Transcript I PONTI TERMICI - Associazione CONGENIA

PONTI TERMICI [UNI EN ISO 14683]
Prof. Costanzo Di Perna
Ing. Emanuele Barogi
I PONTI TERMICI
PONTI TERMICI
I ponti termici sono dei punti dell’involucro nei
quali si riscontrano dei cambiamenti del flusso di
calore e delle temperature rispetto alla situazione
piana dove il flusso è monodimensionale.
PONTI TERMICI
Parte dell'involucro edilizio dove la resistenza
termica, altrove uniforme, cambia in modo
significativo (UNI 14683)
PONTI TERMICI
variazione di materiale
variazione di forma
PONTI TERMICI - cause
presenza di materiali diversi nella sezione dell’edificio
(es. muratura di tamponamento in mattoni con struttura in
cemento armato).
discontinuità geometrica nella forma della struttura
(es. angoli)
interruzioni dello strato di isolamento termico
(es. pilastri, travi marcapiano, serramenti, ecc.).
PONTI TERMICI - effetti
Perdite di calore
Condensazione
Formazione delle muffe
Danni alla superficie
Diminuzione del comfort termico
PONTI TERMICI - effetti
I ponti termici aumentano la dispersione di
calore e quindi il fabbisogno termico
BILANCIO ENERGETICO
Nei ponti termici si verifica una riduzione
delle temperature superficiali interne e un
aumento di quelle esterne.
VERIFICA IGROMETRICA
PONTI TERMICI - Analisi Termografica
La TERMOGRAFIA IR è una tecnica diagnostica non
distruttiva che, misurando la radiazione infrarossa
emessa da un corpo, è in grado di determinarne la
temperatura superficiale.
Vengono generate delle mappe, in falsi colori,
rappresentative delle zone indagate. Queste mappe
associano ad una temperatura rilevata un colore
corrispondente.
PONTI TERMICI - Analisi Termografica
Individuazione ponti termici
Zone di maggiore dispersione termica
Verifica corretta posa dell’isolante
Mantenimento dell’isolante
Perdite, condensa e umidità
PONTI TERMICI - Analisi Termografica
PONTI TERMICI [UNI EN ISO 14683]
Parte dell'involucro edilizio dove la resistenza
termica, altrove uniforme, cambia in modo
significativo per effetto di:
compenetrazione totale o parziale di materiali
con conduttività termica diversa nell'involucro
edilizio
variazione dello spessore della costruzione
differenze tra l'area della superficie disperdente
sul lato interno e quella del lato esterno, come
avviene per esempio in corrispondenza dei
giunti tra parete e pavimento o parete e soffitto.
PONTI TERMICI [UNI EN ISO 14683]
I ponti termici, generalmente localizzati in
corrispondenza delle giunzioni tra gli
elementi edilizi o dove la composizione degli
stessi elementi edilizi si modifica, producono
due effetti:
una modifica del flusso termico
una modifica della temperatura interna
superficiale
rispetto ai componenti privi di ponti termici
(rischio di condensa superficiale interna)
PONTI TERMICI [UNI EN ISO 14683]
DEFINIZIONI
Ponte termico lineare: Ponte termico con una
sezione trasversale uniforme in una direzione.
Ponte termico puntuale: Ponte termico che non
presenta sezioni trasversali uniformi in nessuna
direzione
Coefficiente di accoppiamento termico L [W/K]: Flusso
termico scambiato diviso per la differenza tra le
temperature
di
due
ambienti
termicamente
interagenti, nel componente edilizio considerato
PONTI TERMICI [UNI EN ISO 14683]
DEFINIZIONI
Coefficiente di accoppiamento termico lineico L2D
[W/m K]: coefficiente di accoppiamento termico
ottenuto da calcolo bidimensionale
Trasmittanza termica lineica ψ [W/m K]: : flusso
termico in regime stazionario diviso per la lunghezza
e la differenza di temperatura tra gli ambienti posti a
ciascun lato del ponte termico.
Nota
La trasmittanza termica lineica viene usata come coefficiente di correzione
che tiene conto dell'influenza lungo una linea di un ponte termico e che
viene utilizzato per calcolare il coefficiente di accoppiamento termico a
partire da calcoli monodimensionali.
PONTI TERMICI [UNI EN ISO 14683]
La presente norma specifica dei metodi
semplificati per determinare i flussi termici
attraverso ponti termici lineari localizzati in
corrispondenza delle giunzioni tra elementi di
edifici.
L’effetto dei ponti termici devono essere inclusi nel
calcolo della trasmittanza termica del particolare
elemento edilizio in accordo con la UNI EN ISO
6946
La presente norma specifica i requisiti in riferimento
agli atlanti di ponti termici e ai metodi di calcolo
manuale e i valori tabulati di progetto della
trasmittanza termica lineica.
