*1 impermeabilizzazione con doppia guaina 4+4 mm
*2 massetto alleggerito di sottofondo per dare pendenza alla copertura, uno spessore medio.
Per superfici orizzontali con flusso ascendente si utilizzano i seguenti valori dei coef liminari:
- Coefficiente liminare interno - Coefficiente liminare esterno
*
1*
2rta la normativa UNI-TS 11300-1[29] nel capitolo 11 paragrafo 3:
esistenti, in assenza di dati di progetto attendibili o comunque di informazioni più precise, lo scambio di energia termica attraverso solette sospese sopra vespaio può essere calcolato come per lo scambio di energia termica verso ambienti non climatizzati
modificando il coefficiente di scambio termico per trasmissione con un fattore di correzione che tiene conto della differente temperatura presente nel locale non climatizzato/vespaio aerato rispetto a quella presente all’esterno.
, il coefficiente btr,U è pari a 0,8 sia che il pavimento abbia come ambiente confinante un piano interrato non climatizzato con finestre e serramenti esterni che un vespaio ventilato. Quindi nell’aggiunta della parete opaca PAVIMENTO nel software di calcolo è stata inserita la superficie risultante pari a Apav= 1393,6 m2 e nel menù a tendina dell’ambiente
adiacente è stata selezionata la voce “coefficiente b noto”.
COPERTURA
Figura 4.3.1.3 Stratigrafia Copertura impermeabilizzazione con doppia guaina 4+4 mm
massetto alleggerito di sottofondo per dare pendenza alla copertura, lo
Per superfici orizzontali con flusso ascendente si utilizzano i seguenti valori dei coef
Coefficiente liminare interno , = 0,10 ⁄ ; Coefficiente liminare esterno , = 0,04 ⁄
nel capitolo 11 paragrafo 3: “per gli edifici esistenti, in assenza di dati di progetto attendibili o comunque di informazioni più precise, lo scambio di energia termica attraverso solette sospese sopra vespaio può essere calcolato ati”. Questo si realizza modificando il coefficiente di scambio termico per trasmissione con un fattore di correzione che tiene conto della differente temperatura presente nel locale non climatizzato/vespaio
è pari a 0,8 sia che il pavimento abbia come ambiente confinante un piano interrato non climatizzato con finestre e serramenti esterni che un vespaio NTO nel software di calcolo è e nel menù a tendina dell’ambiente
lo spessore di 0,11 m è
Risultati ottenuti Copertura Ampliamento:
TRASMITTANZA COPERTURA = 0,43 ⁄
CAPACITÀ TERMICA AREICA COPERTURA , = 72,1 /
A causa della realizzazione in data precedente alla legge 10/91, per la parte vecchia non è stato possibile avere informazioni dettagliate in merito alla stratigrafia della copertura ad eccezione della struttura portante.
L’unico dato disponibile è quello della relazione di calcolo per la verifica della legge 373/76 che fornisce il coefficiente di dispersione termica del solaio copertura pari a 0,54 Kcal/hm2K :
= 0,54
ℎ ∙ 1,16
ℎ
= 0,63 ⁄
è stata ipotizzata una medesima stratigrafia per la parte di edificio meno recente, poiché durante un sopralluogo è stata effettuata una misurazione del solaio risultata di circa 43 cm andando però ad effettuare, come nel caso del pavimento, una media dei due valori differenti della trasmittanza pesati sulle superfici.
Risultati ottenuti:
TRASMITTANZA COPERTURA = 0,58 ⁄
CAPACITA TERMICA AREICA COPERTURA , = 72,1
Superfici associate alla stratigrafia COPERTURA:
Risulta una superficie disperdente della copertura pari a Acop= 1298,5 m2. Il fattore di
assorbimento solare, essendo la guaina nera, è stato preso uguale a 0,9.
Sulla copertura vi è la presenza di alcuni lucernari. Nel progetto iniziale ne erano previsti 11 ma successivamente cinque di essi sono stati dismessi e coperti con dei pannelli in vetroresina. Quest’ultimi competono alle superfici opache poiché presentano un coefficiente di trasmissibilità della radiazione nullo.
