CertiMaC: Divisione sperimentale per l'efficienza dell'involucro edilizio (b)

LA QUALITA’ ENERGETICA DELL’INVOLUCRO EDILIZIOLA QUALITA’ ENERGETICA DELL’INVOLUCRO EDILIZIO
DIVISIONE SPERIMENTALE PER L’EFFICIENZA
ENERGETICA DELL’INVOLUCRO EDILIZIOENERGETICA DELL INVOLUCRO EDILIZIO
Metodologie Sperimentali e Numeriche per la determinazione delle prestazioni termiche di elementi in Laterizio
Ing. Luca Laghi - CertiMaC
Laboratorio fondato e partecipato da: in collaborazione con: con il finanziamento:

SOMMARIO
Requisiti di LeggeRequisiti di Legge
Normativa Tecnica di Riferimento – UNI EN 1745:2005
Analisi Sperimentali
A li i ll’i tAnalisi sull’impasto
Metodologie di CalcoloMetodologie di Calcolo
Analisi sul Blocco
Analisi sulla Muratura

REQUISITI DI LEGGE (1)Q ( )
DIRETTIVA EUROPEA 2002/91/CE (EPBD)DIRETTIVA EUROPEA 2002/91/CE (EPBD)
Quadro Temporale Normativo
DD LgsLgs 192/2005192/2005 aggiornato eD.D. LgsLgs. 192/2005. 192/2005 aggiornato e
integrato dal D.D. LgsLgs. 311/2006. 311/2006
DPR 412/1993DPR 412/1993
Valori limite TrasmittanzaTrasmittanza ““UU”” strutture
opache verticali (murature)
Valore limite funzione della Zona climaticaZona climatica
(Gradi giorno)
Calendario di Attuazione
3

Quadro Temporale Normativo
CALCOLO TRASMITTANZACALCOLO TRASMITTANZA
SECONDO UNI EN 1745SECONDO UNI EN 1745
DPR 59/2009DPR 59/2009 D t tt ti
D. 26 Giugno 2009D. 26 Giugno 2009 Linea Guida
nazionali per la Certificazione
Energetica degli edifici
DPR 59/2009DPR 59/2009 Decreto attuativo
del D. Lgs. 192/05 vsvs
Leggi RegionaliLeggi RegionaliLeggi RegionaliLeggi Regionali
(es.(es. Emilia RomagnaEmilia Romagna –– DAL 156/08DAL 156/08))
4

In tale contestoIn tale contesto
La certificazione energetica dei componenti l’involucro edilizio oltre che
adempimento obbligatorio si configura come importante leva strategica per
lo sviluppo competitivo del settore dei LATERIZI
METODI PER DETERMINARE I VALORI TERMICIMETODI PER DETERMINARE I VALORI TERMICI DIDI PROGETTOPROGETTO
UNI EN 1745UNI EN 1745
5

NORMATIVA TECNICA DI
RIFERIMENTO UNI EN 1745:2005 (1)RIFERIMENTO – UNI EN 1745:2005 (1)
Fasi del METODO di CALCOLOFasi del METODO di CALCOLO
Determinazione in cascata di:
Conducibilità Termica λ10 dry dell’Impasto di Argilla Cotta e derivazione del valoreConducibilità Termica λ10,dry dell Impasto di Argilla Cotta e derivazione del valore
λbase (Fig.1)
Conducibilità Termica Equivalente λequ del Blocco (Fig.2)q equ ( g )
Trasmittanza Termica U della Parete costituita dal Blocco (Fig. 3)
Fig. 1
Fig. 2
Fig. 3
6

ALCUNE DEFINIZIONIALCUNE DEFINIZIONI
ValoreValore termicotermico drydry:: Valore della proprietà termica di un materiale o
prodotto da costruzione, valutato sperimentalmente o mediante analisi
numeriche, nello stato a secco. Condizione di riferimento per Analisi di
Laboratorio.
ValoreValore termicotermico didi basebase:: Valore della proprietà termica di un materiale o
prodotto da costruzione nello stato a secco, determinato secondo la norma
come base per il calcolo dei valori termici di progetto.
ValoreValore termicotermico didi progettoprogetto:: Valore della proprietà termica di un materiale
o prodotto da costruzione in condizioni esterne ed interne specifiche, che può
essere considerato come tipico delle prestazioni di tale materiale o prodotto
quando incorporato in un componente edilizio.
7

CONDUCIBILITÀ TERMICACONDUCIBILITÀ TERMICA λλ10,dry10,dry DELL’IMPASTODELL’IMPASTO DIDI ARGILLA COTTAARGILLA COTTA
E DERIVAZIONE DEL VALOREE DERIVAZIONE DEL VALORE λλ
La Normativa prevede due possibili alternative per la determinazione del λλ10,DRY10,DRY
E DERIVAZIONE DEL VALOREE DERIVAZIONE DEL VALORE λλbasebase
MISURE SPERIMENTALI VALORI TABELLARI
Prospetto A.1Prospetto A.1 –– APPENDICE AAPPENDICE A
8

E DERIVAZIONE DEL VALOREE DERIVAZIONE DEL VALORE λλE DERIVAZIONE DEL VALOREE DERIVAZIONE DEL VALORE λλbasebase
VALORI TABELLARI
Correlazione, in forma
tabellare tra Massatabellare, tra Massa
Volumica e
Conducibilità Termica
λ10,dry dell’Impasto di
ArgillaArgilla
I valori sono indicati
come frattili del 50% e
90% (P ) della gamma
P tt A 1P tt A 1 APPENDICE AAPPENDICE A
90% (P-) della gamma
esistente di valori λ10,dry
dell’Impasto di Argilla
per una determinata
massa volumica Prospetto A.1Prospetto A.1 –– APPENDICE AAPPENDICE Amassa volumica.
9

E DERIVAZIONE DEL VALOREE DERIVAZIONE DEL VALORE λλ
Ai fini della determinazione del valore λbase occorrono:
Correlazione tra Massa Volumica e Conducibilità Termica
E DERIVAZIONE DEL VALOREE DERIVAZIONE DEL VALORE λλbasebase
λ10,dry dell’impasto di argilla riportata dalla Norma
all’Appendice A;
Gamma di Massa Volumica del prodotto, derivata dai
processi di produzione (FPC) o dalle tolleranze di massap p ( )
volumica riportