TRASMITTANZA E PONTI TERMICI IN REGIME TERMICO STAZIONARIO

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Cinzia Grillo
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1 TRASMITTANZA E PONTI TERMICI IN REGIME TERMICO STAZIONARIO infonord@riabitalia.it

2 Allegato A D.Lgs. 192/05 TRASMITTANZA TERMICA: flusso di calore che passa attraverso una parete per m 2 di superficie della parete e per grado K (Kelvin) di differenza tra la temperatura interna ad un locale e la temperatura esterna o del locale contiguo. PONTE TERMICO: è la discontinuità di isolamento che si può verificare in corrispondenza agli innesti di elementi strutturali (solai e pareti verticali o pareti verticali tra loro). PONTE TERMICO CORRETTO: è quando la trasmittanza termica della parete (il tratto di parete in corrispondenza del ponte termico) non supera per più del 15% la trasmittanza termica della parete corrente. infonord@riabitalia.it

3 Differenza tra Lambda λ e valore U Tanto più un materiale è pessimo conduttore di calore, quanto meglio isola. Ci sono due differenti coefficienti applicabili per determinare le qualità isolanti dei materiali. A volte confusi fra loro. Il valore della conducibiltà termica λ (Lambda) non considera lo spessore del materiale isolante (W/mK). Solo indicando lo spessore del materiale (ad esempio 5 centimetri) ed il suo valore Lambda (ad esempio lana) si può calcolare il valore U e determinare il potere isolante. Il valore U corrisponde invece al prodotto finito, ad esempio un mattone oppure una finestra. In pratica il valore U è maggiormente indicativo in quanto non si riferisce alla materia prima ma al prodotto finito. infonord@riabitalia.it

4 Scambi termici attraverso pareti opache in regime stazionario Una parete che divida un ambiente dall esterno è normalmente interessata da uno scambio termico di tipo conduttivo al suo interno, da scambi convettivi con l'aria che ne lambisce le facce, e da uno scambio sulla faccia esterna per effetto dell'irraggiamento solare. Esso viene in parte assorbito in uno strato sottile di materiale in prossimità della faccia esterna e poi scambiato, per convezione, con l'aria esterna e, per conduzione, con il materiale solido. infonord@riabitalia.it

5 Per rendersi facilmente conto delle problematiche coinvolte, basta osservare la Figura dove è schematizzato il comportamento termico di un mattone forato facente parte di una parete ai capi della quale esista una differenza di temperatura (in figura la temperatura nell'ambiente a sinistra è superiore a quella nell'ambiente di destra). Per effetto di questa differenza di temperatura possono verificarsi contemporaneamente: conduzione nel materiale solido, convezione dell'aria nella cavità ed irraggiamento fra le facce opposte della cavità stessa. In funzione della diversa incidenza relativa di detti meccanismi la potenza scambiata può variare in modo consistente. Ad essi si possono anche aggiungere, in caso di presenza d'acqua, i contributi legati all'evaporazione e alla condensazione della stessa. infonord@riabitalia.it

6 Schema di riferimento per un infisso tipo con doppio vetro

7 PONTI TERMICI OBBIETTIVI Le perdite di calore attraverso gli elementi strutturali di un edificio, ponti termici, possono raggiungere e superare il 20% delle dispersioni totali e sono causa di condense interne, macchie, muffe col conseguente deterioramento delle condizioni igienico ambientali e delle parti costruttive. Il nostro obbiettivo sarà: Comprendere e conoscere i fondamenti di calcolo dei ponti termici Conoscere le metodiche costruttive per ridurre od eliminare i ponti termici Conoscere gli strumenti per il rilevamento dei ponti termici Che cos è un Ponte termico e suoi effetti Un ponte in genere collega due punti nello spazio abbreviando il percorso. Nel caso energetico vi sono due stati a temperatura differente e il ponte termico determina un percorso preferenziale nella trasmissione del calore. La zona del ponte termico è caratterizzata da un valore di trasmittanza superiore della zona di contorno. Tale condizione determina una diminuzione di temperatura superficiale nella zona del ponte termico. Quindi l energia termica presente in una generica stanza dell edificio trova un punto preferenziale di trasmissione verso l esterno attraverso il ponte termico infonord@riabitalia.it

