CALCOLO RESISTENZA TERMICA

 

 

Da sempre l'uomo ha cercato di difendersi dal freddo, prima coprendosi con pelli e abitando nelle caverne, utilizzando poi il fuoco e costruendo dimore sempre più efficienti a questo scopo. Ma se fino a poco tempo fa una bella casa di mattoni ed un solido tetto soddisfacevano questa esigenza, l'esponenziale incremento demografico attuale ed il corrispondente aumento del numero degli edifici, hanno creato una fonte di inquinamento non più compatibile con l'ambiente e con l'economia.
Una risposta adeguata a questa problematica è quella di aggiungere alla parte strutturale e al rivestimento di un edificio, un isolante termico che contrasti la dispersione energetica, aumenti il comfort abitativo, contenendo i costi in modo significativo.
L'isolamento termico è senz'altro il sistema di risparmio energetico più efficace ed economico, dal momento che i costi di investimento si recuperano in pochi anni di esercizio del prodotto. Un KWh risparmiato grazie ad un'adeguata coibentazione, vale più di un KWh prodotto dalla più efficiente caldaia, poichè la vita dei materiali termoisolanti è più lunga di quella degli impianti.
Isolare significa impedire il transito di energia tra corpi o ambienti.
In termini di isolamento termico vuol dire gestire il comportamento dei flussi di calore nell'ambiente dove l'essere umano vive abitualmente. Ne consegue che il materiale isolante ideale dovrebbe avere la caratteristica di non lasciarsi attraversare facilmente da questo flusso termico. Il trasferimento di calore verso l'esterno in inverno e viceversa in estate, è tanto più limitato quanto più il materiale ha bassa conducibilità termica (lambda). Ogni materiale è caratterizzato da un proprio valore costante di conducibilità. Quanto più il coefficiente lambda (espresso in W/mK a 10°C) è basso, tanto più il materiale isolante è efficace.
Gioca un ruolo importante anche lo spessore del materiale: tanto più esso è elevato, tanto maggiore sarà la resistenza termica (R). Dal rapporto fra lo spessore e il lambda dell'isolante si ottiene il valore di questa resistenza termica R espressa in m2K/W.

FormulaR = s/λ [m2 K/W]

 

VALORI DI RIFERIMENTO

 

 

SPESSORE (mm) 20 30 40 50 60 70 80 90 100 120 130 140 160 180 200
VALORE DI LAMBDA

R (m2K/W)

0,022 W/mK

0,91

1,36

1,82

2,27

2,73

3,18

3,64 4,09 4,55 5,45 5,91 6,36 7,27 8,18 9,09
0,023 W/mK

0,87

1,30

1,74

2,17

2,61

3,04 3,48 3,91 4,35 5,22 5,62 6,09 6,96 7,83 8,70
0,024 W/mK 0,83  1,25  1,67  2,08  2,50  2,92  3,33  3,75  4,17  5,00  5,42  5,83  6,67  7,50  8,33 
0,025 W/mK 0,80  1,20  1,60  2,00  2,40  2,80  3,20  3,60  4,00  4,80  5,20  5,60  6,40  7,20  8,00 
0,026 W/mK 0,77  1,15  1,54  1,92  2,31  2,69  3,08  3,46  3,85  4,62  5,00  5,38  6,15  6,92  7,69 
0,027 W/mK 0,74  1,11  1,48  1,85 2,22  2,59  2,96  3,33  3,70  4,44  4,81  5,19  5,93  6,67  7,41 
0,028 W/mK 0,71  1,07  1,43  1,79  2,14  2,50  2,86  3,21  3,57  4,29  4,64  5,00  5,71  6,43  7,14 
0,029 W/mK 0,69  1,03  1,38  1,72  2,07  2,41  2,76  3,10  3,45  4,14  4,48  4,83  5,52  6,21  6,90 
0,030 W/mK 0,67  1,00  1,33  1,67  2,00  2,33  2,67  3,00  3,33  4,00  4,33  4,67  5,33  6,00  6,67 
0,031 W/mK 0,65  0,97  1,29  1,61  1,94  2,26  2,58  2,90  3,23  3,87  4,19  4,52  5,16  5,81  6,45 
0,032 W/mK 0,63  0,94  1,25  1,56  1,88  2,19  2,50  2,81  3,13  3,75  4,06  4,38  5,00  5,63  6,25 
0,033 W/mK 0,61  0,91  1,21  1,52  1,82  2,12  2,42  2,73  3,03  3,64  3,94  4,24  4,85  5,45  6,06 
0,034 W/mK 0,59  0,88  1,18  1,47  1,76  2,06  2,35  2,65  2,94  3,53  3,82  4,12  4,71 5,29  5,88 
0,035 W/mK 0,57  0,86  1,14  1,43  1,71  2,00  2,29  2,57  2,86  3,43  3,71  4,00  4,57  5,14  5,71 
0,036 W/mK 0,56  0,83  1,11  1,39  1,67  1,94  2,22  2,50  2,78  3,33  3,61  3,89  4,44  5,00  5,56 
0,037 W/mK 0,54  0,81  1,08  1,35  1,62  1,89  2,16  2,43  2,70  3,24  3,51  3,78  4,32  4,86  5,41 
0,038 W/mk 0,53  0,79  1,05  1,32  1,58  1,84 2,11  2,37  2,63  3,16  3,42  3,68  4,21  4,74  5,26 
0,039 W/mK 0,51  0,77  1,03  1,28  1,54 1,79  2,05  2,31  2,56  3,08  3,33  3,59  4,10  4,62  5,13 
0,040 W/mK 0,50  0,75  1,00  1,25  1,50 1,75  2,00  2,25  2,50  3,00  3,25  3,50  4,00  4,50  5,00 
0,041 W/mK 0,49  0,73  0,98  1,22  1,46  1,71  1,95  2,20  2,44  2,93  3,17  3,41  3,90  4,39  4,88 
0,042 W/mK 0,48 0,71 0,95 1,19 1,43 1,67 1,90 2,14 2,38 2,86 3,10 3,33 3,81 4,29 4,76
0,043 W/mK 0,47 0,70 0,93 1,16 1,40 1,63 1,86 2,09 2,33 2,79 3,02 3,26 3,72 4,19 4,65
0,044 W/mK 0,45 0,68  0,91  1,14  1,36  1,59  1,82  2,05  2,27  2,73  2,95  3,18  3,64  4,09  4,55 
0,045 W/mK 0,44 0,67 0,89 1,11 1,33 1,56 1,78 2,00 2,22 2,67 2,89 3,11 3,56 4,00 4,44

