Periodo estivo

La convezione del calore nel tetto ventilato: la camera di ventilazione sottocoppo/sottotegola

Il sole scalda il nostro pianeta, addirittura se ci esponiamo troppo può scottarci, ma questo fenomeno non accade né per conduzione né per convezione poiché lo spazio che ci separa dal sole è vuoto, pressoché privo di molecole e atomi, ovvero le particelle responsabili della trasmissione di calore. Questo meccanismo di propagazione del calore avviene per irraggiamento perché il sole, come tutti i corpi caldi, emette delle radiazioni che vengono assorbite da quelli più freddi, che ne vengono riscaldati. L’irraggiamento non si verifica solo nel vuoto ma anche nell’aria, e in questo caso si somma al fenomeno della convezione. Il termosifone caldo è l’esempio di come i due meccanismi agiscano insieme: riscalda l’aria per convezione ed emette radiazioni che vengono assorbite dal corpo umano.

Nel caso del tetto, lo strato di rivestimento superiore, costituito da coppi o tegole, subisce quindi due trasmissioni del calore: l’irraggiamento e convezione.

Il calore assorbito dallo strato superiore (il manto) è tale da raggiungere temperature di 80-90°C e viene quindi trasmesso agli strati sottostanti. Nel tetto NON ventilato, dove cioè il manto in coppi o tegole è a contatto diretto con la membrana impermeabilizzante, avviene per conduzione. Nel tetto ventilato, dove un’intercapedine d’aria si frappone tra il manto e lo strato impermeabilizzante, si verifica per convezione.

In un tetto NON ventilato, il passaggio è più o meno veloce a seconda della conducibilità termica, della densità e del calore specifico dei materiali, siano essi isolanti o non. Comunque non vi è alcuna reazione chimicofisica diversa dalla conduzione, pertanto tutto il calore proveniente dal manto si propagherà inevitabilmente all’interno dell’edificio. Il tempo di riequilibrio tra gradi di calore esterni ed interni è variabile, poiché dipende dalle temperature esterne e da quando cala il sole. In edilizia si parla infatti di sfasamento, ovvero delle ore che il calore impiega ad attraversare tutti gli strati del tetto e raggiungere gli ambienti interni.

Nel tetto ventilato invece il calore è disperso dalla camera di ventilazione. Posizionata direttamente sottocoppo, dissolve parte dell’energia termica dovuta all’irraggiamento solare e alla convezione dell’aria esterna. È uno strato d’aria che impedisce il passaggio diretto del calore dai coppi o tegole verso l’interno. Anche questa porzione di aria subirà il riscaldamento ma non tramite contatto diretto, cioè conduzione, bensì per convezione.

Tetto NON ventilato: conduzione del calore dai coppi agli strati sottostanti al manto (fino agli ambienti sottotetto)

Tetto ventilato: generazione dei moti convettivi sottocoppo che permettono lo smaltimento del calore (tramite il colmo) non andando a riscaldare gli strati sottostanti ed i relativi ambienti

Un sistema di ventilazione del tetto è ben progettato quando l’aria:

  • entra senza ostruzioni dalla linea di gronda
  • ottiene calore per convezione, quindi si riscalda e a sua volta ne cede una parte allo strato inferiore
  • viene rilasciata nell’ambiente esterno, cioè fuoriesce attraverso il colmo.

Gronda: ingresso dell’aria senza ostruzioni

Falda: camera di ventilazione omogenea sottocoppo

Colmo: uscita dell’aria senza ostruzioni

Sostanzialmente, nel tetto ventilato gran parte del calore è sottratto dal flusso d’aria dell’intercapedine che è soggetto ai moti convettivi, per cui il pacchetto isolante assorbe molto meno calore rispetto al tetto non ventilato.

L’aria presente nella camera di ventilazione ha una temperatura maggiore rispetto all’aria esterna. Essendo più calda ha una minore densità ed essendo più leggera sale verso l’alto, anche coadiuvata da una spinta ascensionale termica che è in funzione della pendenza del tetto (maggiore è l’inclinazione e maggiore è la spinta).

Perché si verifichi leffetto camino del tetto è fondamentale:

  • realizzare un corretto ingresso d’aria in prossimità della linea di gronda
  • garantire, sull’elemento di colmo, una sezione che permetta l’espulsione dell’aria calda per non creare l’effetto inverso, ossia la diminuzione del tiraggio dell’intera camera di ventilazione, poiché ciò determinerebbe il diffondersi del calore agli strati sottostanti.