Il paradosso dei "cool roof"
Non c'è dubbio: gli effetti del riscaldamento globale sono fin troppo evidenti, con ondate di calore più lunghe e intense che in estate diventano la norma. Secondo il rapporto del European State of the Climate, nel 2022 l'Europa ha vissuto l'estate più calda mai registrata e il secondo anno più caldo di sempre. Questo rapporto mostra anche che negli ultimi decenni l'Europa si è riscaldata più velocemente di qualsiasi altro continente, con un aumento delle temperature doppio rispetto alla media globale.
Date queste premesse, non c'è da sorprendersi che sia difficile mantenere una temperatura confortevole per le persone e i beni all'interno degli edifici. Sempre più persone ricorrono a sistemi di condizionamento dell'aria, che a loro volta generano altro calore e CO2, poi rilasciati nell'atmosfera. Secondo una stima del 2021 dell'agenzia francese per l'ambiente e la gestione dell'energia (Agence de l'Environnement et de la Maitrise de l'Energie, ADEME), in Francia il 25% delle famiglie e il 40% delle aziende hanno un qualche tipo di impianto di condizionamento, con vari gradi di efficacia.
In questo contesto, il concetto di "cool roof" ha preso piede in tutto il mondo come soluzione per mitigare il surriscaldamento degli edifici, diventando praticamente un sinonimo di presunta efficacia globale in termini di prestazioni energetiche e sostenibilità.
Ma è proprio così?
Oggi quando si parla di "cool roof", letteralmente "tetto fresco", si intende più comunemente una copertura di colore chiaro progettata per riflettere la luce solare, riducendo così la quantità di calore che permea nella struttura sottostante, contribuendo a mantenere l'edificio fresco d'estate e riducendo di conseguenza i costi energetici generati dagli impianti di condizionamento dell'aria.
Optare per una copertura "cool roof", soprattutto nelle regioni più calde, sembrerebbe una scelta obbligata. Tuttavia, molte delle informazioni disponibili suscitano confusione sui suoi reali benefici. È la soluzione migliore per gli occupanti dell'edificio? Consente di ottenere un risparmio energetico sostanziale? Mitiga efficacemente l'effetto "isola di calore" urbana? È una soluzione sostenibile a lungo termine? Spesso questi concetti vengono confusi, come se si parlasse della stessa cosa.
Si deve considerare il sistema di copertura nel suo complesso
Il concetto di "cool roof" è oggi legato quasi esclusivamente al colore (chiaro) del manto di copertura, sia questo già di colore chiaro o trattato con una vernice riflettente. Una copertura, tuttavia, è in realtà un insieme di elementi costruttivi. È composta da diversi strati, ciascuno con una funzione specifica. In un tetto che funziona correttamente e offre prestazioni termiche ottimali, ogni componente ha la sua ragione d'essere e un rapporto sinergico con gli altri. In breve, non possiamo considerare solo lo strato superiore della copertura e trascurare il resto dei componenti.
Per conseguire una vera efficienza energetica, su qualsiasi copertura è fondamentale la presenza di uno strato di isolamento termico efficace, indipendentemente dal colore del manto di copertura.
Una visione a lungo termine: il bianco resta bianco?
Un argomento spesso trascurato quando si parla dei "cool roof" è ciò che accade nel lungo termine. Innanzitutto, la qualità riflettente della membrana di copertura (o dello strato di vernice) non rimarrà la stessa per sempre. Tutte le membrane di colore chiaro si sporcano e subiscono nel tempo un'inevitabile perdita di riflettanza, che nei soli primi 3 anni può raggiungere il 35-50%.
Già nel corso dell'installazione la membrana si sporca, venendo calpestata dagli operai che vanno e vengono. Nelle coperture con impianti fotovoltaici, il calpestio è ancora più frequente e la membrana si sporca più rapidamente.
