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67° Congresso Nazionale ATI – Trieste, 11-14 Settembre 2012 PROPOSTA DI UN METODO PER IL CALCOLO DELLA TRASMITTANZA TERMICA MEDIA CORRETTA CONSIDERANDO I PONTI TERMICI Giorgio Pansa 1 , Ermanno Serra 1 , Enrico De Angelis 1 1 Politecnico di Milano, Dipartimento BEST. Mail to [email protected] SOMMARIO Le normative attualmente in vigore e le attuali incertezze del mercato spingono sempre più gli operatori immobiliari verso la realizzazione di edifici caratterizzati da prestazioni energetiche superiori al minimo di legge (classe A ed oltre). Per questi nuovi edifici, la garanzia della continuità della prestazione di isolamento e, conseguentemente, il controllo del dettaglio co- struttivo assumono un ruolo fondamentale, tanto da richiedere una revisione sistematica delle soluzioni costruttive tradizionali, quindi la creazione, all’interno dell’impresa di costruzioni, della consapevolezza necessaria a rendere tali soluzioni realizzabili sia tecnicamente che economicamente. Il presente articolo riporta i principali risultati e il metodo di lavoro adottato a supporto di un raggruppamento di imprese della provincia di Brescia, con le quali si sono identificate le principali tecnologie costruttive tradizionali, si sono verificate le stratigrafie di parete perimetrale realizzabili, in sezione corrente, a partire dai prodotti disponibili sul mercato locale, quindi si sono studiate le configurazioni più efficaci, dal punto di vista termico, dei principali nodi strutturali e del serramento. I risultati di questo primo lavoro consistono in una serie di grafici che mostrano l’andamento delle trasmittanze termiche li- neari delle singolarità, al variare delle possibili configurazioni del nodo. Vengono inoltre proposti alcuni esempi di ottimizza- zione delle principali soluzioni tecnologiche (parete monostrato a isolamento diffuso, parete doppia e parete con rivestimento a cappotto). Una successiva fase, non presentata in questo lavoro, riguarderà la valutazione economica del costo per unità di superficie, considerando anche i sovracosti di realizzazione di dettagli costruttivi complessi. Il metodo presentato permette infine di confrontare il calcolo tradizionale (adottato in fase di progettazione e/o certificazio- ne energetica), evidenziando alcune significative differenze. 1. INTRODUZIONE Le normative attualmente in vigore e la contemporanea cri- si del settore immobiliare spingono sempre più verso edifici di qualità, nei quali il controllo del dettaglio costruttivo, affronta- to sia dal punto di vista progettuale sia dal punto di vista ese- cutivo, assume un ruolo fondamentale. Negli ultimi anni sono stati sviluppati diversi strumenti (norme, abachi, etc..) [1, 2] per quantificare il contributo dei ponti termici, che si è dimostrato avere un’incidenza poten- zialmente enorme [3, 4] (in caso di ponte termico non control- lato) sulle dispersioni di energia per trasmissione e, di conse- guenza, sui fabbisogni e sulle classi energetiche. Questo vale sia per gli edifici di nuova realizzazione sia per gli edifici esi- stenti, soggetti a interventi di riqualificazione. Il lavoro nasce quindi dall’esigenza di ottimizzare i princi- pali dettagli costruttivi che interessano una (qualsiasi) facciata in muratura, ovvero: Ponte termico parete perimetrale/solaio (PPV-SOL); Ponte termico parete perimetrale/pilastro (PPV-PIL); Ponte termico parete perimetrale/serramento 1 (PPV-SER). Sono state individuate tre tecnologie costruttive (parete mono- strato a isolamento diffuso, parete doppia con isolamento in intercapedine, parete con isolamento esterno) e tre classi di prestazione di isolamento termico (Classe C: U=0.30 W/(m 2 K), Classe B: U=0.20 W/(m 2 K),Classe A: U=0.10 W/(m 2 K)). 2. IL METODO DI CALCOLO DELLA TRASMITTAN- ZA MEDIA CORRETTA U’ Consideriamo una facciata standard (Figura 1) di dimensio- ni 4 x 3.1 m con una finestra di 1.4 x 1.4 m tale per cui siano 1 Con serramenti in legno verificati i rapporti aeroilluminanti di una stanza di 20 m 2 . Figura 1: Modulo di facciata standard Scelta la tecnologia di parete opaca con una certa U PPV cor- rente, si corregge tale valore con una percentuale di incremen- to data dal rapporto tra la somma degli incrementi dovuti ai diversi ponti termici lineari Ψ moltiplicati per la lunghezza del loro sviluppo L (e distribuiti sulla superficie di parete opaca S PPV ) e la trasmittanza della parete in sezione corrente U PPV . In tal modo si attribuiscono i diversi ponti termici individuati alla parete opaca, come espresso dalla seguente formula: ° (1) Esplicitando i contributi di ponte termico tra parete e solaio, parete e pilastro, parete e serramento, serramento e davanzale si ottiene:

