aspetti termici

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: -ConducibilitĂ termica; -Calore specifico; -DensitĂ .

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 proprietĂ 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 cosÏ 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 piÚ lento raffreddamento degli ambienti dopo lo spegnimento

MURATURE CON ISOLANTE INTERNO La messa a regime ed il raffreddamento sono pi첫 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 piÚ 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.