Le materie plastiche per la casa passiva

05 novembre 2007

Il designer egiziano Karim Rashid è un astro nascente del nuovo millennio. Pressoché sconosciuto ancora dieci anni fa, oggi, con i suoi progetti innovativi e spesso sbalorditivi, è sulla buona strada per contendere il primato al grande Luigi Colani. Nato al Cairo, oggi Rashid possiede la cittadinanza canadese e vive a New York, dove sviluppa con le sue idee e "ridisegna"le cose di questo mondo, come ad esempio l’edilizia abitativa. Pensa ad esempio ad una casa di plastica, tutta di plastica. Poiché è dell’avviso che acciaio e calcestruzzo siano materiali così poco flessibili da ostacolare più che altro la precisione e la varietà di forme. Le materie plastiche consentirebbero, invece, di ottenere una dimensione ben diversa. Per il designer Rashid le materie plastiche sono il materiale per eccellenza del secolo XXI. Con le loro possibilità pressoché illimitate, questi materiali sono predestinati ad essere sfruttati nell’edilizia abitativa.

Case senza futuro

Forse Karim Rashid è semplicemente troppo giovane per sapere che le case di plastica sono già esistite. All’inizio degli anni 70 del secolo scorso, alcuni architetti avveduti ed imprenditori coraggiosi avevano realizzato disparati progetti e prototipi di abitazioni in materia plastica. Una mostra allestita a Lüdenscheid, nella regione del Sauerland, presentò queste case del futuro, che tuttavia non ebbero un vero futuro. E questo per i motivi più diversi: erano troppo progressive per quei tempi, troppo insolite, ed anche troppo care, se non si giungeva alla produzione in serie di questi prototipi in materiali polimerici. Cosa che non avvenne per assenza di domanda.

Intanto però, nei cantieri, le materie plastiche andarono a ruba. Celati dai materiali convenzionali come l’intonaco, il clinker ed il calcestruzzo, in quasi ogni casa si trovano materiali polimerici in abbondanza. In Germania circa un quarto del consumo totale di materie plastiche è destinato all’edilizia del soprassuolo ed a quella sotterranea, dove trova le più diverse applicazioni in cantiere. Non le troviamo solamente nell’edilizia abitativa, bensì anche nelle costruzioni di ponti, strade e canalizzazioni. In plastica sono le eliche e le cabine delle centrali eoliche, gli schermi antirumore lungo autostrade e ferrovie, nonché buona parte di tutti i materiali vernicianti utilizzati in edilizia. Ma anche serre, tetti di immense arene sportive, atri di stazioni ferroviarie o intere gallerie commerciali vengono ricoperti con lastre trasparenti in materia plastica.

È pur vero: la generale recessione degli scorsi anni non è stata priva di ripercussioni nemmeno sull’industria edile, che è il più importante settore produttivo in Germania. Fusioni ed insolvenze hanno caratterizzato il panorama dell’edilizia tedesca. Molti progetti di costruzione sono stati rinviati se non addirittura abbandonati. Il numero delle concessioni edilizie è rapidamente calato e con esso anche il fabbisogno di prodotti in materiali sintetici. Una parte della domanda ristagnante o perfino in diminuzione è stata compensata dal fatto che le materie plastiche hanno guadagnato terreno rispetto a materiali concorrenti. Negli ultimi anni vi è dunque stato un calo anche dei profilati plastici per finestre, ma la crisi ha colpito molto più duramente legno ed alluminio. Pertanto, oggi le finestre in materia plastica sono leader di mercato con un buon 55 per cento. Va inoltre detto, che oltre la metà della quota confluisce nelle opere di risanamento di vecchie abitazioni.

Materie plastiche significano risparmio energetico

Brigitta Huckstein, specialista di materie plastiche ed ambiente in BASF, stima che è precisamente nel campo del consumo energetico che le materie plastiche offrono ancora potenziali di risparmio enormi. Uno studio della "Gesellschaft für umfassende Analysen" (Società per analisi globali) ha analizzato gli effetti che deriverebbero dalla rinuncia alle materie plastiche nell’Europa occidentale. Dall’analisi è emerso che ciò significherebbe un aumento del fabbisogno energetico del 26 per cento, il che porterebbe ad una crescita del consumo di petrolio pari a 22,4 milioni di tonnellate. Da calcoli eseguiti presso BASF consegue che già soltanto gli isolamenti termici realizzati con materie plastiche installati in Europa nel 2004 sono in grado, nell’arco della loro durata, di portare ad un risparmio energetico pari a 9,5 miliardi di gigajoule. Cifra che è pari al 20 per cento dell’intero consumo energetico dell’UE nel 2002.

