Funzionamento

Il tetto ventilato grazie all’effetto camino

L’effetto camino è un fenomeno termofluidodinamico che si ottiene quando un gas, in questo caso l’aria, viene riscaldato in maniera NON uniforme, cioè in una sola porzione fissa del suo volume.

L’ aria si può considerare, con ottima approssimazione, una miscela di due gas: l’aria secca e il vapore acqueo, che sono due gas ideali, in quanto entrambi soddisfano le leggi sui gas ideali (una miscela di gas ideali è un gas ideale). Dal combinato disposto delle leggi sui gas ideali, ne deriva che l’aria atmosferica, riscaldata a pressione costante, diminuisce di densità, diventando più leggera. Si ha un volume d’aria di diverse temperature in cui la parte più calda, e quindi più leggera, sale verso l’alto, mentre quella più fredda, ne prenderà il posto e sarà a sua volta riscaldata. Si viene così a creare un circolo d’aria continuo, che durerà finché il calore sarà presente. L’aria, ad esempio, ha una densità pari a 1,2922 Kg/m³ a 0°C e di 1,2041 Kg/m³ a 20°C (con una diminuzione del 6,8%). A 30°C, invece, ha una densità di 1,1644 Kg/m³, equivalente a una diminuzione del 9,9%

Questo fenomeno fisico è alla base del funzionamento della mongolfiera o del classico camino (da qui il nome “effetto camino”) ed è determinato dal fatto che i gas si riscaldano per convenzione, contrariamente ai solidi per cui è necessaria la conduzione. I solidi, infatti, ad eccezione di eventuali espansioni termiche, restano per loro stessa natura “immobili” per tutta la fase del riscaldamento. Nell’esempio del camino l’insieme di gas generato dal combustibile (legno, pellet, ecc.) e dall’aria calda delle zone adiacenti la fonte di calore, essendo più leggero dell’intero volume di aria presente nella stanza, tende a salire verso l’alto originando così un moto ascensionale naturale. In conseguenza di tale moto, il camino attirerà verso il suo interno nuova aria “fredda” (il cosiddetto tiraggio) per contrastare la depressurizzazione alla base del camino data dal gas caldo che risale lungo la canna fumaria ed esce dal comignolo. In questo modo si crea un ciclo continuo di apporto di ossigeno.

Funzionamento del camino: l’aria che si scalda diminuisce di densità, diventando più leggera, e sale verso l’alto, aiutata dalla differenza di pressione tra la base del camino ed il comignolo, dal quale verrà poi espulsa.

Lo stesso effetto si ha in un tetto ventilato nel periodo estivo:

i coppi vengono riscaldati tramite irraggiamento dal sole. In assenza di una camera di ventilazione, si avrebbe il riscaldamento, tramite conduzione, degli strati sottostanti il tetto. Con la camera di ventilazione si ha invece un volume d’aria che, tramite convenzione, riceve il riscaldamento dei coppi. La camera di ventilazione è quindi un “cuscinetto” d’aria che impedisce il passaggio diretto del riscaldamento ai materiali in contatto con il manto
dal combinato disposto delle leggi sui gas ideali, l’aria riscaldata ha una densità minore di quella non riscaldata e quindi è più leggera. L’aria riscaldatasi nella camera di ventilazione sale verso l’alto, coadiuvata dalla spinta dell’aria esterna alla camera di ventilazione, più vicina alla gronda che, non essendo riscaldata dai coppi, ha una densità maggiore ed è quindi più pesante
l’aria esce dunque dal colmo e si mescola con quella dell’ambiente. Questo crea una depressione all’interno della camera d’aria causandone lo “svuotamento”. La pressione più bassa all’interno della camera induce il tiraggio di aria esterna, non riscaldata, che viene trascinata all’interno
il tutto avviene ininterrottamente, ovvero: l’aria riscaldata che fuoriesce dal colmo è immediatamente riequilibrata da quella di temperatura più bassa che entra dalla gronda. Il moto avviene a ciclo continuo, finché persiste la fonte di calore, cioè il sole che riscalda i coppi per irraggiamento e che, a loro volta, riscaldano l’aria per convezione.

Poiché questo ciclo risponde alle leggi della fisica, non è necessaria la presenza di vento. Ciò significa assenza di ristagno d’aria indipendentemente dalle condizioni meteorologiche.

Funzionamento dell’effetto camino in un tetto ventilato con il sistema AERcoppo®: l’aria entra dalla linea di gronda, si scalda per convezione e viene smaltita dal colmo.

Un buon tetto ventilato deve essere costituito da idonee sezioni d’ingresso e d’uscita per l’aria. Senza questi due passaggi l’aria non può circolare regolarmente e si genera un ristagno della stessa che si riscalda in continuazione. La conseguenza è il trasferimento del calore per conduzione termica agli strati inferiori del tetto, da qui l’annullamento di qualunque tipo di beneficio termico. Anche la camera d’aria deve essere strutturata in modo che l’aria circoli liberamente, con un rapporto ottimale tra i 400 e gli 800 cm²/m*.

Funzionamento dell’effetto camino in un tetto ventilato con il sistema AERcoppo®: non sono presenti ostruzioni sopra all’elemento di colmo (AERcolmo®) grazie al corretto tiraggio e si garantisce una fuoriscita d’aria di 600 cm²/m rendendo efficace lo smaltimento del calore.

Colmo di ventilazione non idoneo: l’aria non riesce a fuoriuscire dal colmo di ventilazione (vedi utilizzo banda plissettata sagomata sulla superficie dei coppi) e ristagna nell’intercapedine, trasmettendo il calore agli strati sottostanti, rendendo inefficace la ventilazione sottocoppo. Questo succede per la mancanza del necessario tiraggio per il corretto funzionamento dell’effetto camino.

* Un tetto non viene considerato ventilato se presenta soltanto una microventilazione sottotegola di 200 cm²/m (minimo indispensabile per una posa in opera delle tegole, secondo le direttive della Norma UNI 9460:2008; Vedi Tetto a norma – Posa in opera). La microventilazione è ottenuta generalmente tramite la posa delle tegole su una listellatura porta tegola di altezza 2 cm. È fondamentale per smaltire il vapore acqueo e l’umidità del manto di copertura e garantire la salubrità degli elementi nel periodo invernale, però, non è in grado di attenuare l’energia termica gravante sulla copertura.