PROPOSTA DI UN METODO PER IL CALCOLO DELLA TRASMITTANZA TERMICA MEDIA CORRETTA CONSIDERANDO I PONTI TERMICI

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67° Congresso Nazionale ATI – Trieste, 11-14 Settembre 2012

PROPOSTA DI UN METODO PER IL CALCOLO DELLA TRASMITTANZA TERMICA MEDIA CORRETTA

CONSIDERANDO I PONTI TERMICI

Giorgio Pansa1, Ermanno Serra1, Enrico De Angelis1

1Politecnico di Milano, Dipartimento BEST. Mail to [email protected]

SOMMARIO

Le normative attualmente in vigore e le attuali incertezze del mercato spingono sempre più gli operatori immobiliari verso la realizzazione di edifici caratterizzati da prestazioni energetiche superiori al minimo di legge (classe A ed oltre). Per questi nuovi edifici, la garanzia della continuità della prestazione di isolamento e, conseguentemente, il controllo del dettaglio co-struttivo assumono un ruolo fondamentale, tanto da richiedere una revisione sistematica delle soluzioni costruttive tradizionali, quindi la creazione, all’interno dell’impresa di costruzioni, della consapevolezza necessaria a rendere tali soluzioni realizzabili sia tecnicamente che economicamente.

Il presente articolo riporta i principali risultati e il metodo di lavoro adottato a supporto di un raggruppamento di imprese della provincia di Brescia, con le quali si sono identificate le principali tecnologie costruttive tradizionali, si sono verificate le stratigrafie di parete perimetrale realizzabili, in sezione corrente, a partire dai prodotti disponibili sul mercato locale, quindi si sono studiate le configurazioni più efficaci, dal punto di vista termico, dei principali nodi strutturali e del serramento.

I risultati di questo primo lavoro consistono in una serie di grafici che mostrano l’andamento delle trasmittanze termiche li-neari delle singolarità, al variare delle possibili configurazioni del nodo. Vengono inoltre proposti alcuni esempi di ottimizza-zione delle principali soluzioni tecnologiche (parete monostrato a isolamento diffuso, parete doppia e parete con rivestimento a cappotto). Una successiva fase, non presentata in questo lavoro, riguarderà la valutazione economica del costo per unità di superficie, considerando anche i sovracosti di realizzazione di dettagli costruttivi complessi.

Il metodo presentato permette infine di confrontare il calcolo tradizionale (adottato in fase di progettazione e/o certificazio-ne energetica), evidenziando alcune significative differenze.

1. INTRODUZIONE

Le normative attualmente in vigore e la contemporanea cri-

si del settore immobiliare spingono sempre più verso edifici di qualità, nei quali il controllo del dettaglio costruttivo, affronta-to sia dal punto di vista progettuale sia dal punto di vista ese-cutivo, assume un ruolo fondamentale.

Negli ultimi anni sono stati sviluppati diversi strumenti (norme, abachi, etc..) [1, 2] per quantificare il contributo dei ponti termici, che si è dimostrato avere un’incidenza poten-zialmente enorme [3, 4] (in caso di ponte termico non control-lato) sulle dispersioni di energia per trasmissione e, di conse-guenza, sui fabbisogni e sulle classi energetiche. Questo vale sia per gli edifici di nuova realizzazione sia per gli edifici esi-stenti, soggetti a interventi di riqualificazione.

