Prevenire le dighe di ghiaccio

Si prega di notare: Questo vecchio articolo del nostro ex membro di facoltà rimane disponibile sul nostro sito per scopi di archivio. Alcune informazioni in esso contenute potrebbero essere superate.

Il Professore di Estensione delBCT Ben Weil è stato recentemente descritto anche in un articolo di Boston.com sulle dighe di ghiaccio. Potete leggerlo a questo link.

Ho studiato innumerevoli problemi di dighe di ghiaccio come costruttore, ricercatore e consulente. Anche se i singoli casi hanno un aspetto diverso, e spesso risultano in diversi tipi di danni, tutte le situazioni di ghiaccioli hanno due cose in comune: accadono perché la neve che si scioglie si accumula dietro le dighe di ghiaccio sul bordo del tetto e trapela nella casa; inoltre, le dighe di ghiaccio e i danni che ne derivano sono evitabili.

Un isolamento adeguato e la ventilazione del tetto possono impedire la formazione delle dighe di ghiaccio, prevenire i danni e abbassare la bolletta energetica.

Cause

Le dighe di ghiaccio si formano quando la neve fusa si ricongela ai bordi del tetto. Chiunque abbia vissuto in climi freddi ha visto le dighe di ghiaccio. Abbiamo goduto della bellezza scintillante delle formazioni di ghiaccio costruite lungo le gronde dei tetti (delle case degli altri). Tuttavia, la maggior parte di noi non si ferma a capire perché queste bande di ghiaccio si formano fino a quando non danneggiano le nostre case.

Per la formazione di una diga di ghiaccio sono necessarie tre cose: neve, calore per sciogliere la neve e freddo per ricongelare la neve sciolta in ghiaccio solido. Le dighe di ghiaccio possono formarsi quando anche solo 5 o 6 centimetri di neve si accumulano su un tetto – se il tetto è scarsamente isolato e sigillato, e la nevicata è seguita da diversi giorni di temperature sotto lo zero. Le dighe di ghiaccio si sviluppano quando la neve sulla parte superiore del tetto si scioglie. L’acqua scorre lungo il pendio del tetto sotto la coltre di neve e si ricongela in una fascia di ghiaccio sul bordo del tetto creando una “diga”. Ulteriori pozze di neve fusa contro la diga e alla fine trapela nell’edificio attraverso il tetto o la copertura del tetto.

La ragione per cui le dighe di ghiaccio si formano lungo il bordo inferiore del tetto, di solito sopra la sporgenza, è semplice. La superficie superiore del tetto (verso il crinale) è ad una temperatura superiore al congelamento. E la parte inferiore della superficie del tetto (lungo la grondaia) è sotto lo zero. La superficie superiore del tetto si trova direttamente sopra lo spazio abitativo. Il calore perso dalla casa riscalda questa sezione del tetto, sciogliendo la neve in questa zona. Durante i periodi di temperature sotto lo zero, le regioni inferiori della copertura del tetto rimangono a temperature ambientali sotto lo zero. Le sporgenze del tetto non sono riscaldate dalla perdita di calore interna.

