Ponti termici in edilizia NORMA ITALIANA
Coefficiente di trasmissione termica lineica Metodi semplificati e valori di riferimento
UNI EN ISO 14683 APRILE 2001
Thermal bridges in building construction
Linear thermal transmittance
CLASSIFICAZIONE ICS
91.120.10
SOMMARIO
La norma specifica dei metodi semplificati per la determinazione del flusso di calore attraverso i ponti termici lineari che si manifestano alle giunzioni degli elementi dell’edificio. Essa non tratta i ponti termici associati agli infissi e alle facciate.
RELAZIONI NAZIONALI RELAZIONI INTERNAZIONALI
= EN ISO 14683:1999 (= ISO 14683:1999) La presente norma è la versione ufficiale in lingua italiana della norma europea EN ISO 14683 (edizione giugno 1999).
ORGANO COMPETENTE
CTI - Comitato Termotecnico Italiano
RATIFICA
Presidente dell’UNI, delibera del 26 marzo 2001
RICONFERMA
UNI Ente Nazionale Italiano di Unificazione Via Battistotti Sassi, 11B 20133 Milano, Italia Gr. 7
NORMA EUROPEA
Simplified methods and default values
© UNI - Milano Riproduzione vietata. Tutti i diritti sono riservati. Nessuna parte del presente documento può essere riprodotta o diffusa con un mezzo qualsiasi, fotocopie, microfilm o altro, senza il consenso scritto dell’UNI.
UNI EN ISO 14683:2001
Pagina I
PREMESSA NAZIONALE La presente norma costituisce il recepimento, in lingua italiana, della norma europea EN ISO 14683 (edizione giugno 1999), che assume così lo status di norma nazionale italiana. La traduzione è stata curata dall’UNI. Il CTI, ente federato all’UNI, segue i lavori europei sull’argomento per delega della Commissione Centrale Tecnica. Le norme UNI sono revisionate, quando necessario, con la pubblicazione di nuove edizioni o di aggiornamenti. È importante pertanto che gli utilizzatori delle stesse si accertino di essere in possesso dell’ultima edizione e degli eventuali aggiornamenti. Si invitano inoltre gli utilizzatori a verificare l’esistenza di norme UNI corrispondenti alle norme EN o ISO ove citate nei riferimenti normativi.
Le norme UNI sono elaborate cercando di tenere conto dei punti di vista di tutte le parti interessate e di conciliare ogni aspetto conflittuale, per rappresentare il reale stato dell’arte della materia ed il necessario grado di consenso. Chiunque ritenesse, a seguito dell’applicazione di questa norma, di poter fornire suggerimenti per un suo miglioramento o per un suo adeguamento ad uno stato dell’arte in evoluzione è pregato di inviare i propri contributi all’UNI, Ente Nazionale Italiano di Unificazione, che li terrà in considerazione, per l’eventuale revisione della norma stessa.
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INDICE INTRODUZIONE
1
1
SCOPO E CAMPO DI APPLICAZIONE
1
2
RIFERIMENTI NORMATIVI
1
3 3.1 3.2
DEFINIZIONI, SIMBOLI E UNITÀ DI MISURA 2 Definizioni...................................................................................................................................................... 2 Simboli e unità di misura ....................................................................................................................... 2
4 4.1 4.2
INFLUENZA DEI PONTI TERMICI SULLA PERDITA TOTALE DI CALORE 3 Coefficiente di perdita di calore per trasmissione ................................................................... 3 Trasmittanza termica lineica ............................................................................................................... 3
5 5.1
DETERMINAZIONE DELLA TRASMITTANZA TERMICA LINEICA 4 Metodi disponibili e accuratezza prevista .................................................................................... 4 Metodi di calcolo della trasmittanza termica lineica .......................................................................... 4 Atlanti dei ponti termici ........................................................................................................................... 4 Calcoli manuali ........................................................................................................................................... 5 Valori di progetto della trasmittanza termica lineica .............................................................. 5
prospetto
1
figura
1
Edificio che mostra la posizione e le tipologie di ponti termici che si verificano di frequente in un edificio in accordo con lo schema riportato nel prospetto 2 ........................... 6
prospetto
2
Valori di progetto della trasmittanza termica lineica ......................................................................... 7
APPENDICE (informativa)
A
BASI DI CALCOLO PER I VALORI DI PROGETTO DELLA TRASMITTANZA TERMICA LINEICA
16
APPENDICE (informativa)
B
ESEMPIO DELL'USO DEI VALORI DI PROGETTO DELLA TRASMITTANZA TERMICA LINEICA NEL CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI ACCOPPIAMENTO TERMICO
17
5.2 5.3 5.4
B.1
Rappresentazione schematica di un edificio con determinate dimensioni interne complessive e indicazione della posizione dei ponti termici ...................................................... 17
prospetto B.1
Coefficiente di accoppiamento termico tra elementi edilizi piani con riferimento alle dimensioni totali interne .......................................................................................................................... 17
prospetto B.2
Coefficiente di accoppiamento termico tra ponti termici bidimensionali con riferimento alle dimensioni totali interne .................................................................................................................. 18
prospetto B.3
Coefficiente di accoppiamento termico tra elementi edilizi piani con riferimento alle dimensioni esterne ................................................................................................................................... 18
