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Materiali isolanti e sfasamento, calcolo e valori utili per evitare il caldo in casa

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Perchè il comfort estivo diventa sempre più importante? Da un lato sempre meno persone sono disposte ad acquistare una casa che si surriscaldi in fretta e che dipenda continuamente dal funzionamento degli impianti anche d’estate – dall’altro la spesa energetica per il raffrescamento estivo si fa sentire.

Poi c’è anche chi è cosciente dell’impatto climatico e preferisce evitare di essere causa di nuove emissioni.

 

Il periodo estivo è anche quello dove le persone vivono più tempo il giardino, il porticato, il terrazzo e non è ben visto il rumore provocato dal compressore sempre acceso per la climatizzazione estiva. Già quello dei vicini è mal visto e mal sopportato:

Se desideriamo progettare con grande attenzione al problema del surriscaldamento estivo dobbiamo fare 2 mosse importanti: Continua a leggere

Per calcolare i parametri termici di una stratigrafia

Per calcolare i parametri termici di una stratigrafia, ma anche per conoscere solamente la trasmittanza e lo sfasamento termico dobbiamo inserire alcune caratteristiche del materiale che stiamo utilizzando, o che forse utilizzeremo.

calcolare-parametri-termici-stratigrafia-trasmittanza-calore-specifico-vapore-01

Ma questi parametri sono sempre descritti nelle schede tecniche?

E soprattutto, quali sono?

  • la conducibilità,
  • il calore specifico,
  • e aggiungerei anche il fattore di resistenza al passaggio del vapore (almeno possiamo calcolarci il valore Sd per capire come verrà gestita la migrazione del vapore).

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La maggior parte delle volte, il materiale che stiamo valutando riporta bene nella scheda tecnica le proprietà termofisiche che cerchiamo: questi dati infatti accompagnano la marcatura CE e dovranno essere poi opportunamente corretti per tenere conto delle reali condizioni in cui opereranno secondo UNI EN ISO 10456.

Altre volte manca il dato del calore specifico… Chi sa perchè.

Può capitare anche di reperire con difficoltà la densità del materiale (kg/mc), e senza questo dato non si può proseguire (questo vale spesso per le lane di vetro).

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E’ stata aggiornata anche la Norma UNI 10351 nel 2015: Materiali e prodotti per edilizia – Proprietà termoigrometriche – Procedura per la scelta dei valori di progetto. E’ in vigore dal 25 giugno 2015. La norma

  • fornisce il metodo per il reperimento dei valori di riferimento per conduttività termica, resistenza al passaggio del vapore e calore specifico dei materiali da costruzione in base all’epoca di installazione.
  • integra quanto non presente nella UNI EN ISO 10456 con particolare riferimento ai materiali isolanti per l’edilizia a seconda se siano o meno dotati di marcatura CE.

In conclusione, prima di metterci al lavoro e “dare i numeri” facciamo buona ricerca e troviamoci tutti i dati importanti ad eseguire i calcoli!

Io naturalmente faccio così, ed ogni volta che utilizzo un materiale vado ad aggiornare il mio “data base materiali” che piano piano è diventato lunghissimo (e utilissimo): si tratta di un semplice foglio di calcolo dove in cima alle colonne ho scritto i dati che mi servono..

nome materiale: Spessore (s) [m] Conduttività termica (l) [W/mK] Resistenza termica [mqK/W] Calore specifico (c) [J/kgK] Densità (?) [kg/m3] Permeabile al vapore ? Potere fonoisolante Rw dB

Se mi capita di avere fretta e non possiedo uno dei dati che sto cercando, scriverò in corsivo un numero “molto affidabile” che avrò copiato da un materiale gemello! E’ un modo per distinguere i dati “dichiarati” dal produttore dai dati “dedotti” con un po’ di logica.

Se fate spesso questo lavoro, consiglio caldamente di iniziare un data base materiali, che si arricchirà di settimana in settimana diventando un autorevole aiutante di studio. Nelle colonne libere di destra suggerisco di aggiungere il nome del cantiere perchè il nostro cervello abbina spesso un certo materiale ad un certo cantiere e le ricerche diventano semplici e veloci.

Se invece vi sentirete smarriti quando il data base materiali oltrepasserà le 1000 righe, come nel mio caso, oppure siete appena rientrati da un viaggio intorno al mondo e a stento ricordate il nome di quel tal cantiere dove avevate scelto di utilizzare quel tal pannello isolante, non vi resta che la scorciatoia di “cerca”: cmd f

calcolare-parametri-termici-stratigrafia-trasmittanza-calore-specifico-vapore

Cosa utilizzate per i vostri fogli di calcolo? ancooora Excel?

Lasciate perdere, spiccate il volo, migrate verso Calc, il foglio elettronico tuttofare che avete sempre desiderato, graaatis:

calcolare-parametri-termici-stratigrafia-trasmittanza-calore-specifico-vapore-4

 Salvate i vostri documenti nel formato OpenDocument, lo standard internazionale per i documenti di ufficio. Questo formato, basato su XML, è uno standard aperto: ciò significa che non siete legati a CALC. Potete aprire i vostri documenti con qualsiasi programma compatibile con OpenDocument.