Il lavoro nasce quindi dall’esigenza di ottimizzare i princi-pali dettagli costruttivi che interessano una (qualsiasi) facciata in muratura, ovvero: − Ponte termico parete perimetrale/solaio (PPV-SOL); − Ponte termico parete perimetrale/pilastro (PPV-PIL); − Ponte termico parete perimetrale/serramento1(PPV-SER).

Sono state individuate tre tecnologie costruttive (parete mono-strato a isolamento diffuso, parete doppia con isolamento in intercapedine, parete con isolamento esterno) e tre classi di prestazione di isolamento termico (Classe C: U=0.30 W/(m2 K), Classe B: U=0.20 W/(m2 K),Classe A: U=0.10 W/(m2 K)). 2. IL METODO DI CALCOLO DELLA TRASMITTAN-ZA MEDIA CORRETTA U’

Consideriamo una facciata standard (Figura 1) di dimensio-ni 4 x 3.1 m con una finestra di 1.4 x 1.4 m tale per cui siano

1 Con serramenti in legno

verificati i rapporti aeroilluminanti di una stanza di 20 m2.

Figura 1: Modulo di facciata standard

Scelta la tecnologia di parete opaca con una certa UPPV cor-

rente, si corregge tale valore con una percentuale di incremen-to data dal rapporto tra la somma degli incrementi dovuti ai diversi ponti termici lineari Ψ moltiplicati per la lunghezza del loro sviluppo L (e distribuiti sulla superficie di parete opaca SPPV) e la trasmittanza della parete in sezione corrente UPPV. In tal modo si attribuiscono i diversi ponti termici individuati alla parete opaca, come espresso dalla seguente formula:

°

(1)

Esplicitando i contributi di ponte termico tra parete e solaio,

parete e pilastro, parete e serramento, serramento e davanzale si ottiene:

2

(2)

2.1. Convenzioni di calcolo dei ponti termici

Per la determinazione dei ponti termici, sono state adottate le convenzioni riportate all’interno della UNI EN ISO 10211:2008 [5], utilizzando un programma di calcolo ad ele-menti finiti 2D (Therm) [6].

Il serramento, in legno, è stato modellato considerando un solido equivalente avente la stessa lunghezza e profondità del telaio (fisso e mobile), con una conduttività equivalente (λequiv=0.14 W/(mK)) tale da ottenere la trasmittanza dell’intero serramento e minimizzare l’errore sul ponte termi-co tra serramento e parete, rispetto alla modellazione dettaglia-ta del serramento stesso.

Per il calcolo del ponte termico del serramento, in corri-spondenza del nodo con la parete, vengono adottate alcune convenzioni di seguito illustrate.

La norma UNI EN ISO 10077-1:2007 [7], così come ripre-sa da UNCSAAL [8], prescrive di calcolare la trasmittanza del serramento Uw valutando la lunghezza del telaio Af con riferi-mento al filo interno del muro, escludendo perciò le eventuali sovrapposizioni del telaio alla parete (aletta, spalla muraria non rettilinea). Adottando tale convenzione, la trasmittanza risulta essere una caratteristica dell’elemento finestrato (così come fornito dal produttore del serramento), indipendemente dalla successiva modalità di posa.

Per tale motivo, si è scelto di non utilizzare le usuali con-venzioni di calcolo adottate per la certificazione energetica (vedi Paragrafo 4), che prevedono di considerare la larghezza del serramento coincidente con la luce architettonica del vano murario. Questo infatti porterebbe, nel caso di posa del serra-mento con mazzetta, a valori di ponte termico maggiori rispet-to al caso dello stesso serramento, posato in luce.

Tabella 1: Covenzioni adottatea per il calcolo del ponte termico PPV-SER

Approccio convenz.

Approccio adottato

Ψ2 = 0.099 W/(mK)

Ψ*2=

0.027 W/(mK)

Ψ1 = 0.0146

W/(mK)

Ψ*1=

0.0634 W/(mK)

a I calcoli riportati in tabella sono riferiti al seguente caso: sPPV = 0.50 m, λPPV = 0.16 W/(mK), UPPV = 0.304 W/(m2K) e x = 20 cm.

