Costruzione in paglia portante: dimensioni, densità, lambda e fattore μ

La costruzione in paglia portante, abbinata a un intonaco di terra cruda all’interno e a un intonaco di calce all’esterno, costituisce un sistema costruttivo con proprietà termiche e igroscopiche specifiche. Questo articolo presenta le caratteristiche tecniche della nostra realizzazione, costruita con pareti in paglia prefabbricate e precompresse.

Caratteristica	Valore
Dimensioni di una balla	37 x 47 x 120 cm
Densità	da 90 a 120 kg/m³
Conducibilità termica (λ)	da 0,045 a 0,052 W/(m·K)
Valore di λ adottato per il calcolo	0,052 W/(m·K)
Fattore μ (resistenza alla diffusione del vapore)	Circa 1-2
Spessore di paglia nella parete	47 cm
Resistenza termica della paglia (R)	Circa 9,04 m²·K/W
Trasmittanza termica (U) della parete	Circa 0,11 W/(m²·K)

Composizione della parete

La parete esterna è composta da tre strati distinti, disposti dall’interno verso l’esterno per garantire insieme struttura, isolamento e regolazione igrometrica:

• Strato interno: da 4 a 6 cm di intonaco di terra cruda. Questo materiale assicura una regolazione naturale dell’umidità relativa e apporta inerzia termica superficiale.
• Cuore della parete: 47 cm di paglia in balle. Questo spessore costituisce l’elemento portante e il principale corpo isolante.
• Strato esterno: da 4 a 5 cm di intonaco di calce. Questo intonaco minerale protegge la paglia dalle intemperie pur restando permeabile al vapore acqueo.

Lo spessore totale della parete è di circa 56 cm.

Origine e caratteristiche delle balle

Le balle di paglia utilizzate per questo progetto sono state acquistate direttamente da un agricoltore della regione. Si tratta di piccole balle classiche, un formato molto diffuso: la loro sezione di 37 × 47 cm corrisponde alle dimensioni del canale della pressa, mentre la lunghezza varia leggermente da una balla all’altra.

• Dimensioni rilevate: sezione di 37 × 47 cm e lunghezza di circa 120 cm.
• Densità: compresa tra 90 e 120 kg/m³.
• Messa in opera: le pareti sono state prefabbricate in officina. È stata applicata la tecnica della precompressione verticale per garantire la stabilità dell’opera.

La paglia è un sottoprodotto della coltivazione dei cereali: si trova praticamente ovunque e di solito basta rivolgersi a un agricoltore vicino per procurarsela. Questa disponibilità locale limita i trasporti e rende il materiale accessibile alla maggior parte dei progetti.

Il contributo della precompressione strutturale

Una particolarità di questa realizzazione è la precompressione applicata durante la fabbricazione dei pannelli di parete. Ogni parete, alta 2,40 m (corrispondente alla sovrapposizione di 6 balle), è stata sottoposta a un carico di compressione di 1 000 kg per metro lineare.

Questa precompressione presenta diversi vantaggi tecnici:

• Limitazione dell’assestamento: la compressione iniziale riduce il rischio di assestamenti differenziali successivi, limitando così la comparsa di fessure negli intonaci.
• Rigidità strutturale: aumenta la coesione dell’insieme, permettendo alla parete di assorbire i carichi della struttura del tetto e di garantire la stabilità dell’opera.
• Omogeneità: garantisce una densità regolare della paglia su tutta l’altezza della parete, evitando zone meno dense che potrebbero creare ponti termici o debolezze meccaniche.

Prestazioni termiche e calcolo del coefficiente U

Le prestazioni termiche della parete derivano direttamente dallo spessore di paglia e dalla sua densità.

• Conducibilità termica (lambda): per una paglia con densità compresa tra 90 e 120 kg/m³, la conducibilità termica si situa generalmente tra 0,045 e 0,052 W/(m·K). Per il calcolo adottiamo il valore di riferimento delle regole professionali francesi per la costruzione in paglia (RFCP, CP2012) per questo intervallo di densità, cioè λ = 0,052 W/(m·K).