prospetto B.4
Coefficiente di accoppiamento termico tra ponti termici bidimensionali con riferimento alle dimensioni esterne ........................................................................................................................... 19
prospetto B.5
Coefficiente di accoppiamento termico tra ponti termici bidimensionali con riferimento alle dimensioni totali interne ma la tipologia di ponte termico IW2 è stata sostituita con IW5 e la W8 con la W11 ................................................................................................................ 19
figura
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Ponti termici in edilizia NORMA EUROPEA
Coefficiente di trasmissione termica lineica
EN ISO 14683
Metodi semplificati e valori di riferimento GIUGNO 1999 Thermal bridges in building construction EUROPEAN STANDARD
Linear thermal transmittance Simplified methods and default values (ISO 14683:1999) Ponts thermiques dans les bâtiments
NORME EUROPÉENNE
Coefficient de transmission thermique linéique Méthodes simplifiées et valeurs par défaut (ISO 14683:1999) Wärmebrücken im Hochbau
EUROPÄISCHE NORM
Längenbezogener Wärmedurchgangskoeffizient Vereinfachte Verfahren und Anhaltswerte (ISO 14683:1999)
DESCRITTORI
ICS
91.120.10
La presente norma europea è stata approvata dal CEN il 4 aprile 1999. I membri del CEN devono attenersi alle Regole Comuni del CEN/CENELEC che definiscono le modalità secondo le quali deve essere attribuito lo status di norma nazionale alla norma europea, senza apportarvi modifiche. Gli elenchi aggiornati ed i riferimenti bibliografici relativi alle norme nazionali corrispondenti possono essere ottenuti tramite richiesta alla Segreteria Centrale oppure ai membri del CEN. La presente norma europea esiste in tre versioni ufficiali (inglese, francese e tedesca). Una traduzione nella lingua nazionale, fatta sotto la propria responsabilità da un membro del CEN e notificata alla Segreteria Centrale, ha il medesimo status delle versioni ufficiali. I membri del CEN sono gli Organismi nazionali di normazione di Austria, Belgio, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Grecia, Irlanda, Islanda, Italia, Lussemburgo, Norvegia, Paesi Bassi, Portogallo, Regno Unito, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia e Svizzera.
CEN COMITATO EUROPEO DI NORMAZIONE European Committee for Standardization Comité Européen de Normalisation Europäisches Komitee für Normung Segreteria Centrale: rue de Stassart, 36 - B-1050 Bruxelles
© 1999 CEN Tutti i diritti di riproduzione, in ogni forma, con ogni mezzo e in tutti i Paesi, sono riservati ai Membri nazionali del CEN. UNI EN ISO 14683:2001
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PREMESSA Il testo della EN ISO 14683:1999 è stato elaborato dal Comitato Tecnico CEN/TC 89 "Prestazioni termiche degli edifici e dei componenti edilizi", la cui segreteria è affidata al SIS, in collaborazione con il Comitato Tecnico ISO/TC 163 "Isolamento termico". Alla presente norma europea deve essere attribuito lo status di norma nazionale, o mediante la pubblicazione di un testo identico o mediante notifica di adozione, entro dicembre 1999, e norme nazionali in contrasto devono essere ritirate entro dicembre 1999. In conformità alle Regole Comuni CEN/CENELEC, gli enti nazionali di normazione dei seguenti Paesi sono tenuti a recepire la presente norma europea: Austria, Belgio, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Grecia, Irlanda, Islanda, Italia, Lussemburgo, Norvegia, Paesi Bassi, Portogallo, Regno Unito, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia e Svizzera. La presente norma fa parte di una serie di norme che definiscono i metodi di calcolo per il progetto e la valutazione delle prestazioni termiche degli edifici e dei componenti edilizi.
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INTRODUZIONE I ponti termici nelle costruzioni edilizie producono una modifica del flusso termico e una modifica delle temperature superficiali rispetto a strutture prive di ponti termici. Il calcolo dei flussi termici e delle temperature superficiali può essere effettuato con precisione utilizzando metodi numerici di calcolo dettagliati, in accordo con la EN ISO 10211-1 (flusso termico tridimensionale) o con il prEN ISO 10211-2 (flusso termico bidimensionale). Tuttavia, per ponti termici lineari, possono essere usati metodi semplificati che consentono di ottenere una stima adeguata della trasmittanza termica lineica. L'effetto della ripetizione di ponti termici in una parete altrimenti uniforme, come giunti che penetrano nello strato isolante termico o giunti in malta tra blocchi di muratura leggera, dovrebbero essere inclusi nel calcolo della trasmittanza termica del particolare elemento edilizio in accordo con la EN ISO 6946 "Building components and building elements Thermal resistance and thermal transmittance - Calculation method [Componenti ed elementi per edilizia - Resistenza termica e trasmittanza termica - Metodo di calcolo]" (ISO 6946:1996). Anche se non considerato nella presente norma, si dovrebbe tenere presente che i ponti termici possono anche dare origine a basse temperature superficiali; associate al rischio di condensazione superficiale o crescita di muffe.
1
SCOPO E CAMPO DI APPLICAZIONE 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. Essa non si applica a ponti termici associati ai telai di porte e finestre o a facciate continue. La presente norma specifica i requisiti in riferimento agli atlanti di ponti termici e ai metodi di calcolo manuale e fornisce un numero limitato di valori tabulati di progetto della trasmittanza termica lineica.
