Flusso di calore in regime stazionario e monodimensionale (condizioni invernali)

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1 UNIVERSITA DEGLI STUDI DI CAGLIARI FACOLTÁ DI ARCHITETTURA Lezioni del Laboratorio di progettazione tecnica e strutturale LE PRESTAZIONI TERMICHE E I DETTAGLI COSTRUTTIVI DELL INVOLUCRO OPACO Docente: Ing. GIUSEPPE DESOGUS

2 LE PRESTAZIONI TERMICHE DELL INVOLUCRO OPACO TRASMITTANZA TERMICA STAZIONARIA Flusso di calore in regime stazionario e monodimensionale (condizioni invernali) Ing. GIUSEPPE DESOGUS - Lezioni del Laboratorio di progettazione tecnica e strutturale INVOLUCRO OPACO. 2

3 LE PRESTAZIONI TERMICHE DELL INVOLUCRO OPACO TRASMITTANZA TERMICA STAZIONARIA È definita dalla formula Dove Rsi e Rse sono le resistenze termiche liminari [m 2 K/W] λ n è la conducibilità termica [W/mk] dell iesimo strato della parete s n è lo spessore dell iesimo strato della parete Rsi e Rse definiscono lo scambio di calore per irraggiamento e convezione tra le superfici limite della parete e gli ambienti rispettivamente interno ed esterno. Ing. GIUSEPPE DESOGUS - Lezioni del Laboratorio di progettazione tecnica e strutturale INVOLUCRO OPACO. 3

4 LE PRESTAZIONI TERMICHE DELL INVOLUCRO OPACO TRASMITTANZA TERMICA STAZIONARIA la conducibilità termica λ n dipende esclusivamente dal materiale che costituisce lo strato della parete. Sostanza W m-1 K-1 diamante argento 430 rame 390 oro 320 alluminio 236 ottone 111 platino 70 vetro 1 acqua distillata 0,6 laterizi 0,8 lana 0,05 vermiculite 0,046 polistirolo espanso 0,03 Ing. GIUSEPPE DESOGUS - Lezioni del Laboratorio di progettazione tecnica e strutturale INVOLUCRO OPACO. 4

5 LE PRESTAZIONI TERMICHE DELL INVOLUCRO OPACO TRASMITTANZA TERMICA STAZIONARIA La conducibilità termica non dipende dallo spessore del materiale. La resistenza termica invece ne tiene conto ed è definita come: Uno strato di materiale all interno di una chiusura deve essere considerato o attraverso la sua conducibilità e il suo spessore o direttamente attraverso la sua resistenza. Il secondo caso è preferibile per i materiali composti (es: laterizi forati). Ing. GIUSEPPE DESOGUS - Lezioni del Laboratorio di progettazione tecnica e strutturale INVOLUCRO OPACO. 5

6 LE PRESTAZIONI TERMICHE DELL INVOLUCRO OPACO PONTI TERMICI Un ponte termico è una porzione dell involucro in cui il flusso non è più monodirezionale. Può essere geometrico o materiale: Il ponte termico può essere fonte di dispersioni indesiderate e deve essere evitato il più possibile. Ing. GIUSEPPE DESOGUS - Lezioni del Laboratorio di progettazione tecnica e strutturale INVOLUCRO OPACO. 6

7 LE PRESTAZIONI TERMICHE DELL INVOLUCRO OPACO PONTI TERMICI Per i ponti termici non si parla di trasmittanza stazionaria ma di trasmittanza lineica. Il calore disperso da un ponte termico è dato dalla: Dove ψ è la trasmittanza termica lineica [W/mK]. L è la lunghezza del ponte termico Ing. GIUSEPPE DESOGUS - Lezioni del Laboratorio di progettazione tecnica e strutturale INVOLUCRO OPACO. 7

8 LE PRESTAZIONI TERMICHE DELL INVOLUCRO OPACO PONTI TERMICI Ing. GIUSEPPE DESOGUS - Lezioni del Laboratorio di progettazione tecnica e strutturale INVOLUCRO OPACO. 8

9 LE PRESTAZIONI TERMICHE DELL INVOLUCRO OPACO PONTI TERMICI Ing. GIUSEPPE DESOGUS - Lezioni del Laboratorio di progettazione tecnica e strutturale INVOLUCRO OPACO. 9

