Uno dei principali dubbi da parte di progettisti e clienti a proposito delle strutture tessili riguarda il comfort termico che può essere ottenuto all’interno di uno spazio chiuso per la quasi totalità da telo. Questo breve articolo offre una panoramica riguardo alle strategia di ottimizzazione del benessere termico per le tensostrutture e ha l’obbiettivo di fungere da supporto ai progettisti nelle primissime fasi di progettazione e di concept.

Isolamento termico

In edilizia si definisce isolamento termico la capacità di ridurre il flusso termico di calore scambiato con l’ambiente esterno. Questo compito è affidato all’involucro esterno dell’edificio che deve presentare adeguate caratteristiche di resistenza termica e accorgimenti volti ad eliminare ogni possibili ponte termico.

L’isolamento termico di un determinato materiale è misurato dalla sua conducibilità termica ed ha come unità di misura il ?, espresso in W/mK. Nel caso di un elemento costruttivo nel suo insieme si parla di trasmittanza K o U espressa in W/m2K. A minori valori di ? e K corrisponde un miglior comportamento isolante del materiale e dell’elemento costruttivo.

I ponti termici, oltre ad essere aree caratterizzate da una maggiore dispersione di calore,  rappresentano un punto critico per eventuali problemi di condensa con conseguenti problemi legati all’insorgere di muffe o al progressivo deterioramento degli elementi strutturali e di tamponamento.

Nel caso di strutture in tessuti poliestere/PVC a telo singolo, le scarse proprietà isolanti del materiale di base (? tendenzialmente alto) si sommano al ridotto spessore dell’elemento costruttivo ( 1mm) e alla mancanza di strati isolanti (o intercapedini d’aria).

Il risultato è un involucro caratterizzato da un’alta dispersione di calore dovuto a valori di trasmittanza eccessivamente alti.

Inerzia Termica

Un problema piuttosto ricorrente nel caso di strutture leggere in tessuti Poliestere/PVC è quello di una ridotta inerzia termica. Considerata l’estrema leggerezza del sistema d’involucro, infatti, la struttura non è in grado di assorbire calore nelle ore più calde della giornata per poi rilasciarlo nelle ore più fredde.

L’effetto principale è quello di veloci sbalzi termici delle condizioni interne dovute ad un rapido rannuvolamento/rasserenamento o al semplice tramontare del sole.

L’aumento dell’inerzia termica e il raggiungimento di un adeguato livello di sfasamento termico può essere raggiunto tramite l’impiego di strati isolanti in materiale fibroso in grado di sfasare l’onda termica riducendo cosi gli sbalzi termici nell’ambiente interno. Nel caso di tensostrutture o pressostutture, non potendo avvalersi del contributo dei suddetti materiali, si può solamente contare sulla realizzazione di sistemi multilayer al fine di sfruttare le proprietà di isolamento e ventilazione garantite dall’aria interposta tra i vari strati.

Schermatura termica

Sistemi a bassa inerzia termica sono generalmente maggiormente esposti a problemi di surriscaldamento estivo dovuto alla radiazione diretta del sole sulla struttura e ad un rapido raffreddamento notturno e/o invernale, dovuto alla veloce dispersione del calore interno. Al fine di garantire un adeguato comfort interno esistono trattamenti superficiali definiti basso emissivi (low-e) che, se applicati nel modo corretto, possono portare notevoli vantaggi in termini di risparmio energetico, sia in estate che in inverno.

Nel caso estivo, gli apporti termici possono essere considerevolmente ridotti, da un lato, riducendo il fattore solare (G) e, dall’altro, riducendo l’emissività della superficie dell’involucro che, specialmente in pieno sole, potrebbe raggiungere temperature molto elevate con il conseguente trasferimento di calore all’interno per irraggiamento. Allo stesso modo, nel caso invernale una finitura basso emissiva permette di “trattenere” il caldo interno della struttura stessa.

Di seguito vengono riportati alcuni schemi che illustrano le propreità di materiali trattati con finiture basso emissive.

Finiture basso emissive influenzano direttamente la trasmittanza che, nel caso di sistemi a doppio layer si riduce quasi ad un terzo rispetti ai valori standard riferiti a membrane non trattate.

Fonte: Ferrari Textile.

Strategie di migioramento del comfort termico

Come precedentemente identificato, tra le varie strategie di miglioramento del comfort interno di una struttura tessile, la più efficace è l’applicazione di un involucro multistrato. Solitamente, ogni strato adempie ad una specifica funzione e la combinazione di due o più layer risulta in un netto miglioramento delle prestazioni termiche dell’intero involucro.

La scelta riguardo ai materiali da combinare, la loro distanza e il comportamento dell’aria nelle intercapedini tra di essi varia a seconda delle prestazioni che si vogliono ottenere, del clima e localizzazione dell’edificio (per esempio se esposto a venti, ombreggiato etc…) e degli eventuali impianti di riscaldamento/raffrescamento previsti.

Nonostante l’argomento sia complesso e difficilmente esauribile senza entrare nello specifico di casi studio, si possono definire due approcci fondamentali e radicalmente opposti. Il primo tende ad “isolare” il più possibile la struttura sfruttando l’aria tra i layer di tessuto la quale, al fine di non trasmettere calore tra uno strato e l’altro, deve essere mantenuta il più possibile ferma. La strategia opposta, invece, predilige l’utilizzo dell’intercapedine al fine di “ventilare” la struttura stimolando moti convettivi naturali o attraverso una ventilazione forzata, con aria fresca o calda a seconda delle stagioni e della necessità (ad es. ridurre il cario neve). Una attenta progettazione deve essere in grado di scegliere la miglior combinazione tra materiali impermeabili o traspiranti, trasparenti o opachi, con trattamenti basso emessivi o accoppiati a materassini isolanti e la loro ventilazione al fine di garantire il comfort termico di progetto.

A fronte di tutte queste premesse, appare evidente che non possa esistere un prodotto standard che ottimizzi il risparmio energetico senza una accurata progettazione “ad hoc”. L’ottimizzazione energetica infatti dipende dal luogo in cui la struttura è installata, dall’uso che ne viene fatto, dalla tipologia di pavimentazione presente dal grado di manutenzione della struttura e dalla tipologia ed efficienza dell’impianto di riscaldamento.