Figura 4.3.1.4 Particolare lucernari quadrati coperti con pannelli in vetroresina
Figura 4.3.1.5 Particolare lucernari circolari coperti con pannelli in vetroresina
Come si può apprezzare dalle fotografie precedenti scattate sulla copertura, i lucernari in questione presentano diverse forme: 2 sono a base quadrata di dimensioni 250x250 cm e 3 invece sono circolari con diametro d=110cm.
Quindi tali aperture sono state considerate come delle superfici opache di area totale Aluc,tap
4.3.2 Superfici trasparenti
L’edificio si compone di 76 serramenti, di cui, 65 verticali sulle pareti perimetrali e 11 lucernari orizzontali sulla copertura, per una superficie totale trasparente di 190,3 m2. Date le differenze di queste, in base al tipo di infisso e vetro, alle dimensioni e all’esposizione, è stato necessario raccoglierle in gruppi per facilitarne l’inserimento all’interno del software di calcolo.
Innanzitutto sono stati suddivisi in base al tipo di infisso e vetro. I vetri utilizzati sono del tipo a vetrocamera 4-6-4 con intercapedine d’aria di trasmittanza Ug,w = 3.3 W/m2K ad eccezione delle porte d’ingresso della parte “old” che montano dei cristalli di sicurezza stratificati 6/7 di trasmittanza Ug,d = 5.7 W/m2K.
Per il calcolo della trasmittanza termica dell’intera finestra ci si è riferiti alla normativa UNI EN ISO 10077-1:2007 [29] la quale fornisce la formula:
= + +
+
dove il pedice g indica il vetro (glass) e il pedice f indica il telaio (frame).
Essendo l’infisso in lega di alluminio senza taglio termico si considera ragionevolmente una trasmittanza termica del telaio Uf = 5.9 W/m2K.
La dimensione totale di ciascun componente finestrato corrisponde alla luce architettonica. Sono state invece misurate le dimensioni delle superfici vetrate (Ag) e successivamente, per
differenza, determinate le dimensioni degl’infissi (Af).
L’ultimo termine presente a numeratore è la trasmittanza termica lineica del serramento che tiene conto degli effetti termici combinati del vetro, telaio e intercapedine.
Per quanto riguarda le superfici vetrate a vetro singolo il termine prima esposto può essere considerato nullo e quindi per le 10 porte d’ingresso, che come abbiamo detto hanno dei cristalli di sicurezza stratificati senza alcuna intercapedine di gas, la formula si riduce a:
, =
, +
+ =
2.8 ∗ 5.7 + 1.62 ∗ 5.5 2.8 + 1.62 = 5.6
Per i serramenti che presentano vetri con intercapedine d’aria il termine ψg è diverso da zero e si può far riferimento, per la sua determinazione, al valore presente nella normativa[30] nella tabella E.1 appendice E. In particolare, nel caso di telai in metallo privi di taglio termico, ψg è uguale a 0,02 W/mK.
Il termine Lg, invece, è la lunghezza lineare del ponte termico e pari al perimetro dei vetri installati.
Nella tabella 4.3.2.1 sono stati riassunti tutti i tipi di serramenti presenti nell’edificio con annesse le caratteristiche geometriche di ciascuno.
Sigla quantità Area vetro
Ag [m 2 ] Area telaio Af [m2] Area totale [m2] Perimetro vetri lg [m] Trasm. serramento UW [W/m2K] A 12 2.84 0.99 3.83 16.06 4,06 * B 5 2.80 1.62 4.42 15.92 4,32 C 13 0.55 0.26 0.81 2.96 4,21 D 4 0.77 0.31 1.08 3.56 4,11 E 9 1.38 0.66 2.04 8.92 4,23* F 1 3.48 1.32 4.8 21.2 4,1 G 1 1.34 0.82 2.16 8.04 4,36 H 2 4.10 2.14 6.24 28.08 4,28 I 4 2.25 1.2 3.45 18 4,31 L 1 3.26 1.16 4.42 16.96 4,06 M 3 1.81 0.57 2.38 7.82 3,99*
Tabella 4.3.2.1 Caratteristiche geometriche e termiche serramenti
Ai serramenti con trasmittanze asteriscate deve essere aggiunto il contributo dovuto alla presenza del cassonetto non isolato dell’avvolgibile.
