Misure comparative di Trasmittanza termica e Di sfasamento termico e Attenuazione Di una parete in muratura Con rasatura termica H 55 PV RasoTherm

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1 Misure comparative di Trasmittanza termica e Di sfasamento termico e Attenuazione Di una parete in muratura Con rasatura termica H 55 PV RasoTherm Data: 04/06/15 Committente: Heres srl Vicolo Mattei Quinto di Treviso (TV)

2 INDICE INDICE 2 1. PREMESSA 3 2. INTRODUZIONE LA MISURA DELLA TRASMITTANZA TERMICA IN LABORATORIO 3 4. METODO DI PROVA SFASAMENTO TERMICO E ATTENUAZIONE 4 5. CARATTERISTICHE STRUMENTALI 6 6. DESCRIZIONE DEL PROVINO 6 7. DOCUMENTAZIONE FOTOGRAFICA 7 8. RISULTATI TRASMITTANZA TERMICA STAZIONARIA 8 9. RISULTATI SFASAMENTO E ATTENUAZIONE 10 2

3 1. PREMESSA A seguito di Vs. incarico sono state effettuate delle prove per verificare le prestazioni termiche invernali ed estive di una parete in laterizio rivestita con un intonaco da rasatura con granulometria fondo e fino denominato H 55 PV RasoTherm. 2. INTRODUZIONE LA MISURA DELLA TRASMITTANZA TERMICA IN LABORATORIO Il fabbisogno termico di un fabbricato sia in termini di valori di picco che in termini di ammontare annuo dipende dall isolamento del fabbricato stesso in rapporto alle condizioni climatiche del sito. Nel calcolo dell isolamento termico entrano in gioco le geometrie dei fabbricati stessi ed i relativi ponti termici oltre al valore di trasmittanza delle singole pareti o superfici vetrate che compongono l involucro esterno dell edificio. La trasmittanza termica U rappresenta il coefficiente di trasferimento del calore ed è una misura del flusso termico che per una differenza di temperatura di 1 Kelvin fluisce attraverso 1 m² di materiale (unità di misura: W/m²K). Più è piccolo il valore U del componente e minori sono le dispersioni. La trasmittanza termica può essere quindi determinata sperimentalmente misurando il flusso di calore che attraversa una parete e la differenza di temperatura che si ha ai due lati della parete stessa. La misura in laboratorio viene realizzata, in conformità alla norma UNI EN 1934:2000 Prestazione termica degli edifici. Determinazione della resistenza termica per mezzo del metodo della camera calda con termo flussimetro. Muratura, mediante l installazione di una serie di sonde di temperatura e flusso termico applicate ai due lati del provino di muratura da analizzare e collegate ad un sistema di registrazione dati. La differenza di temperatura tra i due lati viene realizzata mediante una camera calda e una camera fredda in grado di mantenere temperature costanti sui due lati del provino. Le camere di prova e il provino vengono collocati all interno di una camera climatica in grado di mantenere costanti le condizioni climatiche al contorno. Il provino di muratura viene accuratamente isolato ai bordi al fine di limitare le perdite di flusso laterali. La misura è effettuata in un tempo di circa 4 giorni. 3

4 4. METODO DI PROVA SFASAMENTO TERMICO E ATTENUAZIONE Al momento attuale per la verifiche delle prestazioni estive degli involucri edilizi non esistono metodi di prova normati (norme UNI, EN, ISO). Le norme disponibili riguardano infatti la verifica delle prestazioni estive mediante metodi di calcolo: UNI EN ISO 13786:2007 Thermal performance of building components Dynamic thermal characteristics Calculation methods che definisce una procedura basata sul metodo delle ammettenze. Secondo tale metodo, ogni strato dell elemento costruttivo è rappresentato da una matrice di numeri complessi, detta matrice di trasferimento termico, i cui elementi dipendono dalla densità, dallo spessore, dal calore specifico e dalla conducibilità termica del materiale. Moltiplicando tra loro le matrici dei vari strati si ottiene la matrice di trasferimento termico dell elemento nel suo insieme, dalla quale si possono estrapolare tre grandezze caratteristiche della parete: la trasmittanza periodica (Yie), il fattore di attenuazione (fa) e lo sfasamento dell onda termica (wa), che sono così definite (UNI EN ISO 13786): trasmittanza termica periodica Yie= Ymn : l ampiezza complessa della densità di flusso termico attraverso la superficie del componente adiacente la zona m, divisa per l ampiezza complessa della temperatura nella zona n, quando la temperatura nella zona m è mantenuta costante (dove le zone m ed n sono due zone termiche separate dal componente). La trasmittanza termica periodica è misurata in W/m 2 K. fattore di attenuazione fa: il rapporto tra la trasmittanza periodica Yie e la trasmittanza stazionaria U. Essendo il rapporto tra due grandezze omogenee è un numero adimensionale. sfasamento dell onda termica wa: il lasso di tempo tra la massima ampiezza di una causa e la massima ampiezza del suo effetto, in termini matematici è l argomento del numero complesso Ymn: φ a=arg(ymn). Lo sfasamento è generalmente misurato in ore. Il Laboratorio CMR sulla base della propria esperienza e della letteratura scientifica 1 disponibile, relativa a prove in questo ambito, ha messo a punto un sistema di simulazione atto a verificare i parametri di sfasamento ed attenuazione di un onda termica estiva da parte di una parete opaca. 1 I. Scaramella, A. Arenghi, F. Turla. Comportamento estivo degli edifici. Determinazione della trasmittanza periodica con metodi sperimentali e matematici Neo Eubios 29 Settembre