In seguito, durante la vita utile della copertura, le membrane si sporcano a causa di fenomeni che si verificano normalmente, come la polvere in sospensione o portata dal vento, l'inquinamento, gli uccelli... La pioggia non ha un vero e proprio effetto pulente e, in alcuni casi, può rendere la membrana ancora più sporca.
L'esperienza insegna poi che la pulizia delle coperture viene effettuata di rado. Il motivo è principalmente di ordine economico: mantenere un manto di copertura chiaro pulito e con le stesse qualità riflettenti del giorno in cui è stato installato per la prima volta sarebbe ben più costoso di qualsiasi risparmio energetico ottenuto grazie alla scelta iniziale del colore.
Finora non sono disponibili molte informazioni sui valori a lungo termine per i calcoli energetici. In attesa di ulteriori ricerche, è bene ricordare che una membrana chiara invecchiata e sporca non è molto diversa in termini di riflettanza da una membrana scura invecchiata e sporca.
Perché allora rendere bianca la tua copertura? Qual è l'impatto reale di un manto di copertura chiaro sul comfort nell'edificio?
In una calda giornata estiva, le temperature superficiali su una copertura chiara si aggirano intorno ai 40-45 °C, mentre possono raggiungere i 70-75 °C su superfici scure. Questo vuol dire che installando una membrana di copertura chiara guadagniamo automaticamente 30 °C di comfort all'interno dell'edificio? Naturalmente no! Tutto dipende da come viene progettata la copertura. Se è costituita da una lamiera grecata senza alcun isolamento, quando la temperatura esterna raggiunge circa 45 °C all'interno o attorno all'edificio si registrerà una temperatura inferiore di 15 °C o più. Se la copertura ha un minimo di coibentazione termica, il calo di temperatura all'interno dell'edificio sarà molto minore. Con un isolamento più efficiente, il guadagno in termini di comfort interno che si ottiene passando a una membrana chiara diventa praticamente inesistente.
Per quanto riguarda il loro effetto sull'isola di calore urbana, le superfici chiare contribuiranno a ridurre il calore ambientale all'esterno dell'edificio e, in misura minore, al suo interno.
I sistemi di copertura "cool roof" sono sostenibili?
La sostenibilità di un manto di copertura dipende da diversi fattori. Uno di questi è il consumo di energia necessario per produrlo (la sua impronta di carbonio). Le membrane sintetiche monostrato come quella Elevate UltraPly TPO richiedono meno energia per la loro produzione, grazie alla loro massa ridotta. Inoltre la sua formulazione è priva di cloro e alogeni e soprattutto ha un lungo ciclo di vita.
Il ciclo di vita è correlato alle prestazioni in servizio. Una membrana di copertura in EPDM ha una durata molto più lunga rispetto a una chiara dello stesso spessore. Dovrà quindi essere sostituita meno volte. Se consideriamo che i lavori di rifacimento di una copertura generano ulteriori emissioni di CO2, altri rifiuti e costi aggiuntivi, qual è allora la membrana di copertura più sostenibile? Quella più riflettente o quella che dura più a lungo?
Tornando all'effetto isola di calore, recenti studi condotti dall'Università di Stanford1 dimostrano che le coperture riflettenti di fatto non eliminano di fatto il problema del calore, ma lo spostano sulle superfici vicine. In un contesto urbano, le superfici più grandi non sono rappresentate dai tetti, ma dalle strade e dalle facciate degli edifici. Le coperture chiare possono far rimbalzare l'energia verso le grandi superfici delle vicine facciate continue in vetro o in calcestruzzo e queste superfici hanno una maggiore capacità di accumulare calore e non sono in grado di rilasciarlo durante le ore notturne, peggiorando di fatto la situazione.