A titolo di esempio è stato riportato il calcolo della trasmittanza del serramento con sigla A:
_ =
, + +
+ =
2.84 ∗ 3.3 + 0.99 ∗ 5.9 + 16.06 ∗ 0.02
2.84 + 0.99 = 4.06
A questo punto quindi tutte le superfici finestrate sono state sotto-classificate in funzione dell’esposizione e quindi, alla lettera dell’alfabeto che indica il tipo di infisso, è stata aggiunta
N = 176° NE = -142° E = -94° SE = -52° SO = 38° NO=128° Questo varia tra -180° e 180° rispetto alla direzione SUD con valori positivi dell’angolo spostandosi verso OVEST.
Per quanto riguarda gli aggetti, questi non sono stati realizzati su alcuna superficie trasparente ma, essendo tutti gli infissi a Filo interno, sono stati inseriti nel software gli angoli caratteristici di aggetto orizzontale e verticale pari a 10° e 15° rispettivamente in modo tale da considerare l’effetto schermante dello spessore dei muri.
Nella figura sottostante si possono apprezzare gli angoli di aggetto prima enunciati.
Figura 4.3.2.1 Angoli caratteristici di aggetto orizzontale e verticale
Un altro parametro di difficile valutazione è stato l’angolo caratteristico di ostruzione esterna. Difatti, data la forma particolare della struttura, molte finestre presentano un angolo di ostruzione causato dalla presenza dei muri perimetrali che si affacciano e si fanno ombra tra di loro.
Inoltre sono stati calcolati anche gli angoli di ostruzione causati dalla presenza dei pini marittimi della zona ad OVEST e dei 4 grigliati in legno.
Nella tabella seguente sono riportati i risultati.
Sigla Num. Num. Sigla Num. Angolo
ostruzione Agg vertic A 12 A_N 2 A_N 2 0° 15° A_SO 8 A_SO_1 2 25° (par. a 45°) 15° A_SO_2 2 12° (par. a 45°) 55° A_SO_3 2 0° 57° A_SO_4 2 45° (alberi) 15° A_NO/ A_SE 2 A_NO 1 13° (grigliato) 85° A_SE 1 13° (grigliato) 85° B 15 B_N 5 B_NO 4 0° 74° B_N 1 0° 15° B_SE 4 B_SE_1 2 0° 15° B_SE_2 2 80°(tettoia) 75°
B_SO 6 B_SO 6 80°(grigliato) 80°
C 13
C_SO 4 C_SO 4 24° 85°
C_E 4 C_E 4 0° 15°
C_N 5 C_N 5 0° 15°
D 4 D_SO 4 D_SO 4 40° (alberi) 15°
E 9 E_SE 7 E_SE_1 7 0° 15° E_SE/E _NO 2 E_SE_2 1 44° (patio) 85° E_NO 1 44° (patio) 85°
F 1 F_NE 1 F_NE 1 27° (patio) 85°
G 1 G_SO 1 G_SO 1 21° (patio) 85°
H 2 H_SE/ H_NO 2 H_SE 1 27° (patio) 85° H_NO 1 27° (patio) 85° I 4 I_NE 2 I_NE 2 0° 0° I_SO 2 I_SO 2 0° 0° L 1 L_NE 1 L_NE 1 29° 85° M 3 M_N 3 M_N 3 0° 15°
Per quanto riguarda i lucernari, come è stato detto, sono 11 e caratterizzati da dimensioni diverse.
Ce ne sono 4 rettangolari di dimensioni 40x80 cm e 2 circolari con diametro d=110 cm monolitici a cupolino per una superficie complessiva pari a Aluc=3,2 m2.
