1 Che cosa e? la trasmittanza termica:Amerio WEB · La norma UNI EN ISO 6946/2008 prescrive di...
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Trasmittanza termica
• Che cosa è la trasmittanza termica
• Trasmissione del calore e trasmittanza termica
• La trasmittanza termica secondo la norma UNI EN ISO 6946/2008
• Il calcolo della trasmittanza secondo l’attuale norma UNI EN ISO 6946/2008
• Le resistenze termiche superficiali
• Conduttività termica dei materiali
• Resistenza termica delle intercapedini d'aria
• Trasmittanza e isolamento termico
• Le formule precedenti alla norma UNI EN ISO 6946/2008
• Le adduttanze
• La conduttanza
• Influenza del materiale isolante sul valore della trasmittanza
• Tecniche di isolamento di una parete perimetrale
• Trasmittanza di alcuni tipi di parete perimetrale
• Esempi di calcolo per una parete a cassavuota
• Esempi di calcolo per una parete con interposto isolante termico
Che cosa è la trasmittanza termica
La trasmittanza termica è una prestazione degli elementi edilizi che
permette di valutare il livello di isolamento termico che essi sono in grado di
offrire.
Visualizzazione delle dispersioni termiche mediante indagine termografica. Il prospetto dell’edifi-
cio denuncia la presenza di ponti termici tra i pannelli e la vistosa fuoriuscita di calore da una fi-
nestra lasciata aperta. Le macchie di colore che appaiono sulle pareti viste di scorcio dipendono da
effetti fotografici e non sono significative ai fini dell’indagine termografica.
Trasmissione del calore e trasmittanza termica
Ogni corpo tende a essere attraversato dal calore, dando vita a scambi
termici con l’ambiente circostante.
Nel caso di un elemento divisorio di un edificio (per esempio una parete che
divida un ambiente interno dall’esterno), gli scambi termici tendono a livellare
la temperatura esterna te con quella interna t i.
Calore trasmesso attraverso
una parete che separa due am-
bienti a temperatura diversa.
Lo scambio termico può avvenire per:
conduzione
è la trasmissione di calore attraverso un materiale o più materiali a
contatto. In edilizia si valuta mediante la conduttività termica dei
materiali.
Trasmissione del calore e trasmittanza termica
Il riscaldamento di un’estremità di una sbarra
metallica provoca un flusso di calore dal mar-
gine più caldo a quello più freddo, fino al rag-
giungimento dell’equilibrio termico.
Lo scambio termico può avvenire per:
convezione
è la propagazione del calore attraverso liquidi o gas.
In edilizia interessa soprattutto le intercapedini dei muri a cassavuota o
dei serramenti a vetrocamera.
Trasmissione del calore e trasmittanza termica
Moti convettivi all’interno di una massa
di acqua riscaldata inferiormente.
Lo scambio termico può avvenire per:
irraggiamento
è l’effetto della porzione di energia radiante che colpisce una superficie
riscaldandola.
In edilizia interessa in particolar modo il riscaldamento delle superfici
esposte al Sole.
Trasmissione del calore e trasmittanza termica
La radiazione solare fornisce un apporto di calore, attra-
verso il fenomeno dell’irraggiamento e della convezione.
La trasmittanza termica secondo la norma UNI EN ISO 6946/2008
La norma UNI EN ISO 6946/2008 prescrive di semplificare il complesso
stu- dio delle modalità di scambio termico mediante una grandezza fisica
chiamata trasmittanza termica (U ).
Viene definita come flusso di calore che attraversa una superficie
uni- taria sottoposta a differenza di temperatura pari a 1 K.
L’unità di misura della trasmittanza termica è:
W/(m2 • K)
ovvero watt per ogni metro quadro di area dell’elemento edilizio in esame
e per ogni grado di differenza di temperatura tra la sua faccia interna (in
genere più calda) e la sua faccia esterna (in genere più fredda).
La trasmittanza termica secondo la norma UNI EN ISO 6946/2008
La trasmittanza termica è legata alle proprietà caratteristiche dei
materiali che costituiscono l’elemento costruttivo e alle condizioni di
scambio termico di tale elemento edilizio rispetto all’aria interna e a quella
esterna (le resistenze termiche superficiali che definiscono lo scambio
termico liminare).
La trasmittanza termica viene indicata con:
U o Um quando riguarda una parete
Uw quando riguarda una finestra
Ug quando riguarda una lastra di vetro
Uf quando riguarda un telaio di serramento
Nel calcolo del fabbisogno energetico degli edifici compare la lettera H
che rappresenta il coefficiente di dispersione per trasmissione
attraverso un elemento di separazione tra la zona termica interna e l’esterno
e che si misura in W/K.