2
RIFERIMENTI NORMATIVI La presente norma europea rimanda, mediante riferimenti datati e non, a disposizioni contenute in altre pubblicazioni. Tali riferimenti normativi sono citati nei punti appropriati del testo e vengono di seguito elencati. Per quanto riguarda i riferimenti datati, successive modifiche o revisioni apportate a dette pubblicazioni valgono unicamente se introdotte nella presente norma europea come aggiornamento o revisione. Per i riferimenti non datati vale l’ultima edizione della pubblicazione alla quale si fa riferimento. EN ISO 7345 Thermal insulation - Physical quantities and definitions [Isolamento termico - Grandezze fisiche e definizioni] (ISO 7345:1987) EN ISO 10211-1 Thermal bridges in building construction - Heat flows and surface temperatures - General calculation methods [Ponti termici in edilizia - Flussi termici e temperature superficiali - Metodi generali di calcolo] (ISO 10211-1:1995) prEN ISO 10211-2 Thermal bridges in building construction - Calculation of heat flows and surface temperatures - Linear thermal bridges [Ponti termici in edilizia - Flussi termici e temperature superficiali - Ponti termici lineari] (ISO/FDIS 10211-2:1999) EN ISO 13370 Thermal performance of buildings - Heat transfer via the ground Calculation method [Prestazione termica degli edifici - Trasferimento di calore attraverso il terreno - Metodi di calcolo] (ISO 13370:1998) prEN ISO 13789 Thermal performance of buildings - Transmission heat loss coefficient Calculation method [Prestazione termica degli edifici - Coefficiente di perdita di calore per trasmissione - Metodo di calcolo] (ISO/DIS 13789:1997)
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3
DEFINIZIONI, SIMBOLI E UNITÀ DI MISURA
3.1
Definizioni Ai fini della presente norma si applicano le definizioni della EN ISO 7345 e le seguenti:
3.1.1
ponte termico lineare: Ponte termico con una sezione trasversale uniforme in una direzione.
3.1.2
ponte termico puntuale: Ponte termico che non presenta sezioni trasversali uniformi in nessuna direzione.
3.1.3
coefficiente di accoppiamento termico: Flusso termico scambiato diviso per la differenza tra le temperature di due ambienti termicamente interagenti, nel componente edilizio considerato.
3.1.4
coefficiente di accoppiamento termico lineico: Coefficiente di accoppiamento termico ottenuto da calcolo bidimensionale.
3.1.5
trasmittanza termica lineica: 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
3.2
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.
Simboli e unità di misura Simbolo
Definizione
Unità di misura m2
A
area
HT
coefficiente di perdita di calore per trasmissione
W/K
L
coefficiente di accoppiamento termico
W/K
2D
coefficiente di accoppiamento termico lineico
W/(m · K)
R
resistenza termica
m2 · K/W
Rse
resistenza termica superficiale esterna
m2 · K/W
Rsi
resistenza termica superficiale interna
m2 · K/W
U
trasmittanza termica
b
larghezza
m
d
spessore
m
h
coefficiente di scambio termico superficiale
l
lunghezza
m
θ
temperatura in gradi Celsius
°C
λ
conduttività termica di progetto
Φ
flusso termico
Ψ
trasmittanza termica lineica
χ
trasmittanza termica puntuale
L
W/(m2 · K)
W/(m2 · K)
W/(m · K) W W/(m · K) W/K
Pedici: e esterno i interno oi totale interno
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INFLUENZA DEI PONTI TERMICI SULLA PERDITA TOTALE DI CALORE
4.1
Coefficiente di perdita di calore per trasmissione Tra l'ambiente interno ed esterno rispettivamente a temperatura θi e θe, il flusso termico Φ attraverso l'involucro edilizio può essere calcolato dall'equazione:
Φ = H T ( θi – θe )
[1]
Il coefficiente di perdita di calore per trasmissione, HT, è calcolato attraverso l'equazione:
H T = L + Ls + H U
[2]
dove: L è il coefficiente di accoppiamento termico attraverso l'involucro edilizio, definito dall'equazione [3]; Ls è il coefficiente di accoppiamento termico del terreno, calcolato in accordo con la EN ISO 13370; HU è il coefficiente di perdita di calore attraverso ambienti non riscaldati, calcolato in accordo con il prEN ISO 13789.
4.2
Trasmittanza termica lineica Nel calcolo del coefficiente di accoppiamento termico, L, spesso si ignora l'effetto di ponti termici. Tuttavia negli edifici possono essere presenti ponti termici significativi che provocano un aumento della perdita di calore totale dell'edificio. In questo caso, per ottenere il coefficiente di accoppiamento termico corretto, è necessario aggiungere termini di correzione che coinvolgono la trasmittanza termica lineica e puntuale, come riportato nell’equazione seguente:
L =
∑ U i Ai + ∑ Ψk l k + ∑ χj
dove: L Ui Ai Ψk lk χj
[3]
è il coefficiente di accoppiamento termico; è la trasmittanza termica dell’i-esimo componente dell'involucro edilizio; è l’area caratterizzata da una trasmittanza Ui; è la trasmittanza termica lineica del k-esimo ponte termico lineare; è la lunghezza lungo la quale si applica Ψk; è la trasmittanza termica puntuale del j-esimo ponte termico puntuale.
Generalmente l'influenza di ponti termici puntuali (nella misura in cui risultano dall'intersezione di ponti termici lineari) può essere trascurata e nell'equazione [3] può essere omesso il termine di correzione relativo al ponte termico puntuale. Se tuttavia sono presenti ponti termici puntuali significativi, allora la trasmittanza termica puntuale dovrebbe essere calcolata in accordo con la EN ISO 10211-1. I valori della trasmittanza termica lineica dipendono dal sistema delle dimensioni dell’edificio utilizzato per calcolare le aree attraversate dal flusso monodimensionale (per esempio nei calcoli di ∑ Ui Ai nell'equazione [3]). La trasmittanza termica lineica, Ψ, può essere calcolata con l’equazione:
Ψ = L
2D
– ∑ U il i
[4]
dove: L2D è il coefficiente di accoppiamento termico lineico ottenuto con un calcolo bidimensionale del componente che separa i due ambienti considerati; Ui è la trasmittanza termica dell’i-esimo componente monodimensionale che separa i due ambienti considerati; li è la lunghezza nel modello geometrico bidimensionale cui si applica il valore di Ui. È necessario specificare il sistema di dimensioni utilizzate per il calcolo della trasmittanza termica lineica, Ψ.
