ASPETTI TERMICI
RICHIAMI DI TRASMISSIONE DEL CALORE
Il calore si propaga, fra corpi diversi o nei
corpi, dalle zone a temperatura superiore alle
zone a temperatura inferiore sostanzialmente
per:
-Conduzione;
-Convezione;
-Irraggiamento.
CONDUZIONE
La trasmissione del calore avviene senza
trasporto di massa.
CONVEZIONE
La trasmissione del calore avviene con
movimento di molecole che formano il corpo.
Si può avere questo tipo di propagazione solo
nei liquidi e nei gas.
IRRAGGIAMENTO
La trasmissione del calore avviene quando i
corpi emettono energia raggiante o ne
ricevono da quelli circostanti.
L’energia si propaga anche in assenza di
materia.
Le grandezze relative a ciascun materiale
permettono di calcolare le caratteristiche
termofisiche dei componenti edilizi, le
principali sono:
-Conducibilità termica;
-Calore specifico;
-Densità.
CONDUCIBILTA’ TERMICA (λ) [W/m·K]
È la quantità di calore passante attraverso un
corpo di materiale omogeneo di spessore e
superficie unitari nella unità di tempo e con un
salto termico di 1 °C
Vetro λ = 1
Laterizio generico λ = 0,36
Isolante λ = 0,04
CALORE SPECIFICO (c) [J/kg·K]
È la quantità di calore necessaria per
innalzare di 1 °C la temperatura di 1 kg di
sostanza
Vetro c = 840
Laterizio generico c = 840
Isolante c = 970
DENSITA’ (ρ) [kg/m³]
Indica il peso di un m³ di materiale
Vetro ρ = 2200
Laterizio generico ρ = 1000
Isolante ρ = 30
Queste grandezze si riferiscono a materiali
omogenei.
Per conoscere le caratteristiche termofisiche
di pareti multistrato è necessario determinare
altre grandezze:
-Trasmittanza;
-Capacità termica;
-Sfasamento.
TRASMITTANZA (K) [W/m²·K]
Esprime la quantità di calore che si propaga in
un’ora attraverso 1 m² di parete di spessore s
con una differenza di temperatura di 1 °C
CAPACITA’ TERMICA (C) [J/m²·K]
Esprime l’energia termica immagazzinata nella
parete per ogni grado di aumento della sua
temperatura.
SFASAMENTO (φ) [ore]
Esprime il tempo necessario perché una certa
quantità di calore accumulata nella parete
fluisca tra le due superfici estreme
ASPETTI COSTRUTTIVI
Per contenere le dispersioni termiche si deve
tener conto delle proprietà isolanti delle
murature, delle malte e degli intonaci e dello
spessore e del peso della muratura e dei
materiali isolanti nelle intercapedini.
Un sistema per migliorare il comportamento
termico è quello di aumentare lo spessore
delle murature.
Si deduce così il concetto di inerzia termica:
essa misura l’attitudine di un materiale ad
accumulare calore e rimetterlo verso gli
ambienti a diretto contatto con esso.
Un altro sistema per migliorare il
comportamento termico è quello di contenere
la trasmittanza termica
Ciò si ottiene con:
-Strutture murarie a intercapedine;
-Murature con strato di isolante all’esterno
(isolamento a cappotto);
-Murature con strato di isolante all’interno.
STRUTTURE MURARIE A INTERCAPEDINE
L’intercapedine può essere libera o riempita di
materiale isolante (pannelli di polistirolo
espanso, di lana di roccia, fibre di vetro, argilla
espansa ….).
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MURATURE CON ISOLANTE ESTERNO
(isolamento a cappotto)
Questo sistema consente di eliminare i ponti
termici. Presenta un maggiore tempo di messa
a regime dell’impianto di riscaldamento e un
più lento raffreddamento degli ambienti dopo lo
spegnimento
MURATURE CON ISOLANTE INTERNO
La messa a regime ed il raffreddamento sono
più rapidi, per cui sono consigliabili per
residenze temporanee.