Ai fini dell’ottimizzazione del nodo in questione, è stato scelto dunque di calcolare il contributo del ponte termico con-siderando la lunghezza del serramento pari a quella usata per il calcolo della Uw in accordo alla UNI EN ISO 10077-1:2007 [7], escludendo dalla misura della lunghezza del telaio il tratto costituente il controtelaio e il giunto schiumato.

Tale convenzione permette di apprezzare, al contrario di quanto avviene con diverse convenzioni di calcolo, la riduzio-ne del ponte termico, dovuta all’ effettiva riduzione del flusso termico, che si ottiene con l’inserimento di una mazzetta che va a sovrapporsi parzialmente al telaio. I valori così calcolati vengono denominati Ψ* per distinguerli da quelli calcolati con la convenzione che considera la lunghezza del telaio fino al limite della parete visibile dall’esterno, denominati con la let-tera Ψ, come avviene peraltro nella certificazione energetica. Confrontando i casi svolti di serramento in luce e serramento in mazzetta, utilizzando dapprima le convenzioni del certifica-tore, la Ψ aumenta mentre il flusso diminuisce. La mazzetta è infatti un elemento che aggiunge resistenza al passaggio di flusso dalla sezione. Utilizzando invece le convenzioni interne il ponte termico Ψ*, in accordo con il flusso termico, diminuisce.

2.2. Esempi e risultati

I grafici seguenti (Figura 2-7) mostrano gli incrementi rela-tivi (rispetto alla trasmittanza termica in sezione corrente UPPV) per ciascuno dei nodi analizzati, adottando le dimensioni convenzionali della facciata di Figura 1. Si riporta solamente un estratto dei risultati ottenuti dalle elaborazioni parametriche da noi eseguite. Per quanto riguarda i grafici relativi al nodo (sezione orizzontale) PPV-SER, si è scelto di rappresentare i contributi ΔU/UPPV in funzione della posizione x’ (definita come la distanza fra la mezzeria della parete e la mezzeria del telaio), per porre in evidenza l’influenza della posizione del serramento rispetto alla parete. Il calcolo dell’incidenza del ponte termico relativo al nodo PPV-SER (sezione orizzontale) è riferito, nei grafici, all’intero perimetro del serramento (4LW) mentre nella Tabella 2 e Tabella 3 i calcoli sono effettuati in relazione ai due montanti (2HW).

Analizzando il comportamento delle tre differenti tecnolo-gie analizzate, con riferimento al controllo dei ponti termici si può affermare che: - La parete monostrato risulta essere critica per quanto ri-

guarda il ponte termico del solaio e del pilastro; - La parete doppia presenta ponti termici elevati per quan-

to riguarda il solaio. Anche il nodo del pilastro risulta avere un contributo significativo, ma risulta essere mag-giormente controllabile rispetto alla soluzione monostra-to;

- La parete con rivestimento a cappotto presenta la mag-gior potenzialità nel controllo del ponte termico. Se tut-tavia i dettagli non sono attentamente curati, i ponti ter-mici risultano avere un’incidenza non trascurabile.

Nel dettaglio, è possibile fare alcune considerazioni prati-

che volte all’ottimizzazione dei nodi costruttivi da noi analiz-zati: Nodo PPV-SOL Monostrato(Figura 2): - Frontalino trave di maggiore spessore possibile (circa 10

cm) (ma comunque ≤ 1/3 dello spessore del blocco) - Bassa conduttività frontalino (λ = 0.04 W/(m K))

3

- Ponte termico comunque significativo (anche se corretto) - Estendere il frontalino (in altezza oltre lo spessore della

trave) non pare vantaggioso Cappotto (Figura 2): - È meglio avere un blocco con media conduttività termica

(0.24 W/(m K)) e isolante con bassa conduttività termica (0.03 W/(m K))