10 LE PRESTAZIONI TERMICHE DELL INVOLUCRO OPACO PONTI TERMICI Ing. GIUSEPPE DESOGUS - Lezioni del Laboratorio di progettazione tecnica e strutturale INVOLUCRO OPACO. 10

11 LE PRESTAZIONI TERMICHE DELL INVOLUCRO OPACO TRASMITTANZA TERMICA PERIODICA Flusso di calore in regime periodico e monodimensionale (condizioni estive) Il comportamento dell involucro viene definito dallo sfasamento (ore) e dal fattore di attenuazione. Ing. GIUSEPPE DESOGUS - Lezioni del Laboratorio di progettazione tecnica e strutturale INVOLUCRO OPACO. 11

12 LE PRESTAZIONI TERMICHE DELL INVOLUCRO OPACO TRASMITTANZA TERMICA PERIODICA Lo sfasamento ( t) è l intervallo di tempo che intercorre tra un massimo dell onda termica sulla parete esterna e un massimo sulla parte interna. Le pareti più performanti possono avere anche sfasamenti di 24 h. Il fattore di attenuazione (f) invece è definito come il rapporto tra l ampiezza dell onda termica sulla parete interna e l ampiezza su quella esterna. Calcolare questi valori non è semplice (si veda UNI 13786), ma possiamo comunque affermare che dipendono da: Densità Spessore Calore specifico La normativa attuale (DPR 59/09) introduce il concetto di trasmittanza periodica che è data dal prodotto di U f Ing. GIUSEPPE DESOGUS - Lezioni del Laboratorio di progettazione tecnica e strutturale INVOLUCRO OPACO. 12

13 LE PRESTAZIONI TERMICHE DELL INVOLUCRO OPACO LEGGI DI RIFERIMENTO Ing. GIUSEPPE DESOGUS - Lezioni del Laboratorio di progettazione tecnica e strutturale REQUISITI DI LEGGE PER L INVOLUCRO 13

14 LE PRESTAZIONI TERMICHE DELL INVOLUCRO OPACO PRESCRIZIONI DIVERSE PER DIVERSI CASI DI INTERVENTO Ing. GIUSEPPE DESOGUS - Lezioni del Laboratorio di progettazione tecnica e strutturale REQUISITI DI LEGGE PER L INVOLUCRO 14

15 LE PRESTAZIONI TERMICHE DELL INVOLUCRO OPACO PRESCRIZIONI DIVERSE PER DIVERSE DESTINAZIONI D USO Ing. GIUSEPPE DESOGUS - Lezioni del Laboratorio di progettazione tecnica e strutturale REQUISITI DI LEGGE PER L INVOLUCRO 15

16 LE PRESTAZIONI TERMICHE DELL INVOLUCRO OPACO EDIFICI DI NUOVA COSTRUZIONE (TIPOLOGIE DA E1 A E4) in grassetto le verifiche richieste per l esercitazione Verifica indice prestazione energetica invernale EPi<EPilim o verifica alternativa (se Sup trasp/sup utile < 0,18) della trasmittanza elementi opachi verticali, orizzontali, chiusure trasparenti e vetri di ambienti riscaldati. Verifica indice di prestazione energetica dell involucro per il raffrescamento Epe, invol Epe, invol lim Verifica trasmittanza divisori tra edifici o unità immobiliari o tra locali non riscaldati ed esterno Verifica condensa superficiale e interstiziale Verifica inerzia termica involucro Valutazione efficacia sistemi schermanti, presenza di ventilazione naturale o in alternativa di ventilazione meccanica Presenza di sistemi schermanti esterni o vetri con g 0,5 Dispositivi regolazione automatica temperatura ambiente Fonti rinnovabili per produzione del 50% del fabbisogno di ACS Fonti rinnovabili per la produzione di energia elettrica Installazione di impianti fotovoltaici Predisposizione per reti di teleriscaldamento se presenti Verifica comunque obbligatoria delle trasmittanze dell involucro esterno se presenti impianti a biomassa Obbligo trattamento ACS Per gli edifici pubblici i limiti di EPi e di trasmittanza vanno ridotti del 10% Ing. GIUSEPPE DESOGUS - Lezioni del Laboratorio di progettazione tecnica e strutturale REQUISITI DI LEGGE PER L INVOLUCRO 16