La neve più profonda e le temperature fredde aumentano la probabilità e le dimensioni delle dighe di ghiaccio. Ogni centimetro di neve che si accumula sulla superficie del tetto isola un po’ di più la copertura del tetto, intrappolando più calore interno sotto la copertura del tetto e riscaldando la guaina del tetto. Ogni centimetro di neve ha un valore R di circa 0,5 – 1. Le peggiori dighe di ghiaccio si verificano quando la neve profonda accompagna il tempo freddo. Ecco un esempio per dare un senso di scala: Un tetto a cattedrale mal isolato e non ventilato R-20 con 10 pollici di neve può risultare in una seria formazione di ghiaccio. In questo esempio, 10 pollici di neve aggiungono ~tra R-5 e R-10 al sistema del tetto con conseguente R totale del tetto di 25 – 30. Lo strato di neve trattiene il calore interno sotto la guaina e potrebbe riscaldare la guaina del tetto sopra il congelamento nella zona sopra lo spazio abitativo (credito julio). Se la temperatura interna è di 70 gradi e quella esterna di 20 gradi (differenziale di 50 gradi), la temperatura della guaina del tetto sarebbe tra 5/25 e 10/30 della strada da 20 gradi verso 70 gradi. In altre parole, la temperatura del tetto dovrebbe essere tra 30 e 37 gradi sopra lo spazio abitativo. La neve probabilmente si scioglierà in queste condizioni. Tuttavia, la temperatura del tetto sopra le sporgenze non riscaldate è di 20 gradi, la stessa della temperatura esterna. L’acqua di fusione si congela quando raggiunge quella parte del tetto. Una neve più profonda peggiora le cose. Un maggiore isolamento migliora la situazione. Potete fare i conti per una varietà di profondità della neve e varie condizioni di temperatura interna/esterna per avere un’idea di come le variabili siano correlate. Il trucco è mantenere l’intero tetto al di sotto del congelamento, se possibile. La ventilazione del tetto aiuta ed è discussa di seguito.

Danni

È facile capire che permettere all’acqua di penetrare nella vostra casa è una cattiva idea. Le dighe di ghiaccio causano milioni di dollari di danni ogni anno. La maggior parte dei danni è evidente. Soffitti macchiati d’acqua, tegole staccate, grondaie piene di ghiaccio, vernice scrostata e intonaco danneggiato sono tutti facilmente riconoscibili e solitamente riparati quando il tempo o il budget lo permettono. Ma altri danni non sono così ovvi e spesso non vengono controllati.

Le dighe di ghiaccio di solito si sviluppano lungo le gronde del tetto, sopra la linea delle lastre delle pareti esterne. Il calore perso dalle case in questo punto aggrava lo scioglimento della neve e lo sviluppo delle dighe di ghiaccio. Ci sono due ragioni per una maggiore perdita di calore in questo punto: Le travi della maggior parte delle case si trovano direttamente sopra i muri esterni, lasciando uno spazio poco profondo per l’isolamento tra la parte superiore del muro e la parte inferiore della guaina del tetto: basso valore R = perdita di calore! E in secondo luogo, i costruttori non sono particolarmente pignoli quando si tratta di sigillare questo punto per prevenire il movimento di aria calda interna fino alla parte inferiore della superficie del tetto. Qui l’aria può fuoriuscire attraverso le penetrazioni dei fili e delle tubature. Anche l’aria calda interna può fuoriuscire dalle cavità delle pareti salendo verso l’alto e passando tra le piccole crepe che esistono tra la piastra superiore del muro e il muro a secco. Le dighe di ghiaccio si formano anche sotto i lucernari perché sono tipicamente assemblaggi a bassa R che sciolgono l’acqua che poi scorre verso una sezione fredda del tetto sotto il lucernario.

Il tetto perde l’isolamento bagnato della soffitta. A breve termine, l’isolamento bagnato non funziona bene. A lungo termine, l’isolamento imbevuto d’acqua viene compresso in modo che anche dopo che si asciuga, l’isolamento nel soffitto non è così spesso. Un isolamento più sottile significa valori R inferiori. È un circolo vizioso. Più calore si perde – più si formano dighe di ghiaccio – più si perde – più l’isolamento si danneggia – e così via. Di conseguenza si paga di più per riscaldare (e raffreddare) la casa. L’isolamento in cellulosa è igroscopico e particolarmente vulnerabile ai pericoli della bagnatura.

L’acqua spesso si infiltra all’interno del telaio della parete dove bagna l’isolamento e lo fa cedere lasciando vuoti non isolati nella parte superiore della parete. I dollari dell’energia sono di nuovo rubati, ma ancora più importante, l’umidità rimane intrappolata nella cavità della parete tra il rivestimento esterno in compensato e la barriera al vapore interna. Il risultato: cavità murarie maleodoranti e marcescenti. I membri dell’intelaiatura strutturale possono decadere. I dispositivi di fissaggio in metallo possono corrodersi. Muffa e muffa possono formarsi sulle superfici delle pareti a causa degli elevati livelli di umidità. La vernice esterna e interna si screpola e si scrosta. E il benessere degli individui sensibili alle allergie è compromesso.