- È necessario un elevato spessore di isolante (≥ 10 cm) - Ponte termico non trascurabile (nonostante quello che si

pensa) Doppia (Figura 3, 4): - Incidenza aumenta all’aumentare della conduttività del

blocco esterno - Più isolante c’è in intercapedine, più aumenta l’incidenza

del ponte termico - È necessario “foderare” la trave - Taglio termico migliora la situazione (necessari almeno 8

cm) - La soluzione frontalino + fodera corregge il ponte termi-

co in maniera simile al taglio Nodo PPV-PIL Monostrato (Figura 2): - È più efficace isolare all’interno rispetto che all’esterno - Con la tavella il contributo del ponte termico è elevato Cappotto: - Ponte termico non trascurabile (nonostante quello che si

pensa) (vale quanto visto per il nodo PPV-SOL) Doppia (Figura 3, 4): - Anche in questo caso, conviene risvoltare l’isolante sul

lato interno del pilastro - Nonostante non si isoli dall’interno, con il “taglio” si rie-

sce a ridurre l’incidenza del PT (sp > 8 cm) Nodo PPV-SER Nodo Orizzontale (Figura 5, 6): - Posizione: se posa in luce: mezzeria, se posa con mazzet-

ta: circa 1/3 dello spessore (partendo dall’interno) - Mazzetta: buona soluzione (soprattutto per PPV isolate e

di spessore ridotto) - Soluzione con imbotte “isolata”: soluzione ottimale - Intonaco isolante non serve - Cappotto: non è la soluzione migliore

- Più il serramento è “vicino” all’isolante meglio è - Spessori elevati di cappotto richiedono risvolti di

spessore elevato - Parete doppia: il contributo del ponte termico è maggiore

rispetto al caso del monostrato - Imbotte isolata e cappotto: problema controtelaio molto

disperdente (meglio avere mazzetta con falso in legno piuttosto che cappotto con falso in alluminio)

Nodo Verticale (Figura 7): - Con il taglio termico del davanzale il ponte termico è

“quasi” risolto

Ciascuno dei contributi dei ponti termici analizzati va a in-crementare la trasmittanza della sezione corrente, come espli-citato nell’Equazione 3 e mostrato nella Tabella 2.

In questo calcolo non viene ancora presa in considerazione la presenza dell’architrave o dell’eventuale cassonetto posto al di sopra del serramento, attribuendo lo stesso ponte termico a tutta la larghezza della facciata.

Nel Paragrafo 3.1 viene trattato questo aspetto.

(3)

Tabella 2: Esempi di calcolo

UPPV

ΔU/UPPV U’PPV caso pilastro trave montan-

ti davanza-

le TOT

1a 0.217 10.1% 28.1% 1.34% 6.7% 46.24% 0.317 1b 0.217 9% 11.3% 0.58% 1.5% 22.38% 0.266 2a 0.285 12% 29.3% 1.6% 1.8% 42.6% 0.406 2b 0.285 5% 2% 1.6% 1.8% 10.4% 0.315 3a 0.239 15.8% 14.7% 3.25% 3.2% 36.95% 0.327 3b 0.150 7.6% 7.4% 0.6% 0.8% 16.6% 0.175

Caso 1: soluzione monostrato avente spessore 0.40 m e

λequiv blocco=0.09 W/(m K), pilastro 25 x 30 cm. 1a: Frontalino solaio e pilastro (6 cm, λ = 0.06 W/(m K)),

isolamento interno pilastro con tavella da 4 cm + isolante 5 cm; mazzetta x = 30 cm; davanzale in pietra.

1b: Frontalino solaio e pilastro (12 cm, λ = 0.04 W/(m K)),

isolamento interno pilastro (isolante 3 cm); mazzetta x = 20 cm; davanzale con taglio termico.

Caso 2: soluzione parete doppia, spessore isolante in interca-

pedine 0.08 m e λequiv blocco esterno=0.12 W/(m K), pilastro 25 x 30 cm.

2a: Frontalino solaio e pilastro (4 cm, λ = 0.06 W/(m K)),

isolamento interno pilastro (isolante 4 cm); davanzale con taglio termico.

2b: Taglio termico strutturale (8 cm, λ = 0.06 W/(m K)); da-

vanzale con taglio termico. Caso 3: soluzione a cappotto, λequiv blocco=0.12 W/(m K), pila-

stro 30 x 30 cm. 3a: Spessore isolante (6 cm, λ = 0.04 W/(m K)), posa serra-

mento x = 20 cm, risvolto isolante imbotte 6 cm; davan-zale con taglio termico.