Con CALC, inoltre, potete leggere tutti i vostri precedenti documenti Microsoft Excel (compresi quelli creati con Microsoft Excel 2007) e salvare il vostro lavoro nei formati Microsoft Excel per inviarli a chi è ancora legato ai prodotti Microsoft. Se essi desiderano solo vedere il risultato del vostro lavoro, usate piuttosto il formato PDF (Portable Document Format, .pdf) – non è necessario comprare altro software.

         

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Lettura dei capitolati d’offerta per case in legno a telaio o in x-lam

Durante la lettura dei capitolati d’offerta, specialmente quelli redatti dai costruttori di case in legno, sia a telaio che in x-lam, capita di leggere commenti esaltanti sulle caratteristiche delle strutture e dei materiali impiegati.

Io preferisco un capitolato molto schematico e sintetico con disegni in 3D ad un capitolato romanzato (il dono della sintesi… che forse nemmeno io possiedo!).

Lettura dei capitolati offerta per case in legno a telaio o in xlam

Beh non mi dilungo, voglio solo ricordare a chi riceve un capitolato d’offerta per la sua futura casa in legno che:

  • non è l’isolante termico che garantisce una maggiore massa superficiale (kg/mq), ma la densità del pannello isolante (kg/mc).
  • non è la massa superficiale (kg/mq) ad assicurare un ottimo isolamento in inverno, ma la conduttività termica (W/mK) del pannello.
  • non è solo la massa superficiale (kg/mq) ad assicurare un ottimo isolamento in estate, ma un alto valore di calore specifico (J/kgK) del pannello (lana di roccia 1030 J/kgK ; fibra di legno 2100 J/kgK).

Analizzare un capitolato d’offerta è importante! proprio in questa fase è ancora molto semplice fare variazioni e migliorare le stratigrafie per ottenere un edificio perfetto anche in periodo estivo.

Isolare tanto per consumare poco siamo capaci tutti. Isolare con materiali salubri e progettare stratigrafie che offrano tanto comfort interno in periodo estivo

            

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Coefficienti di resistenza termica R e di trasmittanza termica U

I Coefficienti di resistenza termica R e di trasmittanza termica U sono due valorei che spesso vengono pubblicati con esempi pratici di applicazione di materiali termoisolanti in funzione degli spessori.

Quindi succede che

  • in qualche ricerca si trovi il materiale X con esempi di spessori applicati a dimostrazione della resistenza termica R che si ottiene
  • in qualche ricerca si trovi il materiale Y con esempi di spessori applicati a dimostrazione della trasmittanza termica U che si ottiene

Se non masticate ogni giorno queste grandezze, vi troverete un po’ spiazzati e in confusione nel momento del confronto e della scelta del materiale isolante!

Ma le cose sono più semplici di quanto appaiano:

premesso che

  • ogni strato di materiale ha una resistenza termica che dipende dalla conducibilità termica di tale materiale e dallo spessore che si posa
  • ogni strato di materiale disperde più o meno energia (dipende dalle sue caratteristiche)

resistenza termica R = mqK/W che si calcola dividendo spessore (in metri) per conducibilità termica  m / (W/mK)

trasmittanza termica U = W/mqK che si calcola dividendo conducibilità termica per spessore (W/mK) / m che non è altro che 1/R

infatti se abbiamo un solo strato di materiale omogeneo e ci viene detto che ha una certa trasmittanza termica U, ma noi vorremmo conoscere la sua conducibilità termica per capire se si tratta di un materiale termoisolante spinto o no, è sufficiente moltiplicare la trasmittanza termica per lo spessore (in metri) U * m.

Magari vi sarà capitato di scegliere tra diversi massetti leggeri termoisolanti confezionati, quelli che vanno a riempire gli strati dove passano gli impianti e che poi ricevono il massetto a finire dove si poserà che so.. il legno o la piastrella o altra finitura interna per pavimenti. I produttori spesso preparano delle tabelle per i confronti – ora saprete leggere con più consapevolezza e destrezza tutti quei numeri – ecco un esempio di tabella con riportati gli spessori del sottofondo termoisolante in riferimento a 7 diversi prodotti in sacco da miscelare:

  • le prime 7 righe rappresentano la resistenza termica R = mqK/W in funzione dei cm. di spessore di ogni materiale (in grassetto)
  • le 7 righe sotto rappresentano la trasmittanza termica U = W/mqK in funzione dei cm.  di spessore di ogni materiale

Coefficienti di resistenza termica R e di trasmittanza termica U


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La migrazione del vapore, meglio una valutazione dinamica

L’analisi del rischio condensa superficiale e interstiziale è obbligatoria per tutti gli interventi sull’involucro. Di solito le verifiche statiche basate sul diagramma di Glaser (norma UNI EN ISO 13788) forniscono una sovrastima del fenomeno.