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Il prospetto 2 in 5.4 fornisce valori di progetto di Ψ [arrotondati allo 0,05 W/(m · K) più vicino] basati su tre sistemi di valutazione delle dimensioni dell'edificio: - dimensioni interne, misurate tra le superfici interne finite di ogni ambiente in un edificio (escluso quindi lo spessore delle partizioni interne); - dimensioni interne totali, misurate tra le superfici interne finite degli elementi dell'edificio (incluso quindi lo spessore delle partizioni interne); - dimensioni esterne, misurate tra le superfici esterne finite degli elementi esterni dell'edificio. Nota
Questi tre comuni sistemi per la valutazione delle dimensioni sono descritti in prEN ISO 13789. Il prospetto 2 fornisce inoltre, per ogni tipologia, il coefficiente di accoppiamento termico lineico, L2D, in modo che, per ogni altro sistema dimensionale, il valore di progetto appropriato Ψ può essere calcolato con l'equazione [4], con i valori di U desunti dall'appendice A e le lunghezze l valutate in funzione del sistema dimensionale scelto.
5
DETERMINAZIONE DELLA TRASMITTANZA TERMICA LINEICA
5.1
Metodi disponibili e accuratezza prevista L'accuratezza di ogni metodo scelto deve corrispondere a quella richiesta nel calcolo delle perdite totali, considerando le lunghezze dei ponti termici lineari. Il prospetto 1 mostra i metodi disponibili per determinare Ψ, e la corrispondente incertezza prevista. Gli atlanti dei ponti termici, i calcoli manuali e i valori di progetto sono descritti rispettivamente in 5.2, 5.3, 5.4 . prospetto
1
Metodi di calcolo della trasmittanza termica lineica Metodi
Incertezza prevista di Ψ
Calcolo numerico
± 5%
Atlante dei ponti termici
± 20%
Calcoli manuali
± 20%
Valori di progetto
da 0% a + 50%
Nel caso in cui i particolari non siano ancora definiti ma le dimensioni e la forma generale dell'edificio sia già definita, così che sono note le superfici dei vari elementi dell'involucro edilizio, come tetti, pareti e pavimenti, si può fare solo una stima approssimata dei contributi dei ponti termici alle perdite di calore totali. Tale stima approssimata può essere fatta sulla base dei valori di progetto della trasmittanza termica lineica forniti nel prospetto 2. Quando in uno stadio successivo siano disponibili dettagli complessivi, possono essere ottenuti valori più accurati di Ψ per ogni ponte termico lineare confrontando la tipologia particolare con l'esempio che maggiormente ci si avvicina ricavato da un atlante di ponti termici e utilizzando il valore di Ψ indicato. A questo stadio possono essere utilizzati anche metodi che prevedono calcoli manuali. Quando sono noti tutti i dettagli, possono essere utilizzati tutti i metodi per determinareΨ, inclusi metodi di calcolo numerico che forniscono i valori di Ψ più precisi.
5.2
Atlanti dei ponti termici Gli esempi delle tipologie edilizie riportati negli atlanti di ponti termici presentano essenzialmente alcuni parametri prefissati (per esempio dimensioni e materiali) e così sono meno flessibili rispetto ai calcoli. In generale 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. Tuttavia può essere utilizzato il valore di Ψ preso da un atlante, a condizione che le dimensioni e le proprietà termiche dell'esempio dell’atlante siano simili a quelle del dettaglio considerato o termicamente meno favorevoli di quelle del dettaglio considerato. UNI EN ISO 14683:2001
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I calcoli numerici su cui sono basati i valori della trasmittanza termica lineica forniti nell'atlante devono essere condotti in accordo con il prEN ISO 10211-1. L'atlante deve anche fornire le seguenti informazioni: a) indicazioni chiare sull'ottenimento dei valori di Ψ a partire dai valori forniti dall’atlante; b) dimensioni del dettaglio considerato e valori della trasmittanza termica delle parti omogenee del dettaglio; c) resistenze superficiali interna ed esterna utilizzate per il calcolo dei valori forniti nell'atlante. Nota 1
Quando i dettagli del ponte termico non sono ancora completamente definiti/progettati, gli atlanti stampati forniscono esempi utili per il progettista. Tuttavia si possono utilizzare atlanti più flessibili, con database, dove si possono variare le dimensioni e i materiali: l'accuratezza diventa in questo caso quella del calcolo numerico.
Nota 2
Preferibilmente, l'atlante dovrebbe fornire informazioni sull'influenza prodotta dalle variazioni delle conduttività termiche o delle dimensioni dei componenti edilizi che includono il ponte termico sulla trasmittanza termica lineica di un dato dettaglio. Questo si può realizzare mediante coefficienti tabulati che correlino la variazione della trasmittanza termica lineica con la variazione della conduttività termica e/o delle dimensioni.
