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18 ottobre 2012-Agrigento
Ordine degli Ingegneri di Agrigento
Dott. Ing. Giuseppina Ciulla
L’involucro edilizio è l’elemento di separazione tra
l’ambiente interno e quello esterno
Il suo compito è far sì che, nonostante la variabilità che
caratterizza l’ambiente esterno, le condizioni
all’interno siano stabilmente confortevoli
Se l’obbiettivo del progettista è quello di rendere minimi
gli effetti disturbanti provocati dalle condizioni esterne,
ben si comprende perché sia soprattutto richiesta
all’involucro la capacità di "isolare”
Meno immediata è la necessità di " stabilizzare ” le
condizioni di comfort.
Un camper o un prefabbricato leggero ha delle pareti con
un ottimo isolamento termico, eppure la qualità del
comfort all’interno non è certamente esaltante
In estate la capacità di “isolare” delle pareti serve talmente
poco che è indispensabile tenere costantemente in funzione
un condizionatore
Al contrario, nelle stesse condizioni, all’interno di una
antica casa in muratura, priva di ogni sorta di materiale
isolante, si può godere di una piacevole frescura.
Per la natura dei materiali impiegati nell’edilizia, la velocità di evoluzione dei fenomeni termici è nettamente
governata dalla conduzione, tanto da potere considerare, rispetto ad essa, quasi istantanei gli altri scambi per
convezione ed irraggiamento
Il ritardo temporale con cui un flusso termico attraversa una struttura dal lato
esterno a quello interno è espresso dallo sfasamento dell’onda termica.
Lo smorzamento dell’onda termica esprime il rapporto percentuale tra la
massima oscillazione termica della superficie interna ed esterna.
L’inerzia termica legata al fenomeno conduttivo è
capace di :
mitigare le oscillazioni di temperatura nell’ambiente
realizzare migliori condizioni di benessere
limitare i costi di installazione e di gestione degli
impianti
Il valore massimo della potenza termica richiesta per la climatizzazione estiva può
essere ridotto sfasando in modo adeguato gli istanti in cui il carico termico per
ventilazione e quello per trasmissione raggiunge il picco giornaliero
Con un valore del carico massimo di raffreddamento più limitato, sarà necessario
dimensionare un impianto con taglia e costo sicuramente inferiori ; tale impianto
avrà inoltre un migliore rendimento energetico globale
Sfruttare il fenomeno di inerzia termica delle pareti di involucro significa
conoscere e definire la sua:
1. Capacità Termica
Indica la quantità di calore necessaria
per innalzare di 1K la temperatura di
un 1 kg del materiale stesso.
J 
Ct  m  c p    V  c p  
K 
2. Resistenza Termica (stazionario)
Indica la difficoltà che ha il calore
nell'attraversare un mezzo.
Ri 
si
i
n
Rt  Rsi   Ri  Rse
i 1
 m2 K 
 W 


1  W 
U
Rt  m2 K 
Trasmittanza Termica
Trasmittanza Termica Totale
1
Indica il flusso di calore che per ogni grado Kelvin di
U
differenza di temperatura, in regime stazionario, attraversa
Rt
l’unità di superficie della parete
Trasmittanza Termica lineica
Li  i
Indica il flusso di calore disperso nelle singole zone di ponte
termico per metro di lunghezza e per differenza di
temperatura tra due ambienti .
Trasmittanza Termica periodica
È il prodotto tra il fattore di attenuazione e la
trasmittanza termica totale.
Yie  U  Fd
Fattore di
attenuazione
Fd 
Qout
Qin
In base alla zona climatica di appartenenza il D.Lgs. 192/2005 e smi vengono
indicati i valori limiti di trasmittanza termica che devono essere rispettati per gli
edifici di nuova costruzione.
Per la Zona climatica B, dal 1 Gennaio 2010
2. U=0,32 W/m2K
1. U=0,41 W/m2K
3. U=0,46 W/m2K
4. U=2,4 W/m2K
Le linee guida nazionali sul rendimento energetico
degli edifici limitano la trasmittanza termica
periodica a 0,12 W/m2K.
Il DPR 59/2009 stabilisce, per tutte la categorie di edifici
ove il valore medio di irradianza nel mese di massima
insolazione è maggiore di 290 W/m2, che la trasmittanza
termica periodica:
•
•
Per le coperture Yie<0,12 W/m2K,
Per le pareti perimetrali tale limite può essere
sostituito con il limite sulla massa superficiale di
230kg/m2.