La norma UNI EN 15026 propone un metodo sofisticato basato su un’analisi dinamica della migrazione del vapore attraverso gli strati di una struttura, e in effetti si avvicina di più al fenomeno nella realtà: la valutazione in regime variabile tiene conto delle variazioni orarie ambientali interne ed esterne e anche delle caratteristiche di igroscopicità dei materiali ( i “buoni” materiali).

Per non andare in cerca di guai, iniziamo subito con una corretta progettazione igrotermica dettata dal buon senso e da una certa sensibilità per i “buoni” materiali!  Poi decidiamo se verificare il lavoro con il metodo tradizionale (Glaser) o con metodi più avanzati (analisi dinamiche).

La verifica dinamica serve proprio per capire e valutare la bontà di un progetto di isolamento dall’interno.

migrazione del vapore in una valutazione dinamica

Quindi è possibili prevedere il rischio di condensa? Certo – con uno dei metodi sopra descritti!

Ma se voglio fare pochi errori ed evitare calcoli che non sono capace di fare, quanto mi devo preoccupare della condensa?

Dipende.

Se mi metto a coibentare dall’interno con materiali isolanti poco adatti protetti da barriere al vapore, sicuramente sto preparando una stratigrafia rischiosa (se il palloncino si buca, scoppia!).

Se invece sono stato molto attento alla scelta iniziale dei materiali e sono stato in grado di trovarne con buona conducibilità capillare, con ottime proprietà igroscopiche che permettono il normale e diffuso trasporto del vapore nei due sensi a seconda della stagione (verso l’esterno in periodo di riscaldamento e verso l’interno in periodo estivo), allora posso stare molto più tranquillo sul problema della condensa.

Il vapore entra nel pacchetto isolante per tutto il periodo invernale, ma sarà libero di asciugare nel periodo estivo: è una cosa completamente naturale e non dannosa e soprattutto non insidiosa.

Impieghiamo più tempo nella scelta dei materiali piuttosto che ai mezzi per fermare il vapore: il risultato sarà qualitativamente migliore.

Una delle criticità del modello di verifica di Glaser è proprio la sua sottovalutazione delle buone caratteristiche dei buoni materiali.

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L’assorbimento d’acqua nei materiali termoisolanti

La preoccupazione di ogni progettista è l’assorbimento d’acqua dei materiali.

Quando ragioniamo sui materiali per coibentazione troviamo nelle schede tecniche di pannelli molto igroscopici la descrizione del livello di assorbimento d’acqua sopportabile.

La determinazione dell’assorbimento d’acqua dei materiali termoisolanti deve essere conforme alla norma europea EN 1609, metodo A (EN 1609: 1996-11 Thermal insulation products for building applications – Determination of short-term water absorption by partial immersion).

Per esempio l’assorbimento d’acqua medio per materiali con densità 30-60 kg/mc e spessore 10cm deve stare tra i 14,5 e i 35,19 kg per metroquadro.

misuratore di umidità assoluta

Con un misuratore di umidità assoluta con sensore sferoidale metallico è possibile fare misurazioni non invasive all’interno dei materiali fino ad una profondità di 4cm. Eccone uno abbastanza economico:

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Umidità dei componenti edilizi

Sembra non esserci umidità. Pare asciutto.

Un elemento, una struttura, un materiale edile, il piede di una muratura, il massetto… si possono tutti misurare! In diversi modi e anche professionalmente. Con tecniche e strumenti più costosi (penso ad uno strumento digitale di misurazione dell’umidità a microonde con visualizzazione permanente in tempo reale dei valori relativi all’umidità dei materiali fino a 30 cm di profondità, per esempio il T650, con il rilevamento a reticolo di valori relativi all’umidità delle superfici ed in profondità), ma anche con semplici igrometri digitali per la misurazione dei valori dell’umidità di materiali in cantiere.

Quindi, per fare delle valutazioni più serie e soprattutto dei confronti in tempo reale, dotatevi di un igrometro tascabile per la misurazione dell’umidità contenuta nei materiali da costruzione.

Se non volete perdere tempo in ricerche potete ordinare questo InLine® Igrometro digitale per la misurazione dei valori dell’umidità:

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Comfort in numeri

Comfort in casa per tutti! Diamo i numeri secondo la ISO7730:

  • 20° C per la temperatura dell’aria interna
  • 26° C per la temperatura di una superficie radiante come fonte di riscaldamento
  • 60% di umidità relativa interna
  • 0,5 metri al secondo per l’aria in movimento

comfort

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Joule, filastrocca da imparare memoria

L’unità di misura del calore è il Joule [ J]

Watt e Joule come si possono mettere insieme?

joule unità di misura calore

1 kWh, energia, vale 1000 Watt ora

1 Watt ora = 3600 Watt secondo

1 Watt secondo = 1 Joule

quindi

1 Watt ora = 3600 Joule

1 kWh = 3600 kJ

 

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