Non avendo a disposizione le schede tecniche è stato ipotizzato un probabile valore di trasmittanza piuttosto alto, tipico di lucernari a singola lastra, pari a 5,4 W/mK facendo riferimento a quanto riportato sul sito[31].
Si deve tener conto che, per una corretta valutazione, è necessario conoscere il materiale della cupola del lucernario (se trattasi di policarbonato compatto o alveolare, PMMA,ecc..) e il numero di lastre.
4.3.3 Analisi dei Ponti termici
Il calcolo della trasmittanza termica lineica dei ponti termici e la relativa verifica del rischio di muffa e condensa sono stati effettuati utilizzando il software IRIS 3.0. Questo, sviluppato dalla ESCo TEP srl per conto dell’Associazione Nazionale per l’Isolamento Termico e acustico ANIT, permette il calcolo dei ponti termici sfruttando un modello agli elementi finiti validato secondo la normativa UNI EN 10211.
Il software, dopo che l’operatore ha inserito correttamente i dati climatici, le condizioni imposte di temperatura e umidità interne, le stratigrafie, effettuato l’accoppiamento tra queste e avviato il calcolo, mostra l’andamento della temperatura e delle linee di flusso, i valori del coefficiente lineico di accoppiamento L2d, quello interno ed esterno nonché la temperatura minima superficiale e le corrispondenti temperature minime per avere rischio di formazione di condensa e muffa di ciascun ponte termico inserito.
Di seguito si passano in rassegna i risultati ottenuti nell’analisi dei vari ponti termici presenti nella struttura.
a) Ponte termico ANGOLO SPORGENTE 90° (AS90):
Figura 4.3.3.1 Andamento temperature ponte termico angolo 90° sporgente
Nella figura 4.3.3.1 è stato riportato l’andamento della temperatura ottenuto e come si può notare il suo decremento risulta piuttosto uniforme. Le due curve disegnate sul profilo sono 2 isoterme che rappresentano due valori di temperatura ben precisi:
- Tmuffa = 16,7 °C - Tcond = 13,2 °C
Se una di queste due curve intercetta la superficie interna e quindi si registra una temperatura pari a quella di una delle 2 isoterme sulla superficie, si ha un potenziale rischio di formazione di muffa o di condensa e muffa superficiale.
Il punto grigio sul diagramma rappresenta la zona dove il programma calcola la temperatura minima superficiale ed è, in questo caso, in corrispondenza dello spigolo. La temperatura minima superficiale calcolata è di 16,7 °C e quindi il sistema è in condizioni limite e se si registrassero temperature negative durante il periodo invernale queste comporterebbero la formazione di muffa e addirittura condensa.
T=13,2 °C T=16,7 °C
È stato riportato anche, nella figura seguente, il grafico che mostra l’andamento delle linee di flusso termico e come si può notare l’effetto del ponte termico non influenza più il flusso monodimensionale, attraverso le singole pareti, già a distanza di 30 cm dall’incastro.
Figura 4.3.3.2 Linee flusso termico ponte termico AS90
Quest’ultima valutazione è importante poiché si è verificato che i ponti termici dei serramenti posti in vicinanza degli spigoli dell’edificio non risentono di “mutui” effetti
Coefficiente lineico interno AS90 , = 0,105 ⁄
Lunghezze associate al Ponte termico AS90 Del tipo AS90 ci sono:
- 6 ponti termici per angoli sporgenti per una lunghezza totale, considerando l’altezza interna dei locali di 3 m;
- 4 ponti termici della parte sopraelevata con altezza interna dei locali di 1,5 m;
- 4 ponti termici dovuti agli angoli a 135°, che sono stati considerati la metà di un ponte termico a 90°, con altezza interna di 3 m.
= 30 30 cm
b) Ponte termico ANGOLO RIENTRANTE 90° (AR90):
Figura 4.3.3.3 Andamento temperature ponte termico angolo 90° rientrante
Quest’ultimo rappresenta il caso opposto rispetto al precedente. La temperatura minima superficiale registrata è di 18,4 °C e quindi nettamente superiore a 16,7 °C.