Dispersioni termiche
La dispersione termica totale Ql, di un edificio con
una singola zona termica riscaldato a temperatura
interna uniforme, durante un periodo di tempo t, è
dato da:
QI = H ( θi − θe ) t
θi temperatura interna di progetto,
θe temperatura media esterna durante il periodo di
calcolo,
H coefficiente di dispersione termica dell’edificio.
H = Ht + Hv
Ht coefficiente di dispersione termica per conduzione
calcolato secondo UNI EN13789
Hv coefficiente di dispersione termica per ventilazione
Coefficiente di accoppiamento diretto tra lo spazio
riscaldato e l’esterno attraverso l’involucro
L d = ∑ i A iUi + ∑ k Ik Ψ k + ∑ j χ j
Ai
è area dell’elementi i dell’involucro edilizio
Ui
è la trasmittanza termica dell’elemento i dell’involucro
Ik
è la lunghezza del ponte termico lineare k
Ψk
è la trasmittanza termica lineica del ponte termico lineare k
χj
è la trasmittanza termica puntuale del ponte termico j
Coefficiente di accoppiamento diretto tra lo spazio
riscaldato e l’esterno attraverso l’involucro
L d = ∑ i A iUi + ∑ k Ik Ψ k + ∑ j χ j
Può
essere
trascurata
senza
commettere un errore rilevante
quando relativa all’intersezione di
ponti termici lineici
PONTI TERMICI [UNI EN ISO 14683]
La normativa consente di utilizzare diverse
metodologie per il calcolo del contributo dei
ponti termici:
metodo numerico
utilizzo di atlanti
valori di progetto
I diversi metodi consentono di avere un diverso
grado di accuratezza nella valutazione del
ponte termico
PONTI TERMICI [UNI EN ISO 14683]
Gli esempi forniti in un atlante non corrispondono
esattamente alla particolare tipologia considerata e
quindi l'applicazione del valore di Ψ, preso
dall'atlante, ad un particolare dettaglio introduce
un'incertezza.
Un metodo di calcolo manuale può essere molto
accurato nello specifico intervallo di applicazione,
ma molto poco accurato al di fuori di questo campo.
I valori di progetto devono essere utilizzati quando
l’effettivo valore di Ψ non è noto, ma possono anche
essere utilizzati quando non sono disponibili dettagli
sul particolare ponte termico o nel caso che un
valore approssimato di Ψ sia appropriato per
l'accuratezza richiesta nella determinazione della
perdita totale di calore.
PONTI TERMICI [UNI EN ISO 14683]
R = Parete/Tetto
IW = Partizione/Parete
B = Balcone/Parete
C = Parete/Parete angolo
P = Parete/Parete
F = Parete/Solaio
W = Apertura/Parete
n,m = numero ponte termico
PONTI TERMICI [UNI EN ISO 14683]
Nell’appendice
A
sono
descritti i parametri relativi alla
struttura utilizzati per il calcolo
dei ponti termici lineici.
Questi parametri sono stati
scelti in modo da ottenere
valori di Ψ di progetto che
siano prossimi ai valori
massimi, che è probabile si
verifichino
in
pratica
e
rappresentano perciò una
sovrastima cautelativa degli
effetti dei ponti termici.
PONTI TERMICI [UNI EN ISO 14683]
La normativa fornisce i valori di progetto dei diversi
ponti termici suddividendoli in base alla posizione
dello strato isolante:
Sul lato esterno
Nella parte intermedia
Sul lato interno
Uniformemente distribuito sulla struttura
PONTI TERMICI [UNI EN ISO 14683]
Per ogni tipo di ponte termico e per ogni posizione dello strato isolante
principale fornisce un'indicazione grafica sommaria di ogni dettaglio, il
coefficiente di accoppiamento termico lineico bidimensionale L2D e tre valori
di Ψ :
Ψi basato sulle dimensioni interne;
Ψoi basato sulle dimensioni totali interne;
Ψe basato sulle dimensioni esterne.