3b: Spessore isolante (16 cm, λ = 0.04 W/(m K)), posa ser-

ramento x = 0 cm, sovrapposizione isolante 9 cm; davan-zale con taglio termico.

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3. IL CONTRIBUTO DEL CASSONETTO I calcoli finora presentati non considerano i contributi

dell’architrave sopra la finestra e del cassonetto per avvolgi-bile. Nei calcoli eseguiti per la certificazione energetica degli edifici, ai fini della determinazione del fabbisogno di energia termica utile, si considera separatamente la trasmittanza del cassonetto trascurando i ponti termici che l’inserimento di tale elemento porta ad avere (vedi Paragrafo 4).

Il metodo di seguito presentato consente di includere nell’equazione di U’PPV tali dispersioni sia nel caso in cui vi sia il cassonetto che in quello in cui vi sia l’architrave. La facciata precedentemente considerata viene modificata ag-giungendo il cassonetto al di sopra della finestra oltre il qua-le si estende per 10 cm per lato appoggiandosi così alla mu-ratura (Figura 7). La superficie opaca viene identificata come APPV mentre la superficie totale (comprensiva dell’area cas-sonetto) come SPPV. I ponti termici sono dovuti, nel caso con cassonetto, al nodo con il solaio per uno sviluppo pari a quel-lo del cassonetto, alle spalle2 e alla connessione tra serramen-to e cassonetto mentre nel secondo caso, pur non avendo un cassonetto è necessario considerare il ponte termico tra ar-chitrave e solaio perché diverso da quello che si ha nelle se-zioni con sola parete opaca. Come lunghezza viene impiega-ta quella di un “cassonetto fittizio”. Questo è utile in quanto permette di esprimere il ponte termico tra solaio e cassonetto come differenza ΔΨ tra le due situazioni.

La trasmittanza del cassonetto è calcolata secondo UNI EN ISO 10077-2:2012 [9].

Figura 7: Modulo di facciata con cassonetto

Per i due casi si possono scrivere le equazioni del flusso

fuoriuscente attraverso il cassonetto:

(4)

2 Il contributo delle spalle è calcolabile solo se il cassonet-

to è non ventilato o leggermente ventilato (definizioni da [9]).

(5)

Per differenza si isola il contributo dovuto al cassonetto e

ai suoi ponti termici:

(6)

Si indica con ΔΨ la differenza tra ΨCAS/SOL e Ψ’SOL. Si scrive ora la trasmittanza termica corretta della parete

opaca considerando tutti i ponti termici, differentemente per le due situazioni:

(7)

(8)

Moltiplicando rispettivamente per APPV e SPPV si ottengo-

no i flussi uscenti dalla parete:

(9)

(10)

Dalla differenza tra i flussi si ottiene l’extra flusso uscente

dal cassonetto rispetto alla situazione in cui vi è solamente l’architrave:

(11)

Perciò, sommando al flusso Φ2 senza il cassonetto,

l’extraflusso ΔΦ si ritrova il flusso uscente dalla parete con il cassonetto.

(12)

11

3.1 Risultati Prendendo a titolo di esempio la soluzione di parete mo-

nostrato (caso 1a) presentata nel Paragrafo 2.2 e introducen-do il contributo del cassonetto, si ottengono i risultati di Ta-bella 3.

Tabella 3: Contributo architrave e cassonetto

UPPV

ΔU/UPPV U’PPV

caso pilastro trave sol’ montanti dav. Arch. 1a 0.217 10.1% 28.1% - 1.34% 6.7% - 0.317

ARCH 0.217 10.1% 16.5% 13.3% 1.34% 6.7% 5.5% 0.332 Ucas U’PPV (U’PPV-UPPV)

/UPPV

0.57 W/(m2 K)

0.376 W/(m2 K) 73.5%

1.33 W/(m2 K)

0.454 W/(m2 K) 109.6%

La quantificazione del ponte termico fra serramento e ar-

chitrave e della porzione di solaio sovrastante il serramento (Ψ’sol) porta ad un incremento della trasmittanza della sezio-ne corrente dal 46.2% al 53.4%. Il cassonetto, seppur isolato, porta a significativi incrementi delle dispersioni di trasmis-sione. 4. LA TRASMITTANZA MEDIA DI FACCIATA

Viene infine proposto un confronto tra la trasmittanza

media della facciata calcolata con il metodo convenzionale (adottato in ambito progettuale e di certificazione) e con il metodo da noi proposto.