• Resistenza termica (R): per uno spessore di paglia di 47 cm, la resistenza termica si calcola con la formula R = e / λ:

  • R_paglia ≈ 0,47 / 0,052 ≈ 9,04 m²·K/W.
  • Intonaco interno in terra cruda (5 cm, λ ≈ 0,8 W/(m·K)): R_terra ≈ 0,05 / 0,8 ≈ 0,06 m²·K/W.
  • Intonaco esterno a calce (4,5 cm, λ ≈ 0,87 W/(m·K)): R_calce ≈ 0,045 / 0,87 ≈ 0,05 m²·K/W.
  • Resistenze superficiali interna ed esterna (EN ISO 6946): Rsi + Rse = 0,13 + 0,04 = 0,17 m²·K/W.
  • Resistenza totale: R_totale ≈ 9,04 + 0,06 + 0,05 + 0,17 ≈ 9,32 m²·K/W. Gli intonaci, densi e conduttivi, contribuiscono solo per circa l’1 % a questa resistenza: è la paglia a isolare.

• Coefficiente di trasmissione termica (U): il coefficiente U è l’inverso della resistenza totale (U = 1 / R_totale).

  • Calcolo: U = 1 / 9,32 ≈ 0,107, arrotondato a 0,11.
  • Risultato: U ≈ 0,11 W/(m²·K).

In Svizzera, il Modello di prescrizioni energetiche dei cantoni (MoPEC) fissa un valore limite di 0,17 W/(m²·K) per una parete esterna nuova quando l’involucro è verificato elemento per elemento: con 0,11 W/(m²·K), la parete si colloca nettamente al di sotto. In Francia, la RE2020 non fissa un U massimo per parete; valuta l’edificio nel suo insieme attraverso indicatori globali (Bbio, Cep), per cui un confronto diretto con l’U di una parete non è possibile.

Nemmeno lo standard della casa passiva (Passivhaus) si definisce con l’U di una parete, ma con la prestazione dell’intera casa: un fabbisogno di riscaldamento di al massimo 15 kWh/(m²·anno), un’ottima tenuta all’aria e un limite all’energia primaria. Per arrivarci si raccomandano pareti opache con un U di circa 0,15 W/(m²·K) o meno. La parete in paglia rientra in questa raccomandazione: è una buona base, ma da sola non basta a rendere passivo un edificio.

Sfasamento termico e inerzia

Lo sfasamento termico è il tempo che una variazione della temperatura esterna impiega a ripercuotersi sull’altro lato della parete. Si calcola secondo la norma EN ISO 13786, a partire da spessore, conduttività, densità e capacità termica di ogni strato. Il calcolo fornisce anche un secondo indicatore, spesso più eloquente: lo smorzamento, cioè il fattore per cui l’ampiezza delle variazioni di temperatura viene divisa attraversando la parete.

• Valori calcolati: abbiamo modellato la nostra parete con il calcolatore online Ubakus (intonaco in terra 5 cm, paglia 47 cm con λ = 0,052 W/(m·K), ρ = 100 kg/m³ e c = 2000 J/(kg·K), intonaco a calce 4,5 cm). Ne risulta uno sfasamento di circa 24 ore e uno smorzamento superiore a 100. Sono valori calcolati, non misurati: dipendono dalle ipotesi adottate, in particolare dalla capacità termica della paglia.
• Influenza dello spessore: lo sfasamento aumenta con lo spessore. Con le stesse ipotesi e 35 cm di paglia, sarebbe di circa 19 ore.
• Effetto concreto: con uno smorzamento superiore a 100, una differenza di 15 °C tra giorno e notte all’esterno si traduce in un’oscillazione inferiore a 0,15 °C sulla faccia interna della parete. Oltre una dozzina di ore, il valore esatto dello sfasamento conta poco: è questo smorzamento a proteggere l’interno dal caldo estivo. Il comfort estivo dipende allora soprattutto dalle finestre (protezioni solari) e dalla ventilazione notturna.

λ: conduttività termica; ρ: densità; c: capacità termica massica, cioè l’energia necessaria per aumentare di 1 °C la temperatura di 1 kg di materiale. Il prodotto ρ × c indica la quantità di calore che un metro cubo di materiale può immagazzinare: circa 0,2 MJ/(m³·K) per la paglia, contro 2,4 MJ/(m³·K) per il calcestruzzo.