Vale dunque la relazione:
H = S • U
dove S è la superficie dell’elemento di separazione.
La trasmittanza termica secondo la norma UNI EN ISO 6946/2008
Il calcolo della trasmittanza secondo l’attuale norma
UNI EN ISO 6946/2008
La norma UNI EN ISO 6946/2008 ha introdotto nuove formule per il
calcolo della trasmittanza delle pareti che differiscono dalle formule previste
nelle precedenti modalità di calcolo (ma tuttora in uso) per la simbologia
adottata e per i valori delle grandezze da usare per il calcolo.
PARETE MONOSTRATO SENZA INTERCAPEDINE D’ARIA
PARETE A PIÙ STRATI SENZA INTERCAPEDINE D’ARIA
PARETE A PIÙ STRATI CON INTERCAPEDINE D’ARIA
Il calcolo della trasmittanza secondo l’attuale norma
UNI EN ISO 6946/2008
SIGNIFICATO DELLE VARIABILI
Resistenza termica superficiale
interna
Resistenza termica superficiale
esterna
Conduttività termica di ciascuno strato costituente la
parete
Resistenza termica delle intercapedini
d’aria
Spessore di ciascuno
strato
Rsi
Rse
Ra
λ1, λ2 ... λn
S1, S2 ... Sn
Il calcolo della trasmittanza secondo l’attuale norma
UNI EN ISO 6946/2008
Il calcolo della trasmittanza secondo l’attuale norma
UNI EN ISO 6946/2008
TIPO DI PARETE NELLA FORMULA COMPARE...
monostrato λ1
n strati λ1, λ2 ... λn
a cassavuota λ1, λ2 ... λn e Ra
Il rapporto S/λ esprime la resistenza termica di ogni singolo strato che
costituisce la parete, cioè la sua capacità di opporsi al passaggio del calore.
In termini matematici la trasmittanza può dunque essere definita come
l’inverso della somma delle resistenze termiche dei vari strati che
compongono l’elemento edilizio e delle resistenze superficiali
interna ed esterna.
Il calcolo della trasmittanza secondo l’attuale norma
UNI EN ISO 6946/2008
Le resistenze termiche superficiali
Le resistenze termiche superficiali Rsi e Rse rappresentano la resistenza
al passaggio del calore causata dal contatto del mezzo gassoso (aria) su 1
m2 di superficie della parete quando la differenza di temperatura tra il mezzo
gassoso e la parete è di 1 K.
L’unità di misura è:
m2 • K/W
La resistenza termica superficiale interna Rsi è lo scambio termico
superficiale dovuto ai moti convettivi dell’aria dell’ambiente interno che viene
a contatto con la faccia interna della parete.
La norma UNI EN ISO 6946/2008 assegna alla resistenza termica
superficiale interna il seguente valore convenzionale:
Rsi = 0,10 m2 • K/W
Le resistenze termiche superficiali
La resistenza termica superficiale esterna Rse è lo scambio termico
superficiale dovuto all’azione degli agenti atmosferici (vento) che vengono a
contatto con la faccia esterna della parete.
La norma UNI EN ISO 6946/2008 assegna alla resistenza termica
superficiale esterna il seguente valore convenzionale:
Rse
= 0,4 m2 • K/W
Le resistenze termiche superficiali
Conduttività termica dei materiali
La conduttività termica λ, chiamata anche conducibilità, è una proprietà
dei materiali che esprime la loro attitudine a trasmettere il calore.
Essa è data dal rapporto tra il flusso di calore che attraversa il materiale e
la differenza di temperatura che ne è la causa:
λ = Φ/At
L’unità di misura è:
W/(m • K)
La conduttività di un materiale si misura calcolando la quantità di calore
che attraversa perpendicolarmente 1 m2 di superficie di un materiale
spesso 1 m quando la differenza di temperatura tra le due facce è 1 K.
Conduttività termica dei materiali
CONDUTTIVITÁ TERMICA DI ALCUNI MATERIALI
Conduttività termica dei materiali
Materiale Massa volumica
(kg/m3)
λ (W/m • K)
Rame 8900 380
Alluminio 2800 200
Vetro 2500 1
Metacrilato 1180 0,19
Legno di conifera 500 0,13
Calcestruzzo 2400 1,6
Cls alleggerito con argilla espansa 1100 0,45
Polistirolo espanso 10 0,044
Poliuretano espanso 30 0,03
Vetro cellulare 130 0,055
Lana di roccia 30 0,04
I materiali che hanno la proprietà di avere valori di conduttività molto bassi
si chiamano isolanti termici.