5 Il sistema è composto da: Camera calda dinamica: camera climatica in grado di far variare la propria temperatura interna in modo sinusoidale con un periodo di 24 ore Parete di prova Camera di controllo: camera climatica in grado di mantenere il lato interno della muratura su valori prefissati Centralina di acquisizione dati e sensori: sistema composto da sonde di temperatura superficiale, sonde di temperatura dell aria, sonde termoflussimetriche sui due lati della parete Provino Camera climatica Camera di controllo Schermo di protezione 5

6 5. CARATTERISTICHE STRUMENTALI Le indagini sono state condotte con l utilizzo della seguente strumentazione: Sistema di acquisizione: Multiacquisitore a 11 ingressi, campioni di memoria (64 Kb) Babuc A LSI Lastem Sonde di temperatura: Range misura: Elemento sensibile: Accuratezza nominale Tempo di risposta (T90) Sonda termoflussimetrica: Range misura: Conduttività termica sensore Resistenza termica sensore Accuratezza nominale Tempo di risposta C Pt100 DIN A ±0,15 C (a 0 C) 10 sec W/m2 0,8 W/m K < K m2/w ±5% su 12hr di flusso su un muro ±3 min 6. DESCRIZIONE DEL PROVINO Il provino consiste in una parete di dimensioni 120x120 cm in blocchi di laterizio di dimensioni 19x24x30 cm (HxLxP) allettati con malta tradizionale di calce e cemento. Il provino è stato testato inizialmente sia in regime invernale che in regime estivo. Successivamente su un lato (considerato il lato esterno ), da parte di Vs. incaricato, secondo le indicazioni fornite in scheda tecnica, è stata applicata la rasatura termica H 55PV granulometria 0,1,2 mm ( fondo ) in due mani, con rete di supporto nel mezzo e successivamente la rasatura termica H 55PV granulometria 0 0,6mm ( fino ). La rasatura termica presenta uno spessore complessivo di 5mm circa. 6

7 7. DOCUMENTAZIONE FOTOGRAFICA Figura 1: Il campione in camera climatica per le prove di trasmittanza termica Figura 2: Camera calda dinamica in grado di riscaldare una superficie con periodo di 24 ore 7

8 Flusso (W/m2) 8. RISULTATI TRASMITTANZA TERMICA STAZIONARIA Muratura tal quale Flusso Misurato [W/m²] Flusso [W/m²] Le prove svolte hanno dato i seguenti risultati: Flusso (W/m2) Muratura con rasatura H 55PV Rasotherm Flusso Misurato [W/m²] Flusso [W/m²] Figura 3: Andamento del flusso termico misurato in funzione del tempo: nel grafico di sinistra si osservano i risultati prima dell applicazione della rasatura termica H 55 PV RasoTherm, nella parte destra dopo l applicazione della rasatura termica H 55 PV RasoTherm. 30 Muratura tal quale Temperature misurate [ C] 30 Muratura con rasatura H 55PV Rasotherm Temperature misurate [ C] T ( C) 15 T ( C) Tint,1 [ C] Test,1 [ C] Tint,1 [ C] Test,1 [ C] Figura 4: Andamento delle temperature misurate in funzione del tempo: nel grafico di sinistra si osservano i risultati prima dell applicazione della rasatura termica H 55 PV RasoTherm, nella parte destra dopo l applicazione della rasatura termica H 55 PV RasoTherm. 8

9 Grandezza Resistenza termica da superficie a superficie R (m 2 K/W): Conduttanza termica da superficie a superficie Λ( W/ m 2 K ) Resistenza termica totale RT (m 2 K/W) Trasmittanza da ambiente ad ambiente U (W/ m 2 K) Muratura Tal quale Con rasatura termica H 55 PV RasoTherm 1,33 m 2 K/W 1,78 m 2 K/W 0,75 W/ m 2 K 0,57 W/ m 2 K 1,51 m 2 K/W 1,95 m 2 K/W 0,66 W/ m 2 K 0,51 W/ m 2 K 9