Permeabilità al vapore e comfort interno

La progettazione della parete rispetta il principio della traspirabilità, cioè la capacità dei materiali di lasciar diffondere il vapore acqueo.

• Fattore di resistenza alla diffusione del vapore (μ): la paglia presenta un fattore μ molto basso (circa 1-2), nettamente inferiore a quello della terra cruda (3-5) e della calce (5-8).
• Gestione dell’umidità: questa omogeneità di proprietà permette al vapore acqueo prodotto all’interno dell’edificio di attraversare la parete e di evacuare verso l’esterno, senza incontrare una barriera al vapore sintetica che lo blocchi.

Questo funzionamento permette di mantenere un’igrometria interna stabile, generalmente compresa tra il 40 e il 60 %, il che contribuisce al comfort degli occupanti e previene i rischi di condensa nel cuore della parete.

Confronto con altri tipi di parete

Per collocare la nostra parete, le tabelle seguenti la confrontano con pareti esterne comunemente costruite oggi, con gli spessori di isolante scelti di solito per rispettare i requisiti attuali. I valori sono ordini di grandezza: variano in funzione dei prodotti scelti e dei dettagli esecutivi.

Le pareti a confronto

Tipo di parete	Stratigrafia tipica (int. → est.)	Spessore totale
Paglia portante (la nostra parete)	Terra cruda 5 cm + paglia 47 cm + calce 4,5 cm	≈ 56 cm
Calcestruzzo + polistirene (cappotto)	Calcestruzzo armato 20 cm + EPS 20 cm + intonaco	≈ 43 cm
Calcestruzzo + poliuretano	Calcestruzzo armato 20 cm + PIR 14 cm + facciata ventilata	≈ 40 cm
Laterizio + lana di roccia	Mattone in laterizio 15 cm + lana di roccia 20 cm + intonaco	≈ 38 cm
Laterizio isolante (monostrato)	Blocco alveolato 42,5 cm + intonaci	≈ 46 cm
Telaio in legno + lana di vetro	Cartongesso + barriera al vapore + lana di vetro 24 cm tra i montanti + pannello + rivestimento	≈ 32 cm
Telaio in legno + fibra di legno	Cartongesso + freno al vapore + fibra di legno 24 cm + pannello in fibra di legno 6 cm + intonaco	≈ 32 cm

Isolamento

Tipo di parete	U (W/(m²·K))
Paglia portante (la nostra parete)	≈ 0,11
Calcestruzzo + polistirene (cappotto)	≈ 0,17
Calcestruzzo + poliuretano	≈ 0,15
Laterizio + lana di roccia	≈ 0,16
Laterizio isolante (monostrato)	0,16–0,20
Telaio in legno + lana di vetro	≈ 0,19
Telaio in legno + fibra di legno	≈ 0,16

Gli isolanti sintetici consentono pareti più sottili, ma nessuna di queste stratigrafie comuni raggiunge la U ≈ 0,11 W/(m²·K) della nostra parete senza aumentare molto lo spessore dell’isolante.

Comfort estivo

Tipo di parete	Sfasamento	Smorzamento
Paglia portante (la nostra parete)	≈ 24 h	> 100
Calcestruzzo + polistirene (cappotto)	≈ 9,5 h	> 100
Calcestruzzo + poliuretano	≈ 10 h	> 100
Laterizio + lana di roccia	≈ 14 h	> 100
Laterizio isolante (monostrato)	26–30 h	> 100
Telaio in legno + lana di vetro	≈ 7 h	≈ 6
Telaio in legno + fibra di legno	≈ 15 h	≈ 30

Tutte le pareti che uniscono una massa importante a un buon isolamento (paglia densa, blocco alveolato, calcestruzzo o laterizio isolati all’esterno) riducono le variazioni della temperatura esterna di oltre 100 volte. I telai in legno leggeri smorzano molto meno: circa 6 con la lana di vetro e 30 con la fibra di legno, più densa. A livello di locale, però, il comfort estivo dipende soprattutto dalle schermature solari, dalla massa interna e dalla ventilazione notturna: la parete ne è solo un elemento.