Conduttività termica dei materiali
Campioni di poliuretano espanso in lastre.
Il poliuretano è un ottimo isolante termico.
Feltri, pannelli e fibre sfuse di lana di roccia.
Gli isolanti di fibre minerali danno luogo a di-
verse categorie di prodotti con caratteristiche
termoisolanti e fonoassorbenti.
Resistenza termica delle intercapedini d’aria
La resistenza termica delle intercapedini d’aria Ra esprime l’attitudine a
opporsi al passaggio del calore dello strato gassoso contenuto all’interno delle
intercapedini verticali dei muri a cassavuota.
È data dal rapporto tra lo spessore S e la conduttività termica h e
rappresenta la quantità di calore che attraversa 1 m2 di un materiale spesso
S e avente λ = 1, quando At = 1.
VALORI CONVENZIONALI DI Ra SECONDO LA NORMA
UNI EN ISO 6946/2008
Resistenza termica delle intercapedini d’aria
Spessore dello strato verticale
di aria che forma l’intercapedine
(m)
Valore di Ra (m2 • K/W)
0,05 0,11
0,010 0,15
0,015 0,16
0,025 0,16
0,050 0,16
0,100 0,16
0,300 0,16
Trasmittanza e isolamento termico
Quanto minore è la trasmittanza, tanto maggiore è l’isolamento
termico dell’elemento divisorio.
Quanto maggiore è lo spessore dell’elemento divisorio, tanto minore è
la trasmittanza.
Quanto minore è la conduttività dei materiali che compongono
l’elemento divisorio, tanto minore è la trasmittanza.
Le formule precedenti alla norma UNI EN ISO 6946/2008
La norma UNI EN ISO 6946/2008 ha introdotto nuove formule per il
calcolo della trasmittanza delle pareti che differiscono dalle formule previste
nelle precedenti modalità di calcolo (ma tuttora in uso) per la simbologia
adottata e per i valori delle grandezze da usare per il calcolo.
Le formule per il calcolo della trasmittanza di una parete usate prima
dell’entrata in vigore dell’attuale UNI EN ISO 6946/2008 sono riportate qui di
seguito.
Le formule precedenti alla norma UNI EN ISO 6946/2008
PARETE MONOSTRATO SENZA INTERCAPEDINE D’ARIA
PARETE A PIÙ STRATI SENZA INTERCAPEDINE D’ARIA
PARETE A PIÙ STRATI CON INTERCAPEDINE D’ARIA
SIGNIFICATO DELLE VARIABILI
Le formule precedenti alla norma UNI EN ISO 6946/2008
Adduttanza interna (o scambio termico superficiale o
liminare)
Adduttanza esterna (o scambio termico superficiale o
liminare)
Conduttività termica di ciascuno strato costituente la
parete
Conduttanza termica dell’intercapedine
d’aria
Spessore di ciascuno
strato
α1
α2
C
λ1, λ2 ... λn
S1, S2 ... Sn
Le formule precedenti alla norma UNI EN ISO 6946/2008
TIPO DI PARETE NELLA FORMULA COMPARE...
monostrato λ1
n strati λ1, λ2 ... λn
a cassavuota λ1, λ2 ... λn e C
Le adduttanze
Le adduttanze (o scambi termici superficiali o liminari o coefficienti di
ad- duzione) α1 e αe sono i reciproci delle resistenze termiche superficiali Rsi
e Rse che compaiono nelle formule introdotte dall’attuale norma UNI
EN ISO 6946/2008.
Le adduttanze rappresentano la quantità di calore che viene ceduta dal
mezzo gassoso (aria) a 1 m2 di superficie della parete quando la differenza di
tempe- ratura tra il mezzo gassoso e la parete è di 1 K.
L’unità di misura è:
W/(m2 • K)
Secondo le precedenti modalità di calcolo, alle adduttanze venivano in
genere assegnati i valori di:
= • α1 7,7 W/(m2 K)
= • αe 25 W/(m2 K)
La conduttanza
Il coefficiente C chiamato conduttanza è il reciproco della resistenza
termica delle intercapedini d’aria Ra che compare nelle formule dell’attuale
norma UNI EN ISO 6946/2008.
La conduttanza rappresenta la quantità di calore che attraversa uno strato
gassoso contenuto all’interno delle intercapedini verticali dei muri a
cassavuota avente un’area di 1 m2 quando la differenza di temperatura tra le
superfici è di 1 K.