17 LE PRESTAZIONI TERMICHE DELL INVOLUCRO OPACO TRASMITTANZE TERMICHE INVOLUCRO DI AMBIENTI RISCALDATI VERSO L ESTERNO O VERSO AMBIENTI NON RISCALDATI. Ing. GIUSEPPE DESOGUS - Lezioni del Laboratorio di progettazione tecnica e strutturale REQUISITI DI LEGGE PER L INVOLUCRO 17

18 LE PRESTAZIONI TERMICHE DELL INVOLUCRO OPACO TRASMITTANZE TERMICHE INVOLUCRO DI AMBIENTI RISCALDATI VERSO L ESTERNO O VERSO AMBIENTI NON RISCALDATI. Ing. GIUSEPPE DESOGUS - Lezioni del Laboratorio di progettazione tecnica e strutturale REQUISITI DI LEGGE PER L INVOLUCROV 18

19 LE PRESTAZIONI TERMICHE DELL INVOLUCRO OPACO TRASMITTANZE TERMICHE INVOLUCRO DI AMBIENTI RISCALDATI VERSO L ESTERNO O VERSO AMBIENTI NON RISCALDATI. Ing. GIUSEPPE DESOGUS - Lezioni del Laboratorio di progettazione tecnica e strutturale REQUISITI DI LEGGE PER L INVOLUCRO 19

20 LE PRESTAZIONI TERMICHE DELL INVOLUCRO OPACO TRASMITTANZE TERMICHE DIVISORI TRA EDIFICI O UNITÀ IMMOBILIARI O TRA LOCALI NON RISCALDATI ED ESTERNO Udivisorio 0,8 W/m²K Ing. GIUSEPPE DESOGUS - Lezioni del Laboratorio di progettazione tecnica e strutturale REQUISITI DI LEGGE PER L INVOLUCRO 20

21 LE PRESTAZIONI TERMICHE DELL INVOLUCRO OPACO INERZIA TERMICA INVOLUCRO Verificare che (ad esclusione della zona F) per le località in cui il valore medio mensile dell irradianza sul piano orizzontale nel mese di massima insolazione Im, s 290 W/m² : Per le pareti opache verticali ad eccezione di quelle nel quadrante Nord-ovest/Nord/Nord- Est: - la massa superficiale Ms (calcolata secondo la definizione dell All.A del Dlgs 192/05 come massa superficiale della parete opaca compresa la malta dei giunti ed esclusi gli intonaci) sia superiore di 230 kg/m² - o in alternativa che il valore del modulo della trasmittanza termica periodica (YI E) sia inferiore a 0,12 W/m²k Per tutte le pareti opache orizzontali ed inclinate: - che il valore del modulo della trasmittanza termica periodica (YI E) sia inferiore a 0,20 W/m²K Ing. GIUSEPPE DESOGUS - Lezioni del Laboratorio di progettazione tecnica e strutturale REQUISITI DI LEGGE PER L INVOLUCRO 21

22 LE PRESTAZIONI TERMICHE DELL INVOLUCRO OPACO Per gli edifici pubblici i limiti di trasmittanza vanno ridotti del 10% Ing. GIUSEPPE DESOGUS - Lezioni del Laboratorio di progettazione tecnica e strutturale REQUISITI DI LEGGE PER L INVOLUCRO 22

23 LE COPERTURE Le coperture in inverno disperdono verso la volta celeste per irraggiamento più delle chiusure verticali. D estate sono maggiormente soggette al surriscaldamento indotto dalla radiazione solare. 23

24 LE COPERTURE Per limitare il surriscaldamento è possibile affidare allo strato di finitura il compito di schermarla e realizzare sistemi per la ventilazione sopra gli strati che assolvono la funzione di coibentazione termica. 24

25 LE COPERTURE VENTILATE 25

26 LE COPERTURE VENTILATE 26

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28 LE COPERTURE VENTILATE 28

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30 LE COPERTURE VENTILATE 30