5.3
Calcoli manuali Esistono numerosi metodi di calcolo manuale, eseguibili con operazioni su calcolatrici manuali o mediante un semplice software per computer. Tuttavia non si può fornire un’indicazione generale sull'accuratezza di questi metodi, dato che la maggior parte dei calcoli manuali si applica solo a un tipo specifico di ponte termico (per esempio costruzioni con lamine metalliche). Perciò un metodo di calcolo manuale può essere molto accurato nello specifico intervallo di applicazione, ma molto poco accurato al difuori di questo campo. I calcoli manuali devono fornire le seguenti informazioni: a) tipologie dei dettagli strutturali ai quali si applicano; b) limiti dimensionali entro i quali il metodo è valido; c) limiti dei valori di conduttività termica dei materiali considerati; d) valori della resistenza termica da utilizzare; e) stima dell'accuratezza (per esempio, errore massimo).
5.4
Valori di progetto della trasmittanza termica lineica I valori di progetto di Ψ per un intervallo di tipologie di ponti termici bidimensionali comunemente ricorrenti sono riportati nel prospetto 2. Essi 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. Nella figura 1, le lettere R, B, C, F, IW, P e W si riferiscono alla posizione del ponte termico. Nota 1
Questi valori di progetto di Ψ sono stati ottenuti dall'equazione [4] e sono basati su una modellizzazione numerica bidimensionale in accordo con il prEN ISO 10211-2. Essi rappresentano una sovrastima cautelativa degli effetti dei ponti termici (l'appendice A fornisce una lista dei parametri utilizzati nei calcoli). Il prospetto dei valori di progetto di Ψ può essere esteso su base nazionale per includere tipologie non considerate. Ogni valore di progetto di Ψ in un prospetto della stessa ampiezza deve essere valutato con l'equazione [4] e deve essere ottenuto sulla base di una modellizzazione numerica bidimensionale in accordo con il prEN ISO 10211-2. La figura 1 mostra disposizioni tipiche di queste comuni tipologie di ponti termici bidimensionali. La lettera maiuscola vicino ad ogni ponte termico indica la tipologia di ponte termico e il pedice indica lo specifico ponte termico, per esempio IWn indica un ponte termico in corrispondenza della giunzione dell'involucro esterno con una parete interna e IWm indica un ponte termico dello stesso tipo, ma in un'altra posizione. Il potenziale ponte termico nel progetto di un particolare edificio può essere individuato in riferimento alla figura 1 e per ciascuno di questi può essere individuato dal prospetto 2 un valore appropriato di progetto della trasmittanza termica lineica corrispondente.
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figura
1
Edificio che mostra la posizione e le tipologie di ponti termici che si verificano di frequente in un edificio in accordo con lo schema riportato nel prospetto 2
Nel prospetto 2 sono indicati i dettagli dei ponti termici raggruppati per tipo e con quattro disposizioni differenti dello strato isolante principale (ovvero lo strato con la maggiore resistenza termica). Lo strato con maggiore resistenza termica può essere posizionato, rispetto alla zona del corrispondente elemento strutturale non interessata dal ponte termico: - sul lato esterno; - nella parte intermedia; - sul lato interno; - uniformemente distribuito nella struttura. Il quarto caso si realizza quando l'elemento edilizio è costituito da muratura leggera o parete intelaiata in legno. Per ogni tipo di ponte termico e per ogni posizione dello strato isolante principale, il prospetto 2 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. Nota 2
Nell’appendice B è riportato un esempio svolto, riguardante l'uso di questi valori di progetto di Ψ nel calcolo delle perdite di calore per trasmissione.
Nota 3
Con modifiche migliorative del progetto si possono evitare in genere ponti termici con valori di Ψi e Ψe rispettivamente maggiori di 0,2 W/(m · K) e 0,1 W/(m · K).
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Ψe = 0,55 Ψoi = 0,70 Ψi = 0,70 Parete leggera (comprese muratura leggera e parete intelaiata in legno)
L2D = 1,29
R6
L2D = 1,38
R2
L2D = 1,44
R7
L2D = 1,28
R3
Strato isolante
Ψe = 0,40 Ψoi = 0,55 Ψi = 0,55
Ψe = 0,50 Ψoi = 0,65 Ψi = 0,65
Nota - Le linee con le notazioni i, oi ed e indicano il sistema di dimensioni - interne, interne globali, esterne. Le dimensioni sono date in metri.
Parete
L2D = 1,42
R5
L2D = 1,42
Ψe = 0,55 Ψoi = 0,70 Ψi = 0,70
Soletta/Pilastro
Ψe = 0,55 Ψoi = 0,75 Ψi = 0,75
Ψe = 0,40 Ψoi = 0,55 Ψi = 0,55
L2D = 1,28
R8
L2D = 1,25
R4
segue nella pagina successiva
Telaio
Ψe = 0,35 Ψoi = 0,55 Ψi = 0,55
Ψe = 0,30 Ψoi = 0,50 Ψi = 0,50
2
R1
Coperture prospetto
Valori di progetto della trasmittanza termica lineica
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Pagina 8
Ψe = 0,85 Ψoi = 0,85 Ψi = 0,90
Ψe = - 0,05 Ψoi = 0,15 Ψi = 0,15
Parete leggera (comprese muratura leggera e parete intelaiata in legno)
L2D = 1,56
B2
L2D = 0,92
R10
L2D = 1,50
B3
L2D = 0,93
R11
Strato isolante
Ψe = 0,80 Ψoi = 0,80 Ψi = 0,85
Ψe = 0,00 Ψoi = 0,20 Ψi = 0,20
Nota - Le linee con le notazioni i, oi ed e indicano il sistema di dimensioni - interne, interne globali, esterne. Le dimensioni sono date in metri.