Caso Studio 1
Caratteristiche in comune:
• Spessore di 33 cm
• Massa superficiale di 210 kg/m2
• Trasmittanza termica stazionaria di 0,4
W/m2K
Fonte: Considerazioni su soluzioni di involucro opaco in regime termico dinamico
Caso Studio 1
Fonte: Considerazioni su soluzioni di involucro opaco in regime termico dinamico
Caso Studio 1
2A
EN ISO 13786:2007
2C
2D
2E
2B
1 Parete omogenea
2.A Isolante interno
2,B Isolante esterno
2,C Isolante verso l’interno
2,D Isolante al centro
2,E Isolante verso l’esterno
2,F Metà Isolante
Fonte: Considerazioni su soluzioni di involucro opaco in regime termico dinamico
Caso Studio 1
Flusso termico in regime dinamico
EN ISO 13786:2008
La soluzione migliore è la 1:senza strato concentrato di isolante.
Il flusso termico entrante raggiunge il minimo in corrispondenza del
valore massimo di temperatura esterna.
Fonte: Considerazioni su soluzioni di involucro opaco in regime termico dinamico
Caso Studio 2
Doppio strato con isolante in intercapedine
e rivestimento esterno di mattoni faccia a
vista; lo strato murario interno è in blocchi
di laterizio di 20-25 cm;
Doppio strato con isolante e camera d’aria
in intercapedine e rivestimento esterno di
mattoni faccia a vista; lo strato murario
interno è in blocchi di laterizio di 25 cm
Monostrato con
rivestimento in listelli faccia
a vista senza isolante; lo
strato murario interno è di
45 cm
Fonte: Il comportamento energetico di pareti in laterizio a vista
Monostrato con rivestimento a
cappotto e listelli in laterizio, lo
strato murario interno è in
blocchi di laterizio di 30 cm
Peculiarità
Rivestimento
esterno con
mattone
tradizionale
12 x 25x 5,x 5 cm
Rivestimento
esterno con
mattone
semipieno
(35%)
12 x 25x 5,x 5 cm
Rivestimento
esterno con
listello in
laterizio
6 x 25x 5,x 5 cm
Fonte: Il comportamento energetico di pareti in laterizio a vista
Rivestimento
esterno con
listello in
laterizio
3,3 x 25x 5,x 5
cm
Rivestimento esterno con
listello a colla
1 x 25x 5,x 5 cm
Piastrella in laterizio incollata
con malta cementizia sullo
strato di isolante del
rivestimento a cappotto
Caso Studio 2
Verifica Glaser
UNI EN ISO 6946:2008
EN ISO 13786:2008
Caratteristica
1
2
3
4
5
6
7
8
Massa superficiale
[kg/m2]
394,75
346,07
331,64
340,39
426,81
378,13
436,03
344,97
U [W/m2K]
0,294
0,281
0,318
0,291
0,293
0,281
0,312
0,285
Spessore [m]
0,410
0,410
0,400
0,413
0,495
0,495
0,523
0,395
Capacità termica
[kJ/m2K]
316,1
271,8
292,7
266,1
346,6
303,3
422,4
268,7
Sfasamento [h]
12,78
13,38
10,96
10,94
13
13,51
21,21
12,65
Fattore di attenuazione
0,2
0,17
0,24
0,27
0,18
0,16
0,04
0,12
Fonte: Il comportamento energetico di pareti in laterizio a vista
Caso Studio 2
Massa Superficiale
Trasmittanza termica
Fonte: Il comportamento energetico di pareti in laterizio a vista
Caso Studio 2
Sfasamento
Fattore di Attenuazione
Fonte: Il comportamento energetico di pareti in laterizio a vista
Sfasamento di 15h 18’
Sfasamento di 17h 54’
Sfasamento di 9h 30’
Sfasamento di 12h 30’
Sfasamento di 10h 54’
Sfasamento di 4h 48’
Sfasamento di 15h 6’
Sfasamento di 16h 18’
Sfasamento di 23h 54’
Sfasamento di 21h 6’
Sfasamento di 20h 48’
Sfasamento di 23h 12’
•Le prestazioni termiche di qualsiasi elemento di involucro sono strettamente
dipendenti dalla stratificazione e dalla tipologia di materiali;
•In generale a fronte dell’aumento della massa superficiale corrisponde sempre un aumento
dello sfasamento e una riduzione dell’attenuazione;
•La massa superficiale della parete non è il solo parametro idoneo a stabile la bontà
della prestazione termica;
•La posizione dello strato di isolante influisce soprattutto sul fattore di attenuazione, mentre ha
poca influenza sul ritardo temporale;
•A parità di spessore occorre valutare la leggerezza dell’elemento e la percentuale di
foratura;
•In generale è consigliato un valore di sfasamento minimo di 8 ore e non superiore a 16 ed un
fattore di attenuazione minore di 0,4 .
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18 ottobre 2012-Agrigento
Ordine degli Ingegneri di Agrigento
Dott. Ing. Giuseppina Ciulla