L’unità di misura è:
W/(m2 • K)
Secondo le precedenti modalità di calcolo, alla conduttanza veniva in
genere assegnato il valore di:
C = 6,4 W/(m2 • K)
Influenza del materiale isolante sul valore della trasmittanza
La soluzione più comune per incrementare l’isolamento termico delle
pareti perimetrali è quella di aggiungere all’involucro esterno dei materiali
isolanti termici che, in quanto tali, sono dotati di bassi valori di conduttività.
Copertura isolata termicamente e
impermeabilizzata, mediante spruz-
zatura di poliuretano espanso.
Influenza del materiale isolante sul valore della trasmittanza
Intercapedine di muratura a cassavuota
sottoposta a iniezione di resina ureica
espansa in sito.
Posa di pannelli isolanti rigidi a base di
perlite espansa.
Spessori S di materiali termoisolanti necessari per ottenere una
riduzione della trasmittanza di circa 0,4 W/(m2 • K)
Influenza del materiale isolante sul valore della trasmittanza
Per esempio, un rivestimento di lana minerale dello spessore di 10 cm
consente di abbassare la trasmittanza termica di circa 0,4 W/(m2 • K).
Materiali termoisolanti λ(W/m • K) S(m)
Lana di roccia 0,04 0,10
Legno 0,13 0,33
Cls di argilla espansa 0,45 1,13
Mattoni 0,8 2,00
Calcestruzzo 1,6 4,00
Granito 3,5 8,75
Tecniche di isolamento di una parete perimetrale
PARETE A CASSAVUOTA CON INTERCAPEDINE INTERAMENTE
RIEMPITA DI MATERIALE ISOLANTE
Tecniche di isolamento di una parete perimetrale
PARETE A CASSAVUOTA CON INTERCAPEDINE
SOLO PARZIALMENTE RIEMPITA DA UN PANNELLO
DI MATERIALE ISOLANTE
Tecniche di isolamento di una parete perimetrale
ISOLAMENTO ESTERNO A CAPPOTTO
Tecniche di isolamento di una parete perimetrale
PARETE VENTILATA (COMPORTAMENTO ESTIVO)
PARETE VENTILATA (COMPORTAMENTO INVERNALE)
Trasmittanza termica di alcuni tipi di parete perimetrale
Trasmittanza termica di alcuni tipi di murature.
Esempi di calcolo per una parete a cassavuota
CALCOLO DELLA TRASMITTANZA TERMICA DI UNA PARETE
A CASSAVUOTA MEDIANTE LE FORMULE INTRODOTTE
DALLA NORMA UNI EN ISO 6946/2008
Consideriamo il caso di una parete costituita da più strati con
intercapedine d’aria.
Esempi di calcolo per una parete a cassavuota
SIGNIFICATO E VALORE DELLE VARIABILI
FORMULA PER IL CALCOLO DELLA TRASMITTANZA
Rsi Resistenza termica superficiale interna 0,10 m2 • K/W
Rse Resistenza termica superficiale esterna 0,04 m2 • K/W
λ1 Conduttività termica dell’intonaco interno 0,7 W/(m • K)
λ4 Conduttività termica dell’intonaco esterno 1,16 W/(m • K)
λ2 e λ3 Conduttività termica del mattone forato
dello strato interno e di quello esterno
0,4 W/(m • K)
Ra Resistenza termica dell’intercapedine
d’aria (in questo caso strato d’aria
verticale)
0,15 m2 • K/W
CALCOLO
Esempi di calcolo per una parete a cassavuota
Esempi di calcolo per una parete a cassavuota
CALCOLO DELLA TRASMITTANZA TERMICA DI UNA PARETE
A CASSAVUOTA MEDIANTE LE FORMULE PRECEDENTI
ALLA NORMA UNI EN ISO 6946/2008
Consideriamo il caso di una parete costituita da più strati con
intercapedine d’aria.
FORMULA PER IL CALCOLO DELLA TRASMITTANZA
Esempi di calcolo per una parete a cassavuota
SIGNIFICATO E VALORE DELLE VARIABILI
α1 Adduttanza interna 7,7 W/(m2 • K)
αe Adduttanza esterna 25 W/(m2 • K)
λ1 Conduttività termica dell’intonaco interno 0,7 W/(m • K)
λ4 Conduttività termica dell’intonaco esterno 1,16 W/(m • K)
λ2 e λ3 Conduttività termica del mattone forato
dello strato interno e di quello esterno
0,4 W/(m • K)
C Conduttanza termica dell’intercapedine
d’aria (in questo caso strato d’aria verticale)
6,4 W/(m2 • K)
Esempi di calcolo per una parete a cassavuota
CALCOLO
Esempi di calcolo per una parete a cassavuota
CONFRONTO
I risultati ottenuti differiscono leggermente a causa dei diversi valori che i
due metodi attribuiscono alla resistenza termica superficiale esterna Rse e a
quella dell’intercapedine d’aria Ra.