I PONTI TERMICI
si hanno in quelle zone dove c’è
concentrazione di passaggi di calore cioè
dove la trasmittanza è maggiore
Ponte termico Pilastro - Parete
Ponte termico Architrave
Ponte termico Solaio - Parete
Ponte termico balcone
Alcune ricerche hanno
messo a confronto chiusure
verticali massive monostrato
senza isolante e multistrato
con isolante concentrato,
caratterizzate da stessa
massa
superficiale, stesso
spessore e stessa
trasmittanza.
Da analisi in regime dinamico e da analisi igrometriche è emerso
che in entrambi i casi la soluzione omogenea
senza isolante si comporta meglio delle altre mentre la soluzione
muraria con isolante interno concentrato è risultata essere la più
soggetta alla formazione di condensa interstiziale.
Dal calcolo, in regime
dinamico, del flusso termico entrante nell’ambiente interno è
emerso come, anche in questo caso, sia la parete omogenea
senza isolante a fornire la migliore prestazione.
Da queste analisi, gli studiosi hanno così concluso che la parete
monostrato omogenea offre il migliore comportamento
termoigrometrico, soprattutto nelle condizioni climatiche tipiche di
stagioni intermedie ed estive, nelle regioni mediterranee.
ASPETTI ECONOMICI ED
AMBIENTALI
Il settore edilizio rappresenta un’attività altamente distruttiva,
capace di produrre:
-Consumo di territorio, relativo principalmente all’estrazione dei
materiali;
-Spreco di energia legata alla produzione dei materiali edilizi;
-Spreco di energia legata alla gestione degli edifici (manutenzione
e condizionamento);
-Produzione di rifiuti (da attività di demolizione e costruzione);
- Effetti negativi sulla salute per tecniche e comportamenti non
appropriati.
Al fine di ridurre gli impatti occorre effettuare valutazioni
economiche ed ambientali
globali lungo tutto il ciclo di vita di un prodotto o di
un edificio (LCA).
Infatti, valutazioni limitate a singole fasi
possono trarre in inganno, nascondendo informazioni
importanti relative ad altre fasi.
Migliorare gli aspetti
economico-ambientali di una fase potrebbe inoltre
portare a spostare i problemi da una fase ad un’altra
del ciclo di vita senza ottenere un reale
miglioramento.
Una ricerca ha definito il costo di
diverse soluzioni di involucro in laterizio.
Dall’analisi dei costi di costruzione emerge che la soluzione in
muratura portante risulta essere la più economica, seguita da
quella in muratura armata, dalla struttura intelaiata con
tamponamento monostrato, dalla struttura intelaiata con
tamponamento a doppio strato ed infine dalla soluzione in
muratura portante con rivestimento faccia a vista.
Un ulteriore elemento di analisi è rappresentato dall’analisi
dell’ENERGIA INCORPORATA
Questa rappresenta la quantità di energia spesa per la
trasformazione delle materie prime in prodotti edilizi.
Tiene conto dell’energia consumata durante le fasi di acquisizione
delle materie prime, di trasporto, di trasformazione delle materie
prime in prodotto finito e della messa in opera dei prodotti.
E’ un indicatore ambientale sintetico e può essere utilizzata per
confrontare prodotti o materiali alternativi.
Minore è il valore dell’energia incorporata e meno impattante è il
prodotto o il materiale.
Per quel che riguarda l’involucro edilizio
paragonare alternative tecniche
solo a parità di trasmittanza può
essere riduttivo:
tra una soluzione leggera e una massiva, a
parità di trasmittanza termica, la soluzione
leggera ha una
inferiore energia incorporata.
Questo è abbastanza ovvio, perché il peso
della soluzione massiva la svantaggia nel
bilancio ambientale.
L’energia incorporata, dunque, deve essere
calcolata rispetto ad una unità funzionale
valida, nel caso dell’involucro sarà un
metro quadrato di parete.