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Isolamento Termico

 

E’ una caratteristica molto importante attualmente e definisce la capacità di un serramento di impedire non solo il passaggio di aria calda o fredda attraverso i suoi giunti (problema che può essere riportato alla tenuta all’aria) ma anche di evitare dispersioni per conduzione attraverso i materiali con i quali è costruito.

Il calore si diffonde in tre modi:

  • conduzione. Avviene nei corpi solidi e si trasmette da una molecola all’altra per contatto diretto;
  • convenzione. Avviene nei liquidi e nei gas dove le particelle che li compongono sono libere di muoversi e, assorbito il calore, si muovono riscaldando così altre particelle anche lontane dalla sorgente di calore;
  • irraggiamento. E’ la stessa trasmissione di calore, mediante onde elettromagnetiche, nello spazio.

Ogni corpo con una temperatura superiore allo zero emette queste onde. Quando queste onde incontrano un altro corpo vengono assorbite trasformandosi in calore. Il riscaldamento solare è basato su questo sistema. La trasmissione di calore per conduzione dipende dalla natura del materiale cioè dalla conduttività termica. Più questo valore è alto tanto maggiore è il calore che passerà. La trasmissione di calore che avviene per irraggiamento dipende particolarmente dal grado di assorbimento delle onde elettromagnetiche e cioè, inversamente, dal potere riflettente della superficie esposta ai raggi.

La quantità di calore che può attraversare un materiale è detta conduttività termica ed è misurata in Kcal/m h°C oppure in W/m C. rappresenta da quantità di calore che attraversa 1metro quadro del materiale di spessore di 1 metro in 1 ora e per la differenza di 1°C tra le due facce del materiale.

K – E’ indicato con questa lettera il coefficiente di trasmissione superficiale oppure trasmittanza termica di un materiale. Rappresenta la quantità di calore che attraversa in 1 ora 1 metro quadrato del materiale o della parete cui è riferito e quindi dipende anche dallo spessore e dalla forma dell’elemento stesso. E’ espresso in W/metro quadro C oppure in Kcal/metro quadro h°C.

1Watt= 0.360 Kcal/h come 1 Kcal/h = 1.163 Watt

E’ calcolato, per ogni elemento, in base alla forma, allo spessore ed al coefficiente di conduttività termica . Può essere riferito anche ad un assieme di materiali diversi come vetro e telaio metallico per le finestre ed in questo caso è detto globale. Nel caso di elementi a forma molto allungata può essere riferito a metro lineare. La conduttività termica è applicabile quindi nelle misurazioni o nei calcoli relativi a passaggi di calore attraverso solidi o liquidi o gas (quindi anche attraverso l'aria).

Nei passaggi tra aria e solidi o viceversa si considera il "coefficiente di trasmissione termica di superficie per irraggiamento" detto anche "coefficiente di adduzione" che rappresenta il calore che passa in 1 ora dall’aria alla parete (1 metro quadrato) con differenza di temperatura di 1°C tra aria e parete. Questo coefficiente è valido anche per l’inverso cioè per il passaggio di calore da una parete all’aria. E’ espresso in Kcal/metri quadrati h°C oppure W/metro quadrato°C. (Il tutto come da norma UNI7357-74).

Viene indicato con le sigle alfa i per l’interno ed alfa e per l’esterno ed il suo valore è in funzione, particolarmente per l’esterno, anche di una velocità dell’aria che, proprio per il calore crea dei flussi ascendenti ai quali sul lato esterno si aggiungono le velocità del vento.

Per i serramenti sono calcolati per flussi di calore ascendente e per vento con velocità 4 m/sec.

Detti valori sono: Alfa i= 7 Kcal/m quadri h °C

Alfa e = 20 Kcal/m quadri h °C

Per velocità di vento superiori a 4m/sec. Si considera: Alfa e = 2+9 V (v=velocità del vento in m/sec:)

Pertanto l’isolamento termico di un serramento dipende da:

  • Grado di permeabilità all’aria. Se una finestra lascia passare, attraverso i suoi giunti apribili, molta aria, provocherà per l’uscita di aria calda o per l’immissione di aria fredda (a seconda delle differenti pressioni) un raffreddamento dell’ambiente e quindi una dispersione termica per mantenere costante la temperatura ambiente.

