I cool materials raffreddano le superfici urbane evitando le isole di calore e migliorando la vivibilità delle città.
I cool materials sono una soluzione ormai riconosciuta, rispettosa dell’ambiente e relativamente economica che può essere facilmente integrata nell’ambiente costruito. Gli obiettivi sono di ridurre il fabbisogno energetico e le spese per il raffreddamento degli edifici, mitigare il fenomeno delle isole di calore urbane e, in generale, contrastare il riscaldamento globale.
Cosa sono i cool materials?
L’elevata riflettanza solare e l’emittanza termica, in particolare nel campo del vicino infrarosso (NIR) in cui si concentra la radiazione termica, sono le principali proprietà di un cool material, che può essere sia organico che inorganico. Infatti, riducendo la quantità di energia assorbita da una superficie e migliorando contemporaneamente la sua capacità di dissipare il calore, contribuisce a ridurre il surriscaldamento della superficie stessa e dei suoi immediati dintorni, diminuendo la temperatura dell’aria e perciò migliorando le condizioni microclimatiche urbane.
A decretare le capacità dei cool materials è l’SRI (Solar Reflectance Index), l’indice di riflettanza solare che, in una scala da 0 a 100, indica il comportamento riflettente del materiale sia rispetto a una superficie bianca che rispetto a una nera. Più alto è il valore – cioè la frazione di radiazione solare riflessa rispetto alla totalità della radiazione (albedo) – più è “cool” il materiale.
Un cool material ha perciò innanzitutto il compito di respingere la radiazione solare dalla sua superficie mantenendo quest’ultima più fredda. Questi materiali possono essere impiegati per qualunque infrastruttura, ma è particolarmente importante che vengano inseriti nella progettazione di tetti e pavimentazioni urbane. Si tratta infatti di superfici molto esposte al sole, che posso diventare facilmente dei “ripetitori” di calore se costruite con materiali dal basso SRI.
Cool roof e cool pavement
I tetti, le piazze, le strade e tutte le superfici direttamente rivolte al cielo hanno un ruolo particolarmente importante nell’innalzamento o, al contrario, nell’abbassamento delle temperature urbane, a seconda della loro forma, del loro colore e del materiale con cui sono costruite.
Concentrandoci sui tetti, è fondamentale che un cool roof costruito con cool materials abbia un colore chiaro, che riflette maggiormente l’energia solare. Inoltre deve essere composto da un materiale con un elevato SRI, che garantisca un basso tasso di assorbimento del calore dei raggi del sole. Ciò è valido sia per i tetti inclinati che per quelli piani, ma è più importante nel secondo caso, dato che un tetto piano assorbe più calore rispetto a uno inclinato.
Allo stesso modo i pavimenti esterni tendono ad assorbire, immagazzinare e riemettere una frazione del calore che ricevono per irraggiamento solare diretto. Anche in questo caso perciò i materiali scelti per la loro costruzione dovranno avere caratteristiche fisiche e chimiche che conferiscano loro un alto SRI, cioè un’alta capacità di riflessione solare e una bassa capacità di assorbimento del calore. L’effetto benefico di un cool pavement si percepisce tanto di più quanto è maggiore la superficie che copre. Sarebbe perciò ideale che qualunque pavimentazione urbana esterna prevedesse materiali con funzionalità cool, dalle strade alle piazze, dai parcheggi ai marciapiedi.
Sui cool materials si esprimono anche i CAM (Criteri Ambientali Minimi), che definiscono gli indici SRI necessari per i materiali di cui sono composte le superfici esterne delle infrastrutture urbane. Per le superfici inclinate (> 15%) l’indice deve essere superiore a 29, per le superfici piane (< 15%) l’indice deve essere superiore a 79.
Perché sono sempre più necessari in città?
L’ambiente costruito urbano è in rapida crescita da ogni punto di vista: in termini di popolazione residente, densità di costruzione e intensità delle attività umane. Al fermento delle città consegue un elevato fabbisogno energetico e un altrettanto elevato tasso di emissione di gas serra, che alimentano il surriscaldamento degli edifici. Ecco perché negli ambienti urbani la temperatura è superiore di diversi gradi rispetto alle aree meno edificate.
È il fenomeno dell’isola di calore, un’area urbanizzata con una concentrazione elevata di edifici e infrastrutture e assenza di verde e di bacini idrici, in cui la temperatura impenna sia di giorno che di notte. A creare le condizioni perché si sviluppi un’isola di calore contribuiscono sia i materiali con cui sono costruite le infrastrutture che la forma stessa della città o di un determinato quartiere che la tipologia di attività ivi concentrate.
Mitigare le isole di calore è perciò una priorità assoluta in termini di salute delle città e di chi le abita. Tra le soluzioni più promettenti ci sono appunto i cool materials, materiali dal comportamento dinamico che efficientano le esigenze energetiche degli edifici, ne ottimizzano le prestazioni e migliorano il benessere indoor e outdoor. Per ridurre le temperature in città bisogna infatti ridurre i consumi alla radice ma anche l’emissività termica delle superfici, modificandone la riflettanza solare. È a questo che servono i cool materials.