Quello dell’isolamento termico è dunque un aspetto estremamente importante. È così giunto il grande momento delle materie plastiche. Non soltanto quello dei materiali isolanti polimerici sotto tetto e pavimento, dietro pareti esterne ed interne, bensì anche quello dei telai per finestre in materiale plastico e dei pannelli per pareti esterne. I tradizionali sistemi a due, massimo tre camere delle finestre in PVC sono sostituiti in misura crescente dai profilati a quattro, massimo sei camere, ancor più efficaci dal punto di vista dell’isolamento. Un ulteriore miglioramento delle caratteristiche termiche è dato inoltre dalla sigillatura delle camere dei profilati con schiuma poliuretanica, una tecnica isolante uguale a quella usata in cantiere.

Ancora relativamente rari in Germania e nei paesi limitrofi, i moduli in materiale plastico per il rivestimento di facciate sono usati più frequentemente nell’Europa dell’est e in Nordamerica. Questi pannelli plastici sono spesso estrusi con una percentuale maggiore di segatura, pertanto la materia plastica utilizzata di volta in volta funge semplicemente da matrice. Speciali pannelli isolanti dotati di un core in espanso migliorano notevolmente i valori di isolamento. Risultati ancora migliori si ottengono grazie ad innovativi moduli per armature dotati di un core in schiuma di polistirolo a cellule aperte. Si giungerebbe così a valori di isolamento ben superiori a quelli stabiliti dai comuni pannelli isolanti configurati con un core in materiale convenzionale.

Per gli anni a venire la nanotecnologia promette un vero e proprio "mutamento di paradigma" nel campo degli isolamenti realizzati con materiali polimerici. Da una stima della GDCh ("Gesellschaft Deutscher Chemiker", Associazione dei chimici tedeschi), in futuro gli espansi polimerici convenzionali verranno sostituiti, almeno nel campo dell’isolamento termico, da espansi nanoporosi, data la loro conducibilità termica estremamente ridotta. In questi ultimi le dimensioni dei pori vanno dai 100 ai 150 nanometri circa, a fronte delle dimensioni mille volte maggiori dei pori (da 40 a 100 micrometri) degli espansi odierni. Lo svantaggio è uno solo: ciò che la ricerca ha dimostrato già da tempo, non può ancora esser messo in pratica. In altri termini: in base alle conoscenze della GDCh non esiste finora un processo idoneo per produrre espansi nanoporosi.

Aria al 98 per cento

Per il momento bisogna dunque attenersi agli espansi di struttura tradizionale in poliuretano o polistirolo. Ma le opportunità che anche questi materiali celano sono state dimostrate a Ludwigshafen sul Reno, nel comune della chimica. In questa città si è provveduto a risanare una casa di abitazione di oltre 100 anni. L’opera d’isolamento eseguita sulle pareti esterne mediante pannelli in polistirolo espanso ha condotto ad abbattere il consumo di olio combustibile del 70 per cento circa.

A Ludwigshafen si fece una scelta opposta al comune montaggio esterno degli strati isolanti, optando invece per un isolamento interno. Si utilizzò un innovativo pannello in materiale composito formata da uno strato di espanso spesso 80 millimetri e da uno strato di rivestimento in cartongesso su entrambi i lati. L’azione isolante riposa anche qui sul noto principio che l’aria di cui sono composti al 98 per cento gli espansi è un pessimo conduttore termico. Il vantaggio del nuovo materiale composito consiste tuttavia nel fatto che con esso si hanno i medesimi valori d’isolamento ottenuti con un pannello di polistirolo di tipo convenzionale più spesso del 15 - 20 per cento.

Negli espansi, queste materie plastiche "gonfiate",si cela un grande potenziale di risparmio a vantaggio sia individuale che dell’ambiente. Infatti circa un quarto di tutte le case d’abitazione in Germania risale alla fine degli anni 80. Nella maggior parte di questi edifici non esiste l’isolamento acustico oppure, se esiste, è in forma molto rudimentale. Il consumo di combustibile, negli edifici in là negli anni, è dieci volte maggiore rispetto a quello di case nuove o ben modernizzate. Un isolamento termico eseguito a regola d’arte consente di abbattere notevolmente il fabbisogno energetico. Gli espansi plastici sono il materiale ideale: un solo centimetro rende più o meno quanto 15 centimetri di muratura convenzionale o mezzo metro di calcestruzzo.