Esempio: finestra ad anta ribalta di m. 1x1,40 h.

Spessore della fascia perimetrale del telaio m. 0,1

Perimetro parte apribile = m. 1,3x2+0,9x2=m.4,4

Superficie telaio di alluminio =m. (1,40+1,40+0,8+0,8)x0,1=metri quadri 0,44

Superficie in vista del vetro = m.0,8x1,2=metri quadri 0,96

Kcal 0,29 = calore occorrente per riscaldare di 1 grado n. 1 metri cubi di aria a 20°C. (UNI7357-74 FA83 gen.79)

Questa finestra se classificata A1 permetterà con differenza di pressione di 100 Pa il passaggio di metri cubi 12 di aria per ora per metro di perimetro apribile, mentre se classificata A3 il passaggio massimo sarà di metri cubi 2.

La dispersione termica sarà:

A1=m.4,4xmetri cubi/m. 12 = metri cubi 52,8x0,29=15,30 Kcal/h°C

A3=m. 4,4xmetri cubi/m. 2 = metri cubi 8,8x0,29 = 2,55 Kcal/h°C

E’ evidente la differenza esistente tra le due classi.

  • Tipo di vetro montato: La dispersione per conduzione, come visto,è in rapporto alla superficie quindi il vetro, che rappresenta la parte maggiore, ha molta importanza nella valutazione delle dispersioni termiche.

Sempre sulla base dell’esempio prima riportato si ha:

Superficie del vetro = metri quadrati 0,96

Considerando un vetro semplice K = 4,9 Kcal/metri quadrati h °C ed un vetro isolante

Vetro semplice: m.0,96 al quadratox4,9 = 4,70 Kcal/h °C

Vetro isolante: m.0,96 al quadratox2,7 = 2,60 Kcal/h °C

Anche in questo caso è evidente la differenza.

  • Tipo di profilo impiegato: La dispersione per conduzione avviene, oltre materiale con una minore conduttività termica ridurrà la quantità di calore disperso per conduzione del telaio.

Sempre per l’esempio precedente i dati per il controllo sono:

Superficie del telaio = metri quadrati 0,44;

Telai costruito per profilati normali K=5,18 Kcal/metri quadri h°C.

Telaio costruito con profilati a taglio termico K=2,6.

Dispersioni termiche:

Profilato normale=Metri quadrati 0,44x5,18 = 2,28 Kcal/h°C

Profilato taglio termico= metri quadrati 0,44x2,6=1,15 Kcal/h °C

Da questo esempio si sono ricavati i seguenti valori di dispersione termiche valutate in Kcal per 1 ora per 1°C di differenza di temperatura tra esterno ed interno:

permeabilità A1=15,30

A3=2,55 (differenza = - 12,75)

Vetro semplice = 4,70

Isolante = 2,60 (differenza = -2,10)

Profilato normale = 2,28

Taglio termico = 1,15 (differenza =-1,13)

Come si vede le maggiori dispersioni si hanno con una cattiva tenuta all’aria; segue il tipo di vetro ed infine il tipo di profilato. Le differenze tra i due tipi esaminati per ogni elemento rendono molto evidente il modo in cui si deve procedere per ottenere un buon isolamento termico. Per ciò che concerne la regolamentazione in merito al grado di isolamento termico dei serramenti esistono al momento situazioni diverse nelle singole nazioni. In molti casi esistono leggi e norme che indicano il grado di isolamento termico dei serramenti esistono al momento situazioni diverse nelle singole nazioni.

In molti casi esistono leggi e norme che indicano il grado di isolamento che deve avere un fabbricato od un ambiente ma non la singola finestra per cui è evidente che il valore imposto, essendo ovviamente medio, può essere ottenuto con una parete ad altissimo isolamento ed una finestra anche mediocre o viceversa. In questi casi anche il valore del rapporto tra le due superfici (parete-finestra) può avere importanza nel definire il grado di isolamento per i due elementi.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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