Calcolo con norma
UNI EN ISO
6946/2008
Calcolo con norma
precedente
Parete a
cassavuota
costituita da più
strati con
intercapedine d’aria
1,081 W/(m2 • K)
1,041 W/(m2 • K)
Esempi di calcolo per una parete con interposto isolante termico
CALCOLO DELLA TRASMITTANZA TERMICA DI UNA PARETE CON
INTERPOSTO ISOLANTE TERMICO MEDIANTE LE FORMULE
INTRODOTTE DALLA NORMA
UNI EN ISO 6946/2008
La sezione rappresenta una parete a cassavuota nella cui intercapedine è
stato interposto un pannello semirigido di fibra di roccia dello spessore di 5
cm.
Esempi di calcolo per una parete con interposto isolante termico
SIGNIFICATO E VALORE DELLE VARIABILI
FORMULA PER IL CALCOLO DELLA TRASMITTANZA
Rsi Resistenza termica superficiale interna 0,10 m2 • K/W
Rse Resistenza termica superficiale esterna 0,04 m2 • K/W
λ1 Conduttività termica dell’intonaco interno 0,7 W/(m • K)
λ5 Conduttività termica dell’intonaco esterno 1,16 W/(m • K)
λ2 e λ4 Conduttività termica del mattone forato dello strato
interno e di quello esterno
0,4 W/(m • K)
λ3 Conduttività termica dello strato di materiale
isolante
0,4 W/(m • K)
Ra Resistenza termica dell’intercapedine d’aria (in
questo caso strato d’aria verticale)
0,15 m2 • K/W
CALCOLO
Esempi di calcolo per una parete con interposto isolante termico
Esempi di calcolo per una parete con interposto isolante termico
CALCOLO DELLA TRASMITTANZA TERMICA DI UNA PARETE
CON INTERPOSTO ISOLANTE TERMICO MEDIANTE LE
FORMULE PRECEDENTI ALLA NORMA
UNI EN ISO 6946/2008
La sezione rappresenta una parete a cassavuota nella cui intercapedine è
stato interposto un pannello semirigido di fibra di roccia dello spessore di 5
cm.
FORMULA PER IL CALCOLO DELLA TRASMITTANZA
Esempi di calcolo per una parete con interposto isolante termico
SIGNIFICATO E VALORE DELLE VARIABILI
α1 Adduttanza interna 7,7 W/(m2 • K)
αe Adduttanza esterna 25 W/(m2 • K)
λ1 Conduttività termica dell’intonaco interno 0,7 W/(m • K)
λ5 Conduttività termica dell’intonaco esterno 1,16 W/(m • K)
λ2 e λ4 Conduttività termica del mattone forato
dello strato interno e di quello esterno
0,4 W/(m • K)
λ3 Conduttività termica dello strato di
materiale isolante
0,04 W/(m • K)
C Conduttanza termica dell’intercapedine
d’aria (in questo caso strato d’aria verticale)
6,4 W/(m2 • K)
Esempi di calcolo per una parete con interposto isolante termico
CALCOLO
Dunque la presenza del materiale termocoibente ha sostanzialmente
dimezzato il valore della trasmittanza. Ovviamente, se lo spessore del
pannello fosse ancora maggiore, o se il pannello fosse costituito da
materiale dotato di una conduttività termica ancora minore, come, per
esempio, il poliuretano espanso (λ = 0,028 W/(m2 • K)), il valore della
trasmittanza si ridurrebbe ulteriormente, a tutto vantaggio del risparmio
energetico.
Esempi di calcolo per una parete con interposto isolante termico
Esempi di calcolo per una parete con interposto isolante termico
CONFRONTO
I risultati ottenuti differiscono leggermente a causa dei diversi valori che i
due metodi attribuiscono alla resistenza termica superficiale esterna Rse e a
quella dell’intercapedine d’aria Ra.
Calcolo con norma
UNI EN ISO
6946/2008
Calcolo con norma
precedente
Parete a cassavuota
costituita da più strati
con intercapedine
d’aria con
interposizione di uno
strato termoisolante
0,459 W/(m2 • K)
0,452 W/(m2 • K)