10 9. RISULTATI SFASAMENTO E ATTENUAZIONE La temperatura dell aria sul lato esterno della parete è stata fatta variare tra 20 C e 50 C con un periodo di 24 ore: questo ha comportato delle temperature massime superficiali attorno a 37 C. La prova è durata 4 giorni al fine di raggiungere una condizione stabile di misura. Utilizzando l impostazione sviluppata dall Università degli studi di Brescia DICATA (1), e dalle definizioni di trasmittanza termica periodica: Φ i Y ie = 2 Θ e dove: Φ è l ampiezza del flusso di calore specifico sul lato interno del componente (W/m 2 ) e i Θ e è l ampiezza dell onda della temperatura sul lato esterno ( C) è possibile stimare, dopo un transitorio iniziale di 24 ore, la trasmittanza termica periodica in ogni singolo istante, che è stata quindi riportata nel grafico seguente: Trasmittanza termica periodica Ye (W/m2K) 0,5 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 Muratura tal quale Stima della trasmittanza termica periodica [W/m 2 ] Periodo considerato Trasmittanza termica periodica Ye (W/m2K) 0,5 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 Muratura con rasatura H55 PV RasoTherm Stima della trasmittanza termica periodica [W/m 2 ] Periodo considerato Figura 5: Andamento della trasmittanza termica periodica in funzione del tempo: nel grafico di sinistra si osservano i risultati prima dell applicazione della rasatura termica H 55 PV RasoTherm, nella parte destra dopo l applicazione della rasatura termica H 55 PV RasoTherm. La parte all interno del riquadro è stata utilizzata per calcolare la media dei valori Come da bibliografia (1) i dati di riferimento per la misura sono considerati quelli a partire dal terzo ciclo di misura. Calcolando la media dei valori è stato possibile determinare la trasmittanza termica periodica dell elemento: 2 A rigore, l acquisizione dei dati avviene al di sotto dello strato liminare per cui il valore determinato corrisponde in realtà alla Conduttanza periodica in opera Cie. 10

11 Muratura tale quale: Y = 0,204 W/m 2 K ie Muratura dopo l applicazione della rasatura termica H 55 PV RasoTherm: Y = 0,100 W/m 2 K ie Il fattore di attenuazione, dato dal rapporto tra trasmittanza termica periodica Yie e trasmittanza termica stazionaria U, è quindi risultato nei due casi pari a: Muratura tale quale: fa = 0,309 Muratura dopo l applicazione della rasatura termica H 55 PV RasoTherm: fa = 0,196 Lo sfasamento è stato misurato in ore individuando il picco massimo in temperatura sul lato esterno e il picco di flusso termico sul lato interno. Lo sfasamento è stato valutato essere pari a: Muratura tale quale: wa = 11 ore. Muratura dopo l applicazione della rasatura termica H 55 PV RasoTherm: wa = 13,5 ore. 40,0 Muratura tal quale Misura di sfasamento termico 25,0 40,0 Muratura con rasatura H 55PV RasoTherm Misura di sfasamento termico 25,0 35,0 24,0 35,0 24,0 Temperatura lato esterno ( C) 30,0 25,0 20,0 23,0 22,0 21,0 20,0 Temperatura lato interno ( C) Temperatura lato esterno ( C) 30,0 25,0 20,0 23,0 22,0 21,0 20,0 Temperatura lato interno ( C) 15,0 19,0 15,0 19,0 10,0 18, T ext T int 1 10,0 18, T ext T int 1 Figura 6: Andamento della temperatura sulla superficie esterna ed interna del campione: a sinistra la muratura tal quale, a destra dopo l applicazione della rasatura termica H 55 PV RasoTherm. 11

12 Riassumendo, i dati trovati sono stati: Grandezza Trasmittanza termica periodica Yie (W/m 2 K) Fattore di attenuazione fa Sfasamento Wa (h) Muratura Tal quale Con rasatura termica H 55 PV RasoTherm 0,204 W/m 2 K 0,100 W/m 2 K 0,309 0, h 13,5 h CMR Center Materials Research snc Dr.ssa Roberta Giorio Responsabile Prove Termiche Dr. Geol. Francesco Rizzi Responsabile Laboratorio 12

INDICE 2 1. PREMESSA 3 2. INTRODUZIONE LA MISURA DELLA TRASMITTANZA TERMICA IN LABORATORIO 3 4. DOCUMENTAZIONE FOTOGRAFICA 5 5.

INDICE 2 1. PREMESSA 3 2. INTRODUZIONE LA MISURA DELLA TRASMITTANZA TERMICA IN LABORATORIO 3 4. DOCUMENTAZIONE FOTOGRAFICA 5 5. Campione di muratura con intercapedine Misurazione della trasmittanza termica in laboratorio prima e dopo insufflaggio fibra di cellulosa Greenfiber Data: 28/06/13 Committente: BONDED di Marchesini Enrico

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