Inoltre, gli edifici alti riflettono l'energia nell'atmosfera in un modo che può alterare i cicli della pioggia. Le superfici bianche riducono al minimo il movimento verticale dell'umidità verso l'atmosfera e questo, a sua volta, riduce la copertura nuvolosa, con conseguente riduzione delle piogge e aumento delle condizioni di siccità: il risultato opposto all'effetto desiderato. Uno studio dell'Università statale dell'Arizona pubblicato dalla rivista scientifica PNAS (Proceedings of National Academy of Sciences) ha confermato che ciò che potrebbe funzionare bene in un'area geografica potrebbe non essere ottimale per un'altra. Ad esempio, le coperture riflettenti "cool roof" potrebbero funzionare bene in California, ma in Florida potrebbero causare una riduzione delle precipitazioni tra 2 e 4 ml al giorno.
In sintesi, per essere davvero sostenibile, una membrana di copertura deve avere un lungo ciclo di vita, offrire ottime prestazioni ed essere adatta a soluzioni come quella del tetto verde che, oltre a mantenere la copertura più fresca in estate rispetto a una superficie bianca e a fungere da ulteriore strato di isolamento in inverno, fornisce anche i benefici dell'ossigenazione e dell'evapotraspirazione, che sono davvero utili per mitigare in modo reale e sostenibile l'effetto isola di calore urbana.
Una soluzione non adatta a tutte le situazioni
L'utilità di una copertura "cool roof" deve essere valutata in base al clima, alla posizione geografica, al tipo di edificio e all'isolamento termico della copertura. Anche il budget, ovviamente, gioca un ruolo importante. Una copertura di questo tipo rappresenta di solito una soluzione economica per le ristrutturazioni, ma occorre tenere conto dei costi a lungo termine e dell'impatto ambientale.
"Una soluzione cool roof per la ristrutturazione di un edificio scarsamente isolato in una regione calda come il sud della Francia può essere sicuramente una scelta interessante", afferma Jean-Luc Roudaut, Regional Prescription Manager per la Francia di Holcim Solutions & Products EMEA. "Tuttavia, nel nord della Francia, dove le temperature sono più basse, iniziano a sorgere delle domande: quanta energia devo usare per climatizzare l'edificio d'estate rispetto a quella necessaria per riscaldarlo d'inverno? In inverno, una membrana o una vernice riflettente limita l'assorbimento dell'energia solare e può portare a un aumento del fabbisogno di riscaldamento, quindi bisogna considerare l'intero anno, non solo l'estate", aggiunge.
Prima di scegliere alla cieca un approccio "cool roof" tradizionale, se si vuole migliorare il comfort all'interno di un edificio durante i periodi caldi, riducendo la necessità di sistemi di raffreddamento e di conseguenza i costi energetici, consigliamo di considerare i punti seguenti:
- Non vedere le membrane di copertura chiare o le vernici riflettenti come l'unica soluzione. Allarga il tuo approccio alla progettazione dell'intero edificio (facciate, dintorni dell'edificio, isolamento, budget disponibile, ecc.).
- Considera la posizione geografica e il tipo di edificio. Gli edifici residenziali e quelli industriali hanno esigenze molto specifiche.
- Qual è il livello di isolamento della copertura? Si tratta di un progetto di ristrutturazione o di nuova costruzione?
- Le coperture riflettenti perdono la loro riflettanza con il passare del tempo. La pulizia regolare del manto è fondamentale per ridurre al minimo questa perdita di riflettanza.
- Se utilizzi una vernice riflettente, assicurati che non vengano rilasciate sostanze inquinanti nell'aria o nell'acqua piovana.
- La durabilità del sistema di copertura è uno dei fattori più importanti da considerare.
I sistemi di copertura Elevate offrono una serie di soluzioni che possono migliorare il comfort termico all'interno degli edifici e la copertura "cool roof" è solo una di queste. Non esitare a contattare uno dei nostri rappresentanti locali, che sarà lieto di discutere l'opzione più adatta alle esigenze del tuo progetto.
*”Effects of Urban Surfaces and White Roofs on Global and Regional Climate”, Mark Z. Jacobson and John E. Ten Hoeve, Department of Civil and Environmental Engineering, Stanford University, Stanford, California