31 ESEMPI DI SOLUZIONI COSTRUTTIVE PER L INVOLUCRO LE COPERTURE VERDI Un alternativa alle coperture ventilate è rappresentata dalle coperture con elevata inerzia termica, come i cosiddetti tetti verdi. Legenda: 1. Strato di impermeabilizzazione anti-radice: geomembrana in caucciù EPDM, spessore 1,114 mm 2a. Strato di drenaggio: argilla espansa granulometria 3-8 mm, spessore 20 cm 2b. Strato di drenaggio: argilla espansa granulometria 3-8 mm, spessore 5 cm 3. Strato filtrante: tessuto non tessuto, spessore 2 mm 4a. Strato di coltura: 60% terreno vegetale 40% argilla espansa, spessore 10 cm 4b. Strato di coltura: terriccio univesale, spessore 5 cm 5. Strato vegetale 6. Bocchettone di scarico 7. Parafoglia 8. Discendente in PVC Ø 80 mm 9. Tubo drenante Ø 75 mm 10. Scossalina in lamiera zincata, spessore 0,06 mm 31

32 ESEMPI DI SOLUZIONI COSTRUTTIVE PER L INVOLUCRO LE COPERTURE VERDI 32

33 LE COPERTURE VERDI Legenda: 1. Strato di impermeabilizzazione anti-radice: geomembrana in caucciù EPDM, spessore 1,114 mm 2a. Strato di drenaggio: argilla espansa granulometria 3-8 mm, spessore 20 cm 2b. Strato di drenaggio: argilla espansa granulometria 3-8 mm, spessore 5 cm 3. Strato filtrante: tessuto non tessuto, spessore 2 mm 4a. Strato di coltura: 60% terreno vegetale 40% argilla espansa, spessore 10 cm 4b. Strato di coltura: terriccio univesale, spessore 5 cm 5. Strato vegetale 6. Bocchettone di scarico 7. Parafoglia 8. Discendente in PVC Ø 80 mm 9. Tubo drenante Ø 75 mm 10. Scossalina in lamiera zincata, spessore 0,06 mm 33

34 ESEMPI DI SOLUZIONI COSTRUTTIVE PER L INVOLUCRO LE COPERTURE VERDI Legenda: 1. Strato di impermeabilizzazione anti-radice: geomembrana in caucciù EPDM, spessore 1,114 mm 2a. Strato di drenaggio: argilla espansa granulometria 3-8 mm, spessore 20 cm 2b. Strato di drenaggio: argilla espansa granulometria 3-8 mm, spessore 5 cm 3. Strato filtrante: tessuto non tessuto, spessore 2 mm 4a. Strato di coltura: 60% terreno vegetale 40% argilla espansa, spessore 10 cm 4b. Strato di coltura: terriccio univesale, spessore 5 cm 5. Strato vegetale 6. Bocchettone di scarico 7. Parafoglia 8. Discendente in PVC Ø 80 mm 9. Tubo drenante Ø 75 mm 10. Scossalina in lamiera zincata, spessore 0,06 mm 34

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39 Pareti ventilate senza la necessità di interventi strutturali sugli edifici. ll rivestimento isolante è composto da due pannelli in lana di roccia uno interno ed uno di finitura esterno - distanziati tra loro da una lastra grecata in alluminio. Direttamente ancorati ai pannelli, creano tra di essi una speciale intercapedine ventilata: un camino naturale d aria libera comunicante con l esterno sia alla sommità che alla base e che garantisce la massima traspirabilità delle superfici. Una speciale finitura per esterni malta e intonachino - studiata per valorizzare le capacità isolanti, traspiranti e protettive del rivestimento. Di origine minerale naturale, grazie alle sue specifiche qualità di permeabilità ed idrorepellenza favorisce la fuoriuscita dal rivestimento dell umidità contribuendo altresì a mantenerlo asciutto. Una caratteristica essenziale per garantire la massima resa del sistema: l alta conducibilità termica dell acqua infatti (24 volte superiore a quella dell aria secca) determina un abbassamento della resa del rivestimento proporzionale alla quantità d acqua assorbita. 39

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48 ESEMPI DI SOLUZIONI COSTRUTTIVE PER L INVOLUCRO LE COPERTURE 48

49 ESEMPI DI SOLUZIONI COSTRUTTIVE PER L INVOLUCRO LE CHIUSURE VERTICALI 49

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52 LE CHIUSURE VERTICALI 52

53 LE CHIUSURE VERTICALI 53

54 LE CHIUSURE ORIZZONTALI DI BASE 54

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