La scrostatura della pittura murale merita qui un’attenzione speciale perché la sua causa può essere difficile da riconoscere. È improbabile che la pittura murale (interna o esterna) presenti vesciche o bucce quando sono visibili le dighe di ghiaccio. La pittura si scrosta molto tempo dopo che il ghiaccio e tutti i segni di una perdita del tetto sono evaporati.

L’acqua delle dighe di ghiaccio si infiltra nelle cavità delle pareti. Inumidisce i materiali da costruzione e aumenta l’umidità relativa all’interno dei muri. L’umidità all’interno della cavità muraria alla fine bagna i rivestimenti interni e quelli esterni mentre cerca di uscire (come liquido o vapore). Come risultato, le pareti interne ed esterne perdono la loro pelle di vernice.

Quindi il messaggio qui è di controllare attentamente la vostra casa quando si formano le dighe di ghiaccio. Indagare anche quando non sembra esserci una perdita. Guardate la parte inferiore della guaina del tetto e il rivestimento del tetto per assicurarvi che non si siano bagnati. Controllare che l’isolamento non sia umido. E quando si sviluppano delle perdite all’interno della vostra casa, siate preparati. La penetrazione dell’acqua spesso segue percorsi difficili da seguire. Non limitatevi a rattoppare la perdita del tetto. Assicuratevi che la guaina del tetto non sia marcita o che non si siano sviluppati altri problemi meno evidenti nel soffitto o nelle pareti. E poi dettagliare un piano completo per riparare il danno. Ma soprattutto, risolvere il problema.

Soluzioni

I danni causati dalle dighe di ghiaccio possono essere controllati in 2 modi: Mantenere l’intera superficie del tetto alla temperatura ambiente esterna o costruire un tetto in modo che non possa penetrare nei materiali da costruzione sensibili se si forma una diga di ghiaccio.

I tetti freddi hanno molto senso. Qui si lascia che l’aria fredda esterna lavori per voi. Mantenete l’intero tetto freddo come l’aria esterna e risolverete l’enigma delle dighe di ghiaccio. Guardate il tetto di un capannone o di un garage non riscaldato, un mucchio di legname o una casa abbandonata. Le dighe di ghiaccio non si formano su queste strutture perché non c’è uno scioglimento e un congelamento irregolare!

Per le nuove costruzioni è facile. Progettate la casa in modo da includere un sacco di isolamento del soffitto, una barriera d’aria continua che separi lo spazio abitativo dalla parte inferiore del tetto, e un efficace sistema di ventilazione del tetto. L’isolamento ritarda il flusso conduttivo del calore dalla casa alla superficie del tetto. Una barriera d’aria ritarda il flusso di aria riscaldata verso la parte inferiore del tetto. E un buon sistema di ventilazione del tetto aiuta a mantenere fredda la guaina del tetto. In una casa esistente questo approccio può essere più difficile da seguire. Spesso si è bloccati con condizioni meno che desiderabili. Ma guardiamo più da vicino tutte le questioni che guideranno la vostra strategia.

Isolamento: Le case negli Stati Uniti settentrionali dovrebbero essere dotate di un isolamento del soffitto di almeno R-38 (circa 12 pollici di fibra di vetro o cellulosa). L’isolamento dovrebbe essere continuo e costantemente profondo. L’area problematica più notevole si trova sopra il muro esterno. Nelle nuove costruzioni si dovrebbero usare capriate a traliccio rialzato o dettagli della struttura del tetto che permettano la R-38 sopra il muro esterno. Nelle strutture esistenti, dove lo spazio tra la piastra superiore della parete e il lato inferiore della guaina del tetto è limitato, installare una schiuma isolante ad alta R/pollice (R-6/pollice). Assicuratevi di sigillare l’isolamento in questo punto per prevenire la perdita di aria calda dallo spazio abitativo.