Parete
L2D = 1,57
B1
Balconi, poggioli
L2D = 0,84
R9
continua dalla pagina precedente
Coperture
Soletta/Pilastro
Ψe = 0,75 Ψoi = 0,75 Ψi = 0,80
Ψe = 0,05 Ψoi = 0,20 Ψi = 0,20
L2D = 1,49
B4
L2D = 1,02
R12
segue nella pagina successiva
Telaio
Ψe = 0,70 Ψoi = 0,70 Ψi = 0,75
Ψe = 0,10 Ψoi = 0,30 Ψi = 0,30
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Ψe = 0,00 Ψoi = - 0,20 Ψi = - 0,20
Ψe = - 0,05 Ψoi = 0,15 Ψi = 0,15
Parete leggera (comprese muratura leggera e parete intelaiata in legno)
L2D = 0,77
C6
L2D = 0,79
C2
L2D = 0,83
C7
L2D = 0,70
C3
Strato isolante
Ψe = 0,10 Ψoi = - 0,15 Ψi = - 0,15
Ψe = - 0,10 Ψoi = 0,10 Ψi = 0,10
Nota - Le linee con le notazioni i, oi ed e indicano il sistema di dimensioni - interne, interne globali, esterne. Le dimensioni sono date in metri.
Parete
L2D = 0,71
C5
L2D = 0,84
C1
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Angoli
Soletta/Pilastro
Ψe = 0,15 Ψoi = - 0,05 Ψi = - 0,05
Ψe = - 0,20 Ψoi = 0,00 Ψi = 0,00
L2D = 0,82
C8
L2D = 0,81
C4
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Telaio
Ψe = 0,05 Ψoi = - 0,15 Ψi = - 0,15
Ψe = - 0,15 Ψoi = 0,05 Ψi = 0,05
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Pagina 10
Ψe = 0,60 Ψoi = 0,60 Ψi = 0,65
Ψe = 0,00 Ψoi = 0,00 Ψi = 0,05
Parete leggera (comprese muratura leggera e parete intelaiata in legno)
L2D = 1,40
F6
L2D = 1,56
F2
L2D = 1,41
F7
L2D = 1,50
F3
Strato isolante
Ψe = 0,65 Ψoi = 0,65 Ψi = 0,70
Ψe = 0,80 Ψoi = 0,80 Ψi = 0,90
Nota - Le linee con le notazioni i, oi ed e indicano il sistema di dimensioni - interne, interne globali, esterne. Le dimensioni sono date in metri.
Parete
L2D = 1,33
F5
L2D = 0,74
F1
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Pavimenti
Soletta/Pilastro
Ψe = 0,65 Ψoi = 0,65 Ψi = 0,70
Ψe = 0,75 Ψoi = 0,75 Ψi = 0,80
L2D = 0,99
F8
L2D = 1,36
F4
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Telaio
Ψe = 0,20 Ψoi = 0,20 Ψi = 0,30
Ψe = 0,55 Ψoi = 0,55 Ψi = 0,60
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Pagina 11
Ψe = 0,00 Ψoi = 0,00 Ψi = 0,05
Ψe = 0,00 Ψoi = 0,00 Ψi = 0,05
Parete leggera (comprese muratura leggera e parete intelaiata in legno)
L2D = 0,79
IW6
L2D = 1,26
IW2
L2D = 1,22
IW3
Strato isolante
Ψe = 0,00 Ψoi = 0,00 Ψi = 0,05
Ψe = 0,50 Ψoi = 0,50 Ψi = 0,55
Nota - Le linee con le notazioni i, oi ed e indicano il sistema di dimensioni - interne, interne globali, esterne. Le dimensioni sono date in metri.
Parete
L2D = 0,74
IW5
L2D = 0,74
IW1
continua dalla pagina precedente
Pareti interne
Soletta/Pilastro
Ψe = 0,50 Ψoi = 0,50 Ψi = 0,55
L2D = 0,81
IW4
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Telaio
Ψe = 0,00 Ψoi = 0,00 Ψi = 0,05
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Pagina 12
Ψe = 1,30 Ψoi = 1,30 Ψi = 1,30 Parete leggera (comprese muratura leggera e parete intelaiata in legno)
L2D = 2,01
P2
L2D = 1,83
P3
Strato isolante
Ψe = 1,20 Ψoi = 1,20 Ψi = 1,20
Nota - Le linee con le notazioni i, oi ed e indicano il sistema di dimensioni - interne, interne globali, esterne. Le dimensioni sono date in metri.
Parete
L2D = 2,09
P1
continua dalla pagina precedente
Pilastri
Soletta/Pilastro
Ψe = 1,05 Ψoi = 1,05 Ψi = 1,05
L2D = 1,76
P4
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Telaio
Ψe = 0,90 Ψoi = 0,90 Ψi = 0,90
UNI EN ISO 14683:2001
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Pagina 13
Ψe = 0,05 Ψoi = 0,05 Ψi = 0,05
Ψe = 0,00 Ψoi = 0,00 Ψi = 0,00
Parete leggera (comprese muratura leggera e parete intelaiata in legno)
L2D = 0,44
W6
L2D = 1,00
W2
L2D = 0,81
W3
Strato isolante
Ψe = 0,10 Ψoi = 0,10 Ψi = 0,10
Ψe = 0,65 Ψoi = 0,65 Ψi = 0,65
Nota - Le linee con le notazioni i, oi ed e indicano il sistema di dimensioni - interne, interne globali, esterne. Le dimensioni sono date in metri.
