RUOLO DELLE COPERTURE NEL BILANCIO TERMICO ESTIVO Nella progettazione dei ricoveri zootecnici nei climi caldi, uno degli obiettivi da

perseguire è quello della riduzione della temperatura interna, alla luce delle notevoli ripercussioni che lo stress da caldo può avere sulla produzione. Tale problema è difficile da risolvere, specie in ricoveri chiusi e con elevate densità di animali: il modo più efficace è quello di massimizzare la ventilazione ed il massimo risultato ottenibile senza dispendio di energia è quello di mantenere la temperatura interna il più possibile vicina a quella esterna.

Tuttavia, il calore scambiato attraverso i componenti del ricovero può essere importante, poiché in condizioni stressanti anche una minima riduzione della temperatura interna può essere d’aiuto. L’involucro edilizio svolge, infatti, un’importante funzione di “filtro energetico”, tanto in estate quanto in inverno: esso deve isolare l’ambiente interno dalle alte temperature esterne nel periodo estivo, mentre in quello invernale deve evitare il più possibile la dispersione del calore prodotto all’interno del ricovero.

Tra gli elementi che costituiscono l’involucro edilizio, il tetto è quello che maggiormente condiziona gli scambi termici, sia in inverno che in estate:

- nel periodo invernale la copertura deve limitare la dispersione dall’interno verso l’esterno per evitare una eccessiva riduzione della temperatura interna ed un calo produttivo legato al maggior utilizzo di energia per produrre calore da parte del bestiame allevato;

- nel periodo estivo la copertura deve ostacolare l’ingresso del calore durante il giorno e lasciar uscire quello presente all’interno del ricovero durante la notte; in tale modo la riduzione della temperatura interna nelle ore notturne darebbe sollievo agli animali, già stressati per le condizioni termiche diurne, evitando ulteriori cali di produzione (abbiamo visto che in taluni casi è, addirittura, possibile annullare l’effetto dei picchi diurni sulla produzione).

In considerazione del ruolo della copertura nell’arco dell’intero anno, diversi studi sono orientati alla ricerca di soluzioni per le coperture che permettano di minimizzare il più possibile il carico termico in estate, ma anche la perdita di calore verso l’esterno in inverno.

Per ciò che riguarda la realtà italiana, il periodo più critico è senz’altro quello estivo, quando la quantità di calore trasmessa attraverso il tetto rappresenta il principale carico termico interessante l’intero edificio: infatti, in estate, con il sole alto all’orizzonte, la copertura riceve un irraggiamento di molto superiore a tutte le altre superfici dell’edificio, con valori di circa il doppio rispetto ai lati maggiormente esposti (est ed ovest). L’energia termica assorbita dalla copertura si trasmette all’interno di questa sotto forma di flusso di calore e, dopo aver attraversato tutto il suo spessore per conduzione, si propaga verso l’ambiente interno per radiazione e convezione: la quota di energia assorbita dipende essenzialmente dalla capacità di riflessione della superficie e dal coefficiente di assorbimento radiativo dei materiali, mentre la quota di calore trasmessa

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all’interno dipende dalle caratteristiche strutturali della copertura, ossia dalla massa termica (densità per calore specifico), dalla conduttività dei materiali impiegati, dal potere di emissione della faccia interna della copertura, nonché dalla temperatura dell’aria circostante.

Quindi, per ridurre l’impatto del carico solare è importante che la copertura sia costituita da materiali adeguati, ben strutturata e che abbia una elevata resistenza termica. Il processo di trasmissione del calore attraverso la copertura può svilupparsi in tempi più o meno lunghi: un tetto adeguatamente strutturato dovrebbe favorire un ritardo nell’ingresso del calore in modo che, con il cessare dell’irraggiamento solare (o con la riduzione della sua intensità) e la conseguente riduzione della temperatura esterna, l’energia termica assorbita e che non ha ancora raggiunto l’intradosso cessi di penetrare verso l’interno e, seguendo un percorso inverso, cominci a disperdersi dall’intradosso verso l’esterno. Tempi molto lunghi si hanno, ad esempio, con un buon isolamento e/o con un notevole spessore: tuttavia, l’orientamento attuale è volto alla costruzione di tetti leggeri che, adottando particolari accorgimenti nella loro realizzazione, possono offrire prestazioni termiche anche migliori rispetto a quelle delle coperture pesanti. Una pratica comune è rappresentata dall’utilizzo di strati interni isolanti (polistirolo, lana di roccia, polistirene, poliuretano espanso), in genere posizionati tra la base e la parte esterna del tetto: tali materiali, oltre ad avere bassissimi coefficienti di trasmissione termica, sono anche molto leggeri, consentendo la realizzazione di coperture poco pesanti. Le coperture coibentate, tuttavia, se da una parte offrono una buona protezione dall’irraggiamento solare, dall’altra ostacolano la dispersione del calore prodotto internamente quando la temperatura esterna è più bassa di quella interna, come accade nei ricoveri chiusi e con elevate densità di animali, specialmente di notte. Bisognerebbe, perciò, trovare dei materiali in grado di ostacolare il passaggio del calore solo in entrata, in modo che nelle ore notturne la temperatura interna possa diminuire il più possibile. A tale scopo si sono studiate soluzioni che prevedono la disposizione, sulla superficie esterna della copertura, di materiali che hanno la capacità di riflettere le radiazioni solari e di favorire la dispersione del calore di notte. Ad esempio, Biscarini (2000) ha effettuato una sperimentazione finalizzata alla verifica dell’effetto raffrescante di una copertura radiante selettiva realizzata trattando la faccia esterna del tetto di un ricovero per suinetti con una vernice contenente biossido di titanio: lo strato di vernice determinerebbe una riduzione della temperatura interna soddisfacente nelle ore di sole, anche se al di sotto delle aspettative nelle ore notturne. Tale soluzione, pur essendo di un certo interesse nel periodo estivo, non sarebbe adatta in situazione invernale perché poco coibente. Nel caso in cui si utilizzino materiali con minor potere riflettente e scarsa coibenza termica, come il fibrocemento, è consigliabile utilizzare una doppia lastra con interposto materiale isolante, optando per lastre di colore chiaro. Da quanto esposto emerge l’importanza della capacità riflettente del manto di copertura che, tuttavia, può diminuire con il tempo in seguito alla formazione di patine superficiali. E’ in ogni caso da evitare l’utilizzo di materiale scadente che non solo può diminuire le prestazioni della copertura, ma può anche determinarne una durata inferiore nel tempo. Tenendo conto dell’azione contrastante dell’isolamento nei confronti della dispersione del calore dall’interno, la soluzione ideale di copertura dovrebbe quindi combinare una buona resistenza alla radiazione solare con una buona trasmittanza del calore interno, un risultato difficile da ottenere con i comuni materiali da costruzione.

8.2. INDAGINI PRELIMINARI SULLE POSSIBILITA’ DI