8 Si definiscono "ponti termici" tutte quelle strutture o parti di struttura edilizia in cui il flusso di calore non può essere approssimato come monodimensionale, diversamente da quanto accade normalmente nelle pareti, sufficientemente lontano dai bordi. Sono, di conseguenza, classificabili come ponti termici, ad esempio: tutti gli spigoli formati all'intersezione fra pareti e fra pareti e solette, pilastri e travi, mazzette e velette delle finestre, terrazzi e aggetti vari, e via di seguito. infonord@riabitalia.it

9 Le diverse tipologie di ponti termici W(Windows Finestra) R (Roof-Tetto) C (Coner Angolo) B(Balcony Balcone) P(Pillar -Pilastro) IFw(Intersezione Piani Intermedi-Involucroesterno) Iwmo IWn(Intersezione dell'involucro esterno con una parete interna) GF(Ground-Floor; Terreno- Pavimento) infonord@riabitalia.it

10 Isoterme in un ponte termico

11 Per chiarire, almeno in modo qualitativo, cosa avviene, esaminiamo il caso di uno spigolo formato da due pareti costituite dallo stesso materiale. In prossimità dello spigolo le superfici isoterme (indicate con T 1, T 2, T 3, T 4 ), che nella parete piana sono parallele alle facce della parete stessa, si incurvano come mostrato nella figura. Il flusso di calore, perpendicolare a tali isoterme, cambia progressivamente la sua direzione, per esempio da x a y. Quindi in una certa zona sia la distribuzione della temperatura che, di conseguenza, quella del flusso termico vengono a dipendere da entrambe le coordinate. Come si vede, la temperatura che nella zona piana è prossima alla faccia esterna si porta, in prossimità dello spigolo, verso le zone più interne della parete. Ciò significa che la zona dello spigolo è mediamente più fredda delle pareti circostanti. Una conseguenza di questo fatto è che la prima zona in cui si può formare condensa superficiale sulla faccia interna è proprio quella in corrispondenza del ponte termico (spigolo).v infonord@riabitalia.it

12 Spigolo fra due pareti esterne II calcolo dello scambio termico attraverso una struttura siffatta, ed ancor più attraverso strutture più complesse, richiederebbe l'uso di strumenti analitici e/o numerici di una qualche complessità, che sicuramente, se non altro per motivi di tempo, non potrebbero essere impiegati routinariamente da un progettista. Per tale motivo la norma propone un modello di calcolo semplificato che, con riferimento alla figura seguente, si articola come segue:

13 Si considera come zona del ponte termico unicamente quella geometrica indicata in figura (non si considera la "propagazione" dell'effetto del ponte termico nella parete) e si valuta lo scambio di calore, Q pt, utilizzando una trasmittanza unitaria per unità di lunghezza, k l, tramite la formula: Q pt = k l L ( Te Ti ) essendo L la lunghezza del ponte (in figura: dello spigolo). infonord@riabitalia.it

14 Una situazione di questo tipo si presenta spesso nei pannelli prefabbricati utilizzati nella realizzazione di edifici ad uso produttivo a causa di interruzioni dell'isolamento termico dovute a nervature di irrigidimento (fig. 2). Quando invece si incontra una discontinuità geometrica, si determina un incurvamento delle superfici isoterme che provoca ancora una direzione preferenziale di flusso termico (fig. 3). Questa situazione si presenta per esempio nella giunzione di due pareti esterne con il soffitto (fig. 4). figura 3 figura 4 infonord@riabitalia.it

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