Parete
L2D = 0,40
W5
L2D = 0,36
W1
continua dalla pagina precedente
Serramenti di porte e finestre
Soletta/Pilastro
Ψe = 0,45 Ψoi = 0,45 Ψi = 0,45
L2D = 0,41
W4
segue nella pagina successiva
Telaio
Ψe = 0,05 Ψoi = 0,05 Ψi = 0,05
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Pagina 14
Ψe = 0,00 Ψoi = 0,00 Ψi = 0,00
Ψe = 0,35 Ψoi = 0,35 Ψi = 0,35
Parete leggera (comprese muratura leggera e parete intelaiata in legno)
L2D = 0,41
W12
L2D = 0,95
W8
L2D = 0,56
W9
Strato isolante
Ψe = 0,05 Ψoi = 0,05 Ψi = 0,05
Ψe = 0,60 Ψoi = 0,60 Ψi = 0,60
Nota - Le linee con le notazioni i, oi ed e indicano il sistema di dimensioni - interne, interne globali, esterne. Le dimensioni sono date in metri.
Parete
L2D = 0,36
W11
L2D = 0,70
W7
continua dalla pagina precedente
Serramenti di porte e finestre
Soletta/Pilastro
Ψe = 0,20 Ψoi = 0,20 Ψi = 0,20
L2D = 0,39
W10
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Telaio
Ψe = 0,00 Ψoi = 0,00 Ψi = 0,00
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Pagina 15
Ψe = 0,40 Ψoi = 0,40 Ψi = 0,40
Ψe = 0,60 Ψoi = 0,60 Ψi = 0,60
Parete leggera (comprese muratura leggera e parete intelaiata in legno)
L2D = 0,57
W18
L2D = 1,02
W14
L2D = 0,35
W15
Strato isolante
Ψe = 0,20 Ψoi = 0,20 Ψi = 0,20
Ψe = 0,65 Ψoi = 0,65 Ψi = 0,65
Nota - Le linee con le notazioni i, oi ed e indicano il sistema di dimensioni - interne, interne globali, esterne. Le dimensioni sono date in metri.
Parete
L2D = 0,72
W17
L2D = 0,93
W13
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Serramenti di porte e finestre
Soletta/Pilastro
Ψe = 0,00 Ψoi = 0,00 Ψi = 0,00
L2D = 0,42
W16
Telaio
Ψe = 0,05 Ψoi = 0,05 Ψi = 0,05
APPENDICE (informativa)
A BASI DI CALCOLO PER I VALORI DI PROGETTO DELLA TRASMITTANZA TERMICA LINEICA I valori di progetto di Ψ nel prospetto 2 sono basati su calcoli numerici bidimensionali, assumendo i seguenti parametri: Per tutti i dettagli:
Per tutte le pareti:
Rsi
= 0,13 m2 · K/W
Rse
= 0,04 m2 · K/W
d
= 0,3 m
Per pareti isolate: -
trasmittanza termica
U
= 0,343 W/(m2 · K)
-
resistenza termica dello strato isolante
R
= 2,5 m2 · K/W
Per pareti non isolate:
U
= 0,375 W/(m2 · K)
Per tutte le solette:
d
= 0,15 m
λ
= 2,0 W/(m · K)
Per i tetti: -
trasmittanza termica
U
= 0,365 W/(m2 · K)
-
resistenza termica dello strato isolante
R
= 2,5 m2 · K/W
Per i telai delle aperture:
d
= 0,1 m
Per i pilastri:
d
= 0,3 m
λ
= 2,0 W/(m · K)
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, cioè non conducono a sottostimare la perdita di calore termico attraverso tali ponti termici.
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APPENDICE (informativa)
B ESEMPIO DELL'USO DEI VALORI DI PROGETTO DELLA TRASMITTANZA TERMICA LINEICA NEL CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI ACCOPPIAMENTO TERMICO
B.1
Edificio campione Nella figura B.1 è riportata una traccia schematica di un edificio a un piano solo con tetto piano, pavimento su terreno, una parete di partizione interna e due finestre e una porta nelle pareti esterne. Le dimensioni complessive interne degli elementi edilizi piani sono riportate in metri ed è indicata la posizione delle diverse tipologie di ponte termico. IW1, R2, ecc. sono riferiti alle tipologie di ponte termico indicate nel prospetto 2. figura
B.1
Rappresentazione schematica di un edificio con determinate dimensioni interne complessive e indicazione della posizione dei ponti termici
Dimensioni in m
Il coefficiente di accoppiamento termico L (i ponti termici puntuali sono trascurati) è fornito dalla seguente equazione:
L =
B.2
∑ U j Aj + ∑ Ψk l k
[B.1]
Uso delle dimensioni totali interne Nel prospetto B.1 viene riportato il calcolo del coefficiente di accoppiamento termico tra i vari elementi edilizi piani. Il valore di U per ogni elemento edilizio è moltiplicato per l'area totale interna Aoi sulla quale si applica e la somma di questi prodotti fornisce il coefficiente di accoppiamento termico tra questi elementi edilizi. Nel prospetto B.2 sono riportati i valori del coefficiente di accoppiamento termico tra i ponti termici bidimensionali. Il valore di Ψoi per ogni ponte termico è moltiplicato per la lunghezza l sulla quale si applica e la somma di questi prodotti fornisce il coefficiente di accoppiamento termico tra questi ponti termici. prospetto B.1
Coefficiente di accoppiamento termico tra elementi edilizi piani con riferimento alle dimensioni totali interne Elemento edilizio
U
Aoi
UAoi
2
2
W/K
W/(m · K)
m
Pareti
0,40
64,4
25,76
Tetto
0,30
50,0
15,00
Pavimento su terreno1)
0,38
50,0
19,00
Finestre
3,50
9,0
31,50
Porta
3,00
1,6
4,80
Totale:
96,06
1) La trasmittanza termica del pavimento è calcolata secondo la EN ISO 13370.
