UNI 8627-1/2:2019

Le UNI 8627 Parte 1 e Parte 2 del 2019 sono state scritte per distinguere, sempre restando del novero delle coperture continue e discontinue, tra quelle piane ed inclinate. Vediamo le differenze tra le varie coperture:

• piane orizzontali (pendenza < 1%) 
• sub-orizzontali (1% < pendenza < 5%)
• inclinate (pendenza > 5%)

Sulle coperture inclinate, con pendenza non superiore a 30°, è comunque possibile implementare un tetto verde, osservando accorgimenti specifici ed inserendo elementi accessori, atti a ridurre gli effetti della pendenza. I tetti piani, al contrario, richiedono la posa di un apposito strato drenante, che al contempo possa soddisfare le necessità della vegetazione e le esigenze di allontanamento delle acque meteoriche.

• Parte 1: Definizione e classificazione degli schemi funzionali, soluzioni conformi e soluzioni tecnologiche delle coperture discontinue.
• Parte 2: Definizione e classificazione degli schemi funzionali, soluzioni conformi e soluzioni tecnologiche delle coperture continue

La norma UNI 11235:2015

La UNI 11235:2015 stabilisce i “criteri di progettazione, esecuzione, controllo e manutenzione di coperture continue a verde, in funzione delle particolari situazioni di contesto climatico, di contesto edilizio e di destinazione d’impiego“.

Questa norma tecnica costituisce il riferimento più completo sui tetti verdi. Qui, infatti, vengono individuate le stratigrafie, il dimensionamento e le funzioni di ciascuno strato, affinché questa soluzione tecnologica sia funzionale e performante. Alcuni strati servono a garantire il corretto funzionamento del green roof, altri sono semplicemente considerati come strati accessori e dipendono strettamente dalle funzionalità specifiche dei singoli elementi costruttivi utilizzati e dal tipo di copertura su cui insistono.

La stratigrafia serve a creare le condizioni ideali allo sviluppo dello strato vegetale ed al contempo a soddisfare i requisiti prestazionali tipici delle coperture tradizionali.

La UNI 11235 divide le coperture verdi in estensive ed intensive. Le differenze tra le due tipologie riguardano soprattutto gli spessori colturali e le specie arboree impiegate.

La norma evidenzia, in particolare, la necessità di analizzare dal punto di vista climatico e territoriale le variabili che possono influenzare le specie vegetali utilizzabili nei differenti contesti climatici. La scelta delle essenze da impiegare in copertura, per una corretta progettazione del tetto verde, deve quindi considerare attentamente le caratteristiche peculiari del sito. Ad esempio: la temperatura media giornaliera dell’aria, l’escursione termica giornaliera e annua, l’umidità, le precipitazioni, il vento. Il software TERMOLOG ha già al suo interno tutte le norme aggiornate all’ultima versione.

Tetti verdi e trasmittanza termica: i vantaggi dell’abbinamento al fotovoltaico

I tetti verdi possono anche essere combinati con altri sistemi di produzione di energia rinnovabile, come l’installazione di pannelli fotovoltaici. In questo modo si aumenta notevolmente l’efficienza globale dell’edificio, poiché si auto-produce energia elettrica. Al tempo stesso si rendono i moduli FV più performanti, abbassandone la temperatura di esercizio.

Essi infatti non subiranno più surriscaldamenti. La luce solare verrà infatti attenuata dal manto erboso del green roof in luogo di essere riflessa sulla faccia posteriore dei moduli FV.
Inoltre, i cicli di micro-evaporazione dell’acqua prodotta dal verde sottostante i pannelli contribuiscono a mantenere l’aria circostante più fresca. Evitano di conseguenza che le temperature eccessive – soprattutto in estate – abbassino la resa dell’impianto.

Diversi produttori di pannelli fotovoltaici hanno registrato risultati interessanti. Un impianto fotovoltaico installato su tetti verdi ha una potenza generata migliore del 4-8% circa rispetto ad un impianto su tetto piano in muratura. Valori di assoluto rilievo.

Tetti Verdi, trasmittanza termica e precipitazioni atmosferiche

I tetti verdi gestiscono in maniera ottimale anche le precipitazioni meteoriche (pioggia, neve, grandine). Essi infatti rilasciano l’acqua piovana per evaporazione o evapotraspirazione e tendono a trattenere naturalmente le sostanze contaminanti presenti nella pioggia.
Questo abbassa localmente la temperatura dell’aria e la umidifica, mitigando notevolmente – come già scritto poco sopra – il fenomeno delle isole di calore.

L’azione di assorbimento è utilissima anche in caso di grandine. Il manto naturalizzato, fatto di terreno e strato vegetale, non subisce danneggiamento alcuno dagli impatti dei chicchi di ghiaccio della grandinata.
Nelle aree densamente urbanizzate, durante gli eventi precipitativi più intensi, le acque dilavanti non riescono a penetrare nel terreno. Questo è dovuto alla forte impermeabilizzazione delle pavimentazioni e dei sottofondi. Essi saturano in poco tempo le reti fognarie e di scarico/deflusso e si determinano pericolosi fenomeni di allagamento.
Se i tetti verdi fossero quindi una prassi più diffusa, potremmo certamente mitigare alcuni disagi conseguenti le cosiddette “bombe d’acqua”.

Approfondimenti

CTI: Simulazione dinamica di un tetto verde. Modello matematico ed esempio applicativo
ISPRA: Verde Pensile: prestazioni di sistema e valore ecologico
ENEA: Parametri fisico-tecnici delle specie vegetali utilizzate per la realizzazione di tetti e pareti verdi nelle regioni mediterranee, per la realizzazione di un data-base specifico da utilizzare in programmi di simulazione energetica degli edifici
ANIT: Prestazioni energetiche dei tetti verdi – Manuale di approfondimento Sett. 2020
U.S. EPA: Estimating the environmental effects of green roofs – Case study in Kansas City, Missouri
HAL Science: Performance Evaluation of Green Roof for Thermal Protection of Buildings In Reunion Island

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