Coefficiente lineico interno AR90 , = −0,301 ⁄
Essendo un angolo rientrante, il coefficiente lineico riferito alle misure interne può assumere un valore negativo.
Lunghezze associate al Ponte termico AR90
I ponti termici AR90 sono in totale 20 di lunghezza pari a 3 m ciascuno:
= 60 T=16,7 °C T=13,2 °C
c) Ponte termico ANGOLO SPORGENTE 45° (AS45):
Con il software è stato impossibile fare un calcolo rigoroso di tali ponti termici. Difatti non è possibile inserire spigoli con angolo diverso da 90°. Inoltre la ricerca di atlanti di ponti termici evoluti e specifici del caso in esame non ha prodotto alcun risultato.
Per questo motivo è stato esaminato un caso più semplice di angolo a 90° con pilastro in calcestruzzo per poi maggiorare il valore del coefficiente liminare interno ottenuto.
Figura 4.3.3.4 Modello di riferimento angolo sporgente 45°
Risulta = 0,262 ⁄
Nel caso di angolo a 45° avremo sicuramente un valore molto più alto rispetto al caso di angolo retto del coefficiente lineico interno. Non avendo ulteriori informazioni a riguardo è stato ipotizzato un valore doppio rispetto a quello determinato dal software.
Coefficiente lineico interno AS45 , = 0,524 ⁄
Lunghezze associate al Ponte termico AS45
Ci sono 5 spigoli a 45° per una lunghezza totale, considerando l’altezza interna ai locali ancora pari a 3 m, di:
d) Ponte termico PARETE ESTERNA – DIVISORIO INTERNO (PEDI):
Anche per questo ponte termico non vi è la possibilità di calcolarlo con l’ausilio del software, è stato quindi determinato facendo riferimento all’atlante dei ponti termici[32] sviluppato dal CENED.
Figura 4.3.3.5 Modello di riferimento ponte termico PEDI
In questa situazione la trasmittanza lineica interna è pari a:
= ∙
Con trasmittanza della parete
= 1
, + + ,
= 0,775
Ci sono pareti interne di larghezza 10 cm e 25 cm; nel primo caso risulta una trasmittanza termica lineica interna pari a ψi,10=0,0775 W/mK e nel secondo invece ψi,25=0,194 W/mK
Lunghezze associate al Ponte termico PEDI:
Di muri interni divisori, che intersecano quelli perimetrali disperdenti, ce ne sono 21 di spessore pari a 10 cm e altrettanti di spessore uguale a 25 cm.
È stato quindi preso un valor medio della trasmittanza termica lineica.
Coefficiente lineico interno PEDI , = 0,136 ⁄
Per una lunghezza totale associata:
= 21 ∗ 3 ∗ 2 = 126
Da notare che tale lunghezza considera sia i muri interni che intersecano i muri perimetrali sia quelli che intersecano gli spigoli rientranti della struttura.
Difatti, per l’impossibilità di effettuare il calcolo per mezzo del software e la mancanza di abachi specifici riguardanti questi tipi di ponti termici, è stata applicata una sorta di “sovrapposizione degli effetti” il cui principio è rappresentato schematicamente nella figura seguente.
Figura 4.3.3.6 Principio sovrapposizione degli effetti
Quindi in queste categorie di incastri abbiamo due flussi bidimensionali dovuti a due specifici ponti termici: uno dovuto all’angolo rientrante e l’altro dovuto alla compenetrazione del divisorio interno con il muro perimetrale.
e) Ponte termico PARETE
Figura
Nella fig. 4.3.3.7 è riportato il modello del ponte termico su
simulazione. È stata inserita la parete in calcestruzzo armato dei muri di fondazione di conducibilità 2,5 W/mK con al di sopra la trave dello stesso materiale per la connessione al solaio predalles e il muro perimetrale in bl
Figura 4.3.3.8 Andamento temperature