PONTI TERMICI [UNI EN ISO 14683] ESEMPIO
Dimensioni in [m]
Parete/Apertura – W8
Parete/Parete – C2
Parete/Partizione – IW2
Tetto/Partizione – IW6
Parete/Tetto – R2
PONTI TERMICI [UNI EN ISO 14683]
Aoi = Area totale interna
U = trasmittanza termica
PONTI TERMICI [UNI EN ISO 14683]
PONTI TERMICI [UNI EN ISO 14683]
PONTI TERMICI [UNI EN ISO 14683]
PONTI TERMICI [UNI EN ISO 14683]
PONTI TERMICI [UNI EN ISO 14683]
PONTI TERMICI [UNI EN ISO 14683]
PONTI TERMICI [UNI EN ISO 14683]
Coefficiente accoppiamento termico senza ponti termici = 96,06 [W/K]
∑ AU
j
j
j
Coefficiente accoppiamento termico dei ponti termici = 37,16 [W/K]
∑
k
Ψ klk
Ponti Termici – Esempio di calcolo con valori di progetto
L = ∑ j A jUj + ∑ k Ψ k lk
96,06 [W/K]
37,16 [W/K]
Coefficiente accoppiamento termico globale = 133,22 [W/K]
Contributo dei ponti termici utilizzando
dimensioni interne 28%
Ponti Termici – DIMENSIONI ESTERNE
∑ AU
j
j
j
Coefficiente accoppiamento termico senza ponti termici 103,86 W/K
∑
k
Ψ klk
Coefficiente accoppiamento termico dei ponti termici
31,98 W/K
L = ∑ j A jUj + ∑ k Ψ k lk
Coefficiente accoppiamento termico globale
135,84 W/K
Contributo dei ponti termici utilizzando dimensioni esterne 24%
Ponti Termici – Esempio di calcolo con valori di progetto
Miglioramento dei particolari costruttivi
Ponti Termici – Esempio di calcolo con valori di progetto
Miglioramento dei particolari costruttivi
Ponti Termici – Esempio di calcolo con valori di progetto
37,16 W/K
20,50 W/K
(-45%)
Coefficiente accoppiamento termico globale = 133,22 W/K
Coefficiente accoppiamento termico globale = 116,56 W/K
Riduzione del coefficiente di accoppiamento termico globale 13%
Ponti Termici – Calcolo numerico [UNI 10211-1/2]
Rappresenta il metodo più preciso per la valutazione
della dispersione termica considerando il contributo dei
ponti termici
Consentono di determinare:
I flussi termici per stimare le dispersioni
termiche di un edificio
Le temperature superficiali per la valutazione
del rischio condensa
Il calcolo della distribuzione delle temperature all'interno e dei
flussi termici può essere sviluppato solamente se sono noti i
dettagli costruttivi e le condizioni al contorno.
Ponti Termici – Calcolo numerico (UNI 10211-1/2)
La norma si basa sui seguenti presupposti:
Condizioni termiche stazionarie;
Tutte le proprietà fisiche sono indipendenti dalla
temperatura;
Non ci sono sorgenti di calore all’interno delle
strutture edilizie;
Non è possibile rappresentare il comportamento termico di
un intero edificio con un solo modello geometrico, perciò si
suddivide l’edificio in più parti, detti modelli geometrici.
Ponti Termici – Calcolo numerico (UNI 10211-1/2)
I metodi di calcolo numerici più utilizzati sono:
-Metodo degli elementi finiti;
-Metodo delle differenze finite;
-Metodo del bilancio termico.
Presuppongono, tempi di calcolo e di
costruzione del modello lunghi, e una
definizione completa dei particolari costruttivi.
D.Lgs 311/06 - Verifica della trasmittanza
ALLEGATO A
Ponte Termico è la discontinuità di
isolamento termico 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 fittizia non
supera per più del 15 % la trasmittanza
della parete corrente.
D.Lgs 311/06 - Verifica della trasmittanza
ALLEGATO A
Parete Fittizia è il tratto di parete esterna
in corrispondenza del ponte termico.
D.Lgs 311/06 - Verifica della trasmittanza
La parete fittizia dovrebbe essere
considerata come una parete con
trasmittanza tale da generare lo stesso
flusso termico del ponte termico.
Il coefficiente di dispersione Hf [W/K] della
parete fittizia può essere scritto come:
Hf = Ψ i ⋅ h = Uf ⋅ A f
Ψi =
trasmittanza termica lineica [W/m K];
h =
lunghezza del ponte termico [m];
Uf =
trasmittanza termica della parete fittizia [W/m2 K];
Af =
Area della parete fittizia [m2]
D.Lgs 311/06 - Verifica della trasmittanza
Hf = Ψ i ⋅ h = Uf ⋅ A f
A f = Lf ⋅ h
Se quindi:
Ψi
Uf =
Lf
Uf − UC
≤ 0,15
Uc
Il ponte termico è da intendersi CORRETTO
In tal caso il valore Uc dovrà risultare inferiore o uguale al
valore limite fornito dalla tabella del Decreto
D.Lgs 311/06 - Verifica della trasmittanza
Se invece:
Uf − UC
> 0,15
Uc
Il ponte termico è da intendersi NON CORRETTO.
In tal caso la trasmittanza media Um dovrà essere
inferiore al valore fornito dalla tabella del Decreto.
Hc = Uc ⋅ A c + Ψ i ⋅ h = Um ⋅ (A c + A f )
Nel caso in cui si hanno diversi ponti termici, sia corretti che
non corretti, Um sarà calcolato utilizzando solamente quelli
NON CORRETTI