Tale confronto è eseguito sull’identica soluzione di parete perimetrale verticale già analizzata nel Paragrafo 3.1.

Nel calcolo viene ponderato, rispetto all’estensione, il flusso termico che interessa ciascun elemento che compone la facciata (parete opaca, cassonetto e serramento), mante-nendo l’ipotesi iniziale di attribuire tutti i ponti termici alla parete opaca.

Sono stati calcolati i ponti termici in entrambi i casi pro-posti tramite un’analisi dettagliata: l’accento dunque non vuole essere posto tanto sulle (ovvie) differenze che si hanno nel calcolo dei ponti termici utilizzando differenti strumenti (abaco, norma, etc..) quanto sulle diverse convenzioni di-mensionali, riportate in Figura 10.

Il calcolo convenzionale prevede un unico valore di Ψ per i quattro lati del serramento; trascura i ponti termici del cas-sonetto e distribuisce il ponte termico del solaio sull’intera larghezza della facciata, come evidenziato in Figura 8.

Le differenze fra i due metodi analizzati sono riportate in Tabella 4 e Tabella 5, dove si evince una sottostima nel risul-tato convenzionale compresa fra il 5% e il 11.5% (a seconda della tipologia di cassonetto) rispetto al calcolo da noi propo-sto.

Tale percentuale varia, ovviamente, al variare delle solu-zioni tecnologiche di facciata.

Figura 8: Schema per il calcolo della trasmittanza media di facciata (approccio convenzionale).

Figura 9: Schema per il calcolo della trasmittanza media di facciata (approccio proposto).

Figura 10: Confronto dimensionale fra i due metodi.

Tabella 4: Calcolo della trasmittanza media di facciata (cassonetto isolato)

Cassonetto isolato U W/(m2 K)

S m2

U media facciata W/(m2 K)

Metodo convenz.

PPV 0.349 (U’) 10.113 0.532 cassonetto 0.570 0.444

serramento 1.525 1.843

Metodo proposto

PPV + cas-sonetto 0.376 (U’) 10.440 0.558

serramento 1.525 1.960

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Tabella 5: Calcolo della trasmittanza media di facciata (cassonetto poco isolato)

Cassonetto poco isolato

U W/(m2 K)

S m2

U media facciata W/(m2 K)

Metodo convenz.

PPV 0.349 (U’) 10.113 0.559 cassonetto 1.331 0.444

serramento 1.525 1.843

Metodo proposto

PPV + cas-sonetto 0.454 (U’) 10.440 0.623

serramento 1.525 1.960 5. CONCLUSIONI

È stato proposto un metodo per passare dalla trasmittanza

della sezione corrente alla trasmittanza media della parete opaca, evidenziando i contributi dei principali ponti termici e proponendo alcune soluzioni di ottimizzazione degli stessi.

Le soluzioni costruttive cosí identificate possono quindi essere valutate, sia in funzione della reale prestazione di iso-lamento termico raggiunto (tenendo in considerazione i con-tributi dei ponti termici), sia in funzione del costo di realiz-zazione per unità di superficie e del sovracosto di realizza-zione di dettagli costruttivi complessi.

Figura 11: Esempio (indicativo) di ottimizzazione tecni-co-economica per il nodo PPV - SOL

Il passaggio dalla sezione corrente alla facciata permette, oltre a una presa di coscienza circa il decadimento della pre-stazione di isolamento termico, di operare scelte per otti-mizzare la prestazione e i costi di realizzazione. Partendo in-fatti da un valore di progetto della trasmittanza (in sezione corrente) della parte opaca, è possibile valutare la fattibilità e convenienza tecnico-economica di interventi di ottimizza-zione della resistenza termica (es. aumento dello spessore di isolante o adozione di una differente soluzione tecnologica costruttiva) e/o ottimizzazione dei dettagli costruttivi. I risul-tati di tale analisi saranno presentati in un prossimo sviluppo del lavoro.