Gestione del vapore

Tipo di parete	Permeabilità al vapore
Paglia portante (la nostra parete)	Aperta (μ da 1 a 8)
Calcestruzzo + polistirene (cappotto)	Chiusa (μ EPS da 20 a 100, calcestruzzo da 80 a 130)
Calcestruzzo + poliuretano	Chiusa (rivestimenti in alluminio)
Laterizio + lana di roccia	Aperta (μ ≈ 1) con un intonaco traspirante
Laterizio isolante (monostrato)	Aperta (μ da 5 a 10)
Telaio in legno + lana di vetro	Chiusa sul lato interno (barriera al vapore)
Telaio in legno + fibra di legno	Aperta (μ da 3 a 5)

Le pareti chiuse (barriera al vapore, isolanti sintetici) richiedono una tenuta perfetta; una perdita può intrappolare l’umidità nella parete. Le pareti traspiranti (paglia, fibra di legno, laterizio monostrato) lasciano migrare il vapore e asciugare in modo naturale.

Origine dei materiali

Tipo di parete	Origine dell’isolante
Paglia portante (la nostra parete)	Biobasato, locale, immagazzina carbonio
Calcestruzzo + polistirene (cappotto)	Petrolchimico
Calcestruzzo + poliuretano	Petrolchimico
Laterizio + lana di roccia	Minerale, produzione energivora
Laterizio isolante (monostrato)	Argilla cotta, cottura energivora
Telaio in legno + lana di vetro	Minerale, fusione energivora
Telaio in legno + fibra di legno	Biobasato

La paglia è un sottoprodotto agricolo pochissimo trasformato che immagazzina carbonio, mentre cemento, argilla cotta, lane minerali e isolanti petrolchimici richiedono molta energia per essere prodotti.

Valori calcolati con il calcolatore online Ubakus: U secondo EN ISO 6946, sfasamento e smorzamento secondo EN ISO 13786 (rapporto tra le ampiezze di temperatura delle facce esterna e interna). Ponti termici puntuali non considerati. Proprietà adottate (λ in W/(m·K), ρ in kg/m³, c in J/(kg·K)): paglia 0,052 / 100 / 2000; calcestruzzo armato 2,3 / 2400 / 1000; EPS 0,035 / 20 / 1450; PIR 0,022 / 32 / 1400; mattone in laterizio 0,40 / 900 / 1000; lana di roccia 0,035 / 100 / 1030; blocco alveolato da 0,07 a 0,09 / 650 / 1000; lana di vetro 0,035 / 15 / 1030; fibra di legno 0,038 / 50 / 2100; pannello in fibra di legno 0,046 / 230 / 2100; montanti in abete pari al 15 % della superficie. Come ricorda Ubakus, questi indicatori servono a confrontare le pareti tra loro e non permettono di prevedere la temperatura di un locale.

Durabilità e resistenza

La durabilità di una parete in paglia si basa sulla sua protezione dall’umidità liquida. La messa in opera adottata comprende:

• Uno zoccolo protetto dall’acqua, per tenere la paglia lontana dalla risalita capillare e dagli spruzzi di pioggia.
• Sporti di gronda sufficienti per proteggere le facciate.
• Un intonaco di calce esterno impermeabile all’acqua piovana ma permeabile al vapore.

Quanto alla resistenza al fuoco, l’elevata densità della paglia (90-120 kg/m³) e la presenza di intonaci minerali su entrambi i lati limitano la combustione. In caso di incendio, lo strato superficiale dell’intonaco o lo strato esterno della balla si consuma lentamente, formando uno strato carbonizzato che protegge il cuore della balla e mantiene la capacità portante della parete per un tempo significativo.

Conclusione

L’uso di balle di paglia precompresse, di produzione locale e con 47 cm di isolante, permette di raggiungere livelli elevati di prestazione termica (U ≈ 0,11 W/(m²·K)) con uno sfasamento calcolato di circa 24 ore e uno smorzamento molto forte delle variazioni di temperatura, garantendo al tempo stesso la stabilità strutturale dell’opera. Abbinata a intonaci naturali (terra e calce), questa tecnica offre un sistema costruttivo coerente, che controlla i flussi termici e igrometrici, per un edificio durevole ed efficiente dal punto di vista energetico, le cui pareti superano ampiamente i requisiti del MoPEC per i singoli elementi costruttivi.