La Conducibilità Termica

La norma europea di riferimento del prodotto "Polistirene Estruso - XPS" è la UNI - EN 13164; quella di riferimento del Poliuretano Espanso è la UNI - EN 13165. Queste norme fanno riferimento sia alle prove a cui va sottoposto il prodotto obbligatoriamente, sia a quelle facoltative; tali norme fanno riferimento alle dimensioni dei campioni da testare, alla frequenza con cui effettuare le prove, nonchè alla classificazione dei prodotti in base ai risultati raggiunti dalle prove.
Nel caso della prova di conducibilità termica (λ), questa norma europea specifica che il produttore deve elaborare annualmente una statistica con tutti i risultati di conducibilità termica ottenuti giornalmente dal controllo interno di produzione. Il valore della statistica è il valore che deve dichiarare il produttore nella sua Dichiarazione di Conformità CE. Per questo motivo, ogni produttore è obbligato a presentare la dichiarazione di conformità CE del prodotto.
Il valore di conducibilità termica, nella maggior parte dei casi, è diverso a seconda che sia calcolato al momento della produzione, o successivamente in fase di prova (conducibilità invecchiata). Il valore della conducibilità aumenta nel tempo, fino a stabilizzarsi. Quest'ultimo valore è il valore della conducibilità termica invecchiata.
In definitiva il valore che ci interessa è il valore invecchiato, poichè il produttore è tenuto a dichiarare il valore di conducibilità che avrà il materiale al momento della posa in opera. Il tempo di stagionatura, passato il quale va calcolato il valore di conducibilità termica dichiarata, è definito dalla norma in oggetto:

  • Per PUR, il test di conducibilità termica si effettuerà 175 giorni dopo la produzione.
  • Per XPS:

- di spessore tra 20 mm e 70 mm, il test di conducibilità termica si effettuerà 90 giorni dopo la produzione.
- di spessore tra 80 mm e 120 mm, il test di conducibilità termica si effettuerà 50 giorni dopo la produzione.
- di spessore superiore a 120 mm, il test di conducibilità termica si effettuerà 30 giorni dopo la produzione.

Il produttore deve disporre di almeno dieci risultati di prove di conducibilità termica, ottenuti mediante misurazioni dirette interne (o esterne) al fine di calcolare i valori dichiarati. I valori dichiarati si devono ricalcolare trimestralmente, al fine di assicurare che il valore dichiarato sia corretto.

Per ottenere la prestazione globale termica di un edificio, si sommano le resistenze termiche dei materiali che la compongono, compresi i rivestimenti interni ed esterni. In una parete, ad esempio, troviamo presenti materiali di struttura quali mattoni, laterizi, legno, cemento armato, acciaio, ecc...che hanno valori di conducibilità estremamente alti e conosciuti. L'elemento che può fare la differenza nella struttura è il tipo di isolante termico ed il suo dimensionamento. La somma di questi dati ci permette di calcolare il coefficiente di trasmissione termica globale di una struttura (il valore di trasmittanza U), ad esempio di una parete, che è il valore inverso della resistenza totale, espresso in W/m2k, così come richiesto dalle leggi vigenti in materia.

La U non è altro che la quantità di calore che, nell'unità di tempo (h), passa attraverso l'unità di superficie (m2), quando la differenza di temperatura tra le due facce è di un grado Kelvin (k) 

FormulaU[W/m2K]

 

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