È stato inoltre suggerito un metodo per la valutazione del-la trasmittanza media dell’intera facciata, comprensiva del contributo di dispersione termica attraverso il serramento ed il cassonetto, evidenziando alcune differenze rispetto a quan-to previsto dalla metodologia attualmente in uso.

Rimane ovvio che una valutazione più precisa richiede l’impiego di simulazioni in 3D (soprattutto per il cassonetto).

BIBLIOGRAFIA

1. UNI EN ISO 14683:2008 “Ponti termici in edilizia - Coefficiente di trasmissione termica lineica - Metodi semplificati e valori di riferi-mento”

2. CESTEC, Politecnico di Milano (Dipartimento di Energia), ANCE “Abaco dei ponti termici”

3. ASIEPI, P148 “Impact of thermal bridges on the energy performance of buildings”

4. ASIEPI P064 “Thermal bridges in the EPBD context: overview of MS approaches in regulations”

5. UNI EN ISO 10211:2008 “Ponti termici in edilizia - Flussi termici e temperature superficiali - Calcoli dettagliati”

6. LBNL, THERM, v. 6.3.38 http://windows.lbl.gov/software/therm/6/index.html 7. UNI EN ISO 10077-1:2007 “Prestazione termica di finestre, porte e

chiusure oscuranti - Calcolo della trasmittanza termica - Parte 1: Ge-neralità”

8. UNCSAAL UX10077 “Linee Guida per il calcolo numerico della trasmittanza termica Uf dei telai per serramenti e della trasmittanza termica Uw delle finestre, porte e chiusure secondo la norma UNI EN ISO 10077 parte 1 e 2”

9. UNI EN ISO 10077-2:2012 “Prestazione termica di finestre, porte e chiusure - Calcolo della trasmittanza termica - Parte 2: Metodo nume-rico per i telai”

10. UNI EN ISO 6946:2008 “Componenti ed elementi per edilizia - Resi-stenza termica e trasmittanza termica - Metodo di calcolo”

SUMMARY

Today we are moving toward buildings characterized by

energy performances superior to existing limits. This is a re-ply to the forthcoming new standards and regulation on a main topic area such building and energy, and a reply to the demand of the building market, currently in crisis. For these buildings, construction details play an essential role in the reduction of energy demand, but there is not a full awareness in building firm subjects on how to realize good solutions from the technical and economical point of view. This paper shows main results from an experience carried out with some builders located near Brescia. With their experience, some traditional building construction have been selected and ana-lyzed, evaluating the energy performance of main structural and geometric details (pillars, beams and windows). Results are illustrated by some graphs where it’s possible to appreci-ate the influence of different thermal bridges on different technical solutions of exterior walls. A next step will be the economic evaluation of different optimization options. At the end, it is pointed out how the standard calculation (adopted by designer and during certification stage) leads to different results.

SIMBOLI

U Trasmittanza termica W/(m2 K) U’PPV Trasmittanza corretta parete opaca W/(m2 K) ΔU Incremento trasmittanza W/(m2 K) Ψ Trasm. lineare del PT (conv. filo parete) W/(m K) Ψ* Trasm. lineare del PT (conv. filo interno telaio) W/(m K) ΔΨ Incremento di trasmittanza lineare caso con casso-

netto rispetto a caso con architrave W/(m K)

λ Conducibilità termica W/(m K) Φ Flusso termico W/ K ΔΦ Differenza di flusso termico tra il caso con cassonet-

to e il caso con architrave W/ K

H Altezza m s Spessore m x Distanza tra filo esterno parete e filo esterno telaio m x' Distanza tra mezzeria parete e mezzeria telaio m d Profondità telaio m APPV Area parete opaca (escluso cassonetto) m2

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

2101.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5

Cos

to [€

/m2 ]

Resistenza termica [m2 K/W] Parete monostrato Parete a cappotto Parete doppia

U=0,15 W/(m2 K)

U=0,25W/(m2 K)v

1: Sezione corrente 2: Incidenza del PT non corretto 3: Incidenza del PT corretto (varie correzioni)

1

3

2 3'