Ventilazione: Un sistema di ventilazione dall’intradosso al ponte è lo schema di ventilazione più efficace che si può usare per raffreddare la guaina del tetto. Prese d’aria, turbine, prese d’aria sul tetto e prese d’aria sul timpano non sono altrettanto efficaci. Le prese d’aria del soffitto e del colmo dovrebbero correre continuamente lungo la lunghezza della casa. Una presa d’aria di colmo con deflettore (come quella venduta da Air Vent) è la migliore perché scaricherà l’aria della soffitta indipendentemente dalla direzione del vento. La pressione di scarico creata dallo sfiato di colmo risucchia l’aria fredda di compensazione nella soffitta attraverso le prese d’aria dell’intradosso. Uno spazio di 2 pollici o “scivolo d’aria” dovrebbe essere previsto tra la parte superiore dell’isolamento e la parte inferiore della guaina del tetto in tutte le applicazioni. L’aria in entrata dall’intradosso lava la parte inferiore della guaina del tetto con un flusso continuo di aria fredda. ATTENZIONE: Assicurarsi di installare deflettori di isolamento sopra la parete esterna per proteggere l’isolamento dall’aria che soffia attraverso gli sfiati dell’intradosso.

Fughe d’aria: L’isolamento ritarda la perdita di calore conduttivo, ma uno sforzo speciale deve essere fatto per bloccare il flusso di aria calda interna (convezione) nella soffitta o nella zona del tetto. Piccoli fori permettono a volumi significativi di aria calda interna di passare negli spazi della soffitta. Nelle nuove costruzioni evitare di fare penetrazioni attraverso il soffitto quando possibile. Ma quando non si può evitare di fare penetrazioni o quando è necessario sigillare le case esistenti, utilizzare schiuma spray uretanica (in lattina), calafataggio, cellulosa imballata o guarnizioni per sigillare tutte le perdite del soffitto come:

• penetrazioni di cavi

• penetrazioni di impianti idraulici

• apparecchiature a soffitto

• portelli della soffitta

• ciminiere

• aspiratori da bagno

• intersezione di partizioni interne e soffitto

Anche-Rans…
La lista delle soluzioni tentate è lunga. Il problema che ho con molti di questi sforzi per prevenire le dighe di ghiaccio è che non affrontano la causa principale che è la perdita di calore. Trattano semplicemente il sintomo.

I tetti in metallo sono comuni nel paese della neve quindi devono funzionare! Giusto? I tetti metallici a falde ripide, in un certo senso, danno il pollice nel naso alle dighe di ghiaccio. Sono abbastanza scivolosi da far cadere la neve prima che causi un problema di ghiaccio. Tuttavia, i tetti di metallo sono costosi e non sostituiscono i livelli adeguati di isolamento.

Molte persone installano fogli gommati autoadesivi sotto le scandole del tetto ovunque sia possibile il ristagno dell’acqua contro una diga di ghiaccio: sopra la grondaia, intorno ai camini, nelle valli, intorno ai lucernari e intorno alle ciminiere. La teoria è che se l’acqua trapela attraverso la copertura del tetto, il sottostrato impermeabile fornirà una seconda linea di difesa. Il materiale è venduto in rotoli da 3 piedi x 75 piedi per circa $80/rotolo. Questi prodotti aderiscono direttamente all’impalcato pulito del tetto. Le tegole del tetto sono inchiodate alla coperta attraverso la membrana. La membrana è autorigenerante e sigilla automaticamente le penetrazioni dei chiodi. W.R.Grace (Ice and Water Shield), Domtar (Eaveshield) e Bird fanno tutti prodotti competitivi. Questa soluzione di cerotto è un’alternativa ragionevole per molte strutture esistenti dove le cure reali non sono possibili o convenienti. Questi prodotti servono anche come uno strato ridondante di protezione. A volte anche i tetti ben costruiti e progettati possono avere delle dighe di ghiaccio. La neve profonda agirà per isolare la copertura del tetto rendendola abbastanza calda da sciogliere la neve sulla zona abitativa. Uno strato ridondante di protezione è utile qui.