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prospetto B.2
Coefficiente di accoppiamento termico tra ponti termici bidimensionali con riferimento alle dimensioni totali interne Tipologia di ponte termico1)
Ψoi W/(m · K)
Ioi m
ΨoiIoi W/K
Parete/tetto
R2
0,65
30,0
19,50
Parete/parete
C2
0,10
10,0
1,00
Partizione/parete
IW2
0,50
5,0
2,50
Partizione/tetto
IW6
0,00
5,0
0,00
Architrave, telaio, stipite
W8
0,60
23,6
14,16
Totale:
37,16
Ponte termico
1) Da prospetto 2.
Dai prospetti B.1 e B.2:
L =
∑
U j Aj + ∑ ΨK I K
= 96,06 + 37,16 = 133,22 W/K. Utilizzando le dimensioni interne totali, il coefficiente di accoppiamento termico tra ponti termici è il 28% del totale.
B.3
Uso delle dimensioni esterne Assumendo uno spessore della parete di 0,3 m e del tetto di 0,2 m, aggiungendo questi spessori alle dimensioni complessive interne, si ottengono le dimensioni esterne dell'edificio, pari a 10,6 m × 5,6 m × 2,7 m. Nel prospetto B.3 il coefficiente di accoppiamento termico tra i vari elementi edilizi piani è calcolato con riferimento alle dimensioni esterne. Il valore di U per ogni elemento edilizio è moltiplicato per l'area esterna Ae alla quale si riferisce e la somma di questi termini fornisce il coefficiente di accoppiamento termico tra questi elementi edilizi. Nel prospetto B.4 sono riportati i valori del coefficiente di accoppiamento termico tra i ponti termici bidimensionali, con riferimento alle dimensioni esterne. Il valore di Ψe per ogni ponte termico è moltiplicato per la lunghezza le sulla quale si applica e la somma di questi termini fornisce il coefficiente di accoppiamento termico tra i ponti termici considerati. prospetto B.3
Coefficiente di accoppiamento termico tra elementi edilizi piani con riferimento alle dimensioni esterne U
Ae
UAe
W/(m2 · K)
m2
W/K
0,40
76,88
30,75
0,30
59,36
17,81
Pavimento su terreno
0,38
50,0
19,00
Finestra
3,50
9,0
31,50
Porta
3,00
1,6
4,80
Totale:
103,86
Elemento edilizio
Parete Tetto 1)
1) La trasmittanza termica del pavimento è calcolata secondo la EN ISO 13370.
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prospetto B.4
Coefficiente di accoppiamento termico tra ponti termici bidimensionali con riferimento alle dimensioni esterne Tipologia di ponte termico1)
Ψe W/(m · K)
Ie m
ΨeIe W/K
Parete/tetto
R2
0,05
32,4
16,20
Parete/parete
C2
- 0,10
10,8
- 1,08
Partizione/parete
IW2
0,50
5,4
2,70
Partizione/tetto
IW6
0,00
5,6
0,00
Architrave, telaio, stipite
W8
0,60
23,6
14,16
Totale:
31,98
Ponte termico
1) Da prospetto 2.
Dai prospetti B.3 e B.4:
L =
∑
U j Aj + ∑ ΨK I K
= 103,86 + 31,98 = 135,84 W/K. Utilizzando le dimensioni esterne, il coefficiente di accoppiamento termico tra ponti termici è il 24% del totale.
B.4
Uso delle dimensioni totali interne come in B.1 ma con maggiore dettaglio nella descrizione di due delle tipologie di ponte termico considerate Nel prospetto B.5 è stato valutato l'effetto di una maggiore accuratezza nella descrizione dei ponti termici dell'esempio considerato (ovvero in modo che essi presentino un valore minore di Ψ). La tipologia di ponte termico IW2 è stata sostituita con IW5 e la W8 con la W11. prospetto B.5
Coefficiente di accoppiamento termico tra ponti termici bidimensionali con riferimento alle dimensioni totali interne ma la tipologia di ponte termico IW2 è stata sostituita con IW5 e la W8 con la W11 Tipologia di ponte termico1)
Ψoi W/(m · K)
Ioi m
ΨoiIoi W/K
Parete/tetto
R2
0,65
30,0
19,50
Parete/parete
C2
0,10
10,0
1,00
Partizioni/parete
IW5
0,00
5,0
0,00
Partizione/tetto
IW6
0,00
5,0
0,00
Architrave, telaio, stipite
W11
0,00
23,6
0,00
Totale:
20,50
Ponte termico
1) Da prospetto 2.
Dai prospetti B.1 e B.5:
L =
∑
U j Aj + ∑ ΨK I K
= 96,06 + 20,50 = 116,56 W/K. La maggiore accuratezza di questi due dettagli del ponte termico ha ridotto il coefficiente di accoppiamento termico tra i ponti termici del 45%, da 37,16 W/K a 20,50 W/K, e ha anche ridotto il coefficiente di accoppiamento termico totale del 13%, da 133,22 W/K a 116,56 W/K.
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UNI Ente Nazionale Italiano di Unificazione Via Battistotti Sassi, 11B 20133 Milano, Italia
La pubblicazione della presente norma avviene con la partecipazione volontaria dei Soci, dell’Industria e dei Ministeri. Riproduzione vietata - Legge 22 aprile 1941 Nº 633 e successivi aggiornamenti.