Anche i profilati plastici per finestre contribuiscono a ridurre il consumo energetico. Prodotti prevalentemente in PVC, questi moderni sistemi per finestre dotati di profili a più camere sigillati con schiuma e di tripli vetri, abbattono il consumo di olio combustibile di due terzi rispetto alle comuni finestre isolanti, ossia a dodici litri di olio combustibile per metro quadrato di superficie vetrata l’anno. Ad un prezzo medio di circa 50 Cent per un litro di olio combustibile, e prendendo come misura di riferimento una superficie vetrata di 100 metri quadrati, il risparmio annuo è di circa 1.320 Euro. Ma anche l’utente che decide di isolare le sue facciate con i pannelli isolanti più sopra descritti può trarre vantaggio da questo effetto. Anche in questo caso è possibile ridurre di almeno un terzo il consumo di olio combustibile.

Obiettivi ambiziosi

Nel contesto del Protocollo di Kyoto, molti stati europei si sono impegnati a ridurre nettamente entro il 2010 le loro emissioni di anidride carbonica (CO2) rispetto ai valori del 1990. La Svizzera, ad esempio, intende abbattere le sue emissioni di CO2 dell’otto per cento, l’Austria addirittura del 13 per cento, mentre la Germania punta con una riduzione del 21 per cento ad obiettivi particolarmente ambiziosi. Tuttavia, per ottenere tali risultati è indispensabile, oltre alla diminuzione del consumo di carburante di qualsiasi tipo di veicoli, un radicale cambiamento di approccio dell’utente in fatto di riscaldamento e costruzione. Non va infatti dimenticato che gli impianti di riscaldamento dei fabbricati, alimentati ad olio o gas naturale, producono in Germania il 40 per cento circa delle emissioni di CO2.

Ciò rappresenta un quantitativo di circa 220 milioni di tonnellate di anidride carbonica l’anno. Di questi, una quota di quasi 95 per cento è dovuta ai vecchi edifici non ancora risanati, dove finestre senza tenuta e pareti sottili provocano dispersione di calore. Ipotizzando però di risanare nel rispetto degli standard vigenti gli impianti di riscaldamento di circa 24 milioni di vecchie abitazioni nella Repubblica federale, di isolarle efficacemente da freddo e rumore e di dotarle di speciali finestre con isolamento termico, e prevedendo anche altre misure quali sfruttamento dell’energia solare, rimodernamento degli impianti di riscaldamento o addirittura celle a combustibile, sarebbe allora possibile ridurre l’emissione di CO2 di 150 milioni di tonnellate. Il che equivarrebbe già a circa la metà dell’obbiettivo perseguito sul piano nazionale in fatto di protezione climatica.

Attivi nella casa passiva

La emendata Energieeinsparverordnung (EnEV - Ordinanza tedesca in materia di risparmio energetico) vigente in Germania dal 2002, limita il fabbisogno annuo di energia consumata per il riscaldamento degli stabili a 7 – 12 litri di olio combustibile al metro quadrato. Nella pratica si è però già più avanti: a partire dai primi anni 90 del secolo scorso è stata costruita in Germania una serie di case a basso consumo energetico (cosiddette NE-Häuser). Il loro fabbisogno di olio combustibile va da un minimo di due ad un massimo di sette litri per metro quadrato. Il consumo di olio è ancora minore nel caso delle case di proprietà denominate case passive. Si tratta di costruzioni ottimamente isolate, in cui l’irradiazione solare, il calore proprio degli abitanti e le apparecchiature elettrodomestiche rendono pressoché superfluo un riscaldamento supplementare. Il principio è dunque: essere il più possibile attivi nella casa passiva, in modo da ottenere calore sufficiente.

Ma la casa passiva è ancora l’eccezione. Tuttavia, attivi in fatto di isolamento termico possono diventare anche i committenti delle case convenzionali. A venir loro in aiuto potrebbe essere l’"assistente elementi strutturali", presentato da BASF all’inizio dell’anno presso la rassegna specializzata "BAU"di Monaco quale "semplice programma per computer ai fini dell’isolamento in edilizia". Questo software comprende diverse banche dati con materiali isolanti del gruppo chimico di Ludwigshafen completi delle rispettive specifiche più importanti in fatto di potenziale risparmio energetico. Su ciò è basato un modulo di calcolo che determina valori caratteristici importanti come coefficiente di trasmissione termica e punto di rugiada secondo EnEV per parti diverse della costruzione e misure d’isolamento. L’"assistente" è stato concepito sia per il committente privato che per l’artigiano, ma anche per il rivenditore di materiali da costruzione, il consulente energetico oppure l’architetto. Anche i profani che non dispongono di conoscenze di fisica delle costruzioni tropo approfondite, possono farsi un’idea generale delle possibilità di risparmio energetico grazie ad un isolamento efficace. E spiegazioni circostanziate si potranno avere anche alla fine di ottobre p.v. durante la rassegna K 2007, dove BASF figurerà fra le oltre 2.900 aziende espositrici.




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