Potreste considerare l’uso di cinture di ghiaccio in lamiera se non vi dispiace l’aspetto di una striscia metallica lucida larga 2 piedi infilata lungo il bordo del vostro tetto. Penso che le cinture di ghiaccio/neve siano scelte ragionevoli per alcuni lavori di patch e fix sulle case esistenti. Questo sistema di scossaline di gronda cerca di fare ciò che fa la copertura in metallo: spargimento di neve & ghiaccio prima che causi un problema. Funziona – a volte. Il problema con le cinture di ghiaccio è che non funzionano bene. Spesso, una diga di ghiaccio secondaria si sviluppa sul tetto appena sopra il bordo superiore della striscia di metallo. Le cinture di ghiaccio/neve sono vendute come pezzi da 32 pollici x 36 pollici (con ulteriore hardware di fissaggio) per circa $12 per pannello.

Contrariamente alla credenza popolare, le grondaie non causano dighe di ghiaccio. Tuttavia, le grondaie aiutano a concentrare ghiaccio e acqua in una zona molto vulnerabile del tetto e della grondaia. Quando le grondaie si riempiono di ghiaccio, spesso si piegano e si staccano dalla casa portando con sé fascia, elementi di fissaggio e pluviali.

E che dire di quei nastri termici? In tutta la mia vita, non ho mai visto una disposizione a zig-zag di cavi riscaldati elettricamente funzionare per risolvere un problema di diga di ghiaccio. Il cavo è riscaldato da energia elettrica, quindi si getta energia buona dopo energia cattiva (tenere a mente che le dighe di ghiaccio sono un problema di perdita di calore!) Nel tempo il nastro termico infrange le tegole, crea un rischio di incendio, è costoso da installare e da usare, e perde acqua attraverso i fissaggi allentati. Infatti guardate bene i tetti che sono dotati di nastro termico. Il cavo elettrico crea una diga di ghiaccio proprio sopra di esso. Il mio consiglio è di non sprecare il vostro tempo o denaro qui.

Diversi stili di spalare la neve e scheggiare il ghiaccio dal bordo di un tetto è la mia preferita tra tutte le soluzioni! La gente attacca cumuli di neve e ghiaccio sul tetto con martelli, pale, piccozze, rastrelli da neve fatti in casa, palanchini e seghe a catena! Riuscite a crederci? La teoria è ovvia: niente neve o ghiaccio, niente perdite d’acqua. MA, ed è un grande ma, nel processo si fanno più danni alla vita, agli arti e al tetto. Detto questo, rimuovere attentamente la neve dai tetti con i rastrelli da neve per tetti aiuta. Si può raschiare un po’ della superficie minerale protettiva dalle tegole d’asfalto mentre si rimuove la neve, ma rimuovere la neve isolante e la potenziale acqua di fusione aiuta a ridurre il potenziale delle dighe di ghiaccio – basta fare attenzione.

Qualunque piano si decida di seguire, concentrarsi sulla causa. Le dighe di ghiaccio sono create dal calore perso dalla casa. Sviluppate una strategia che sia centrata su questo fatto, quando possibile. Ventilare, isolare bene e bloccare il maggior numero possibile di perdite d’aria. Non ci sono scuse per le nuove costruzioni. Tuttavia, le cure per le strutture esistenti sono spesso sfuggenti e costose. In alcuni casi bisogna trattare il sintomo. Il ritorno è il danno evitato.

Questa è una foto di una casa senza sporgenze. Ha dei cavi funzionanti (vedi il cavo che spunta dalla neve sopra la prima finestra sul lato sinistro della casa). La diga di ghiaccio è sul lato nord della casa. La grondaia è stata distrutta.

Questa è una foto di una casa senza sporgenza. Non ha cavi, ma mostra un’enorme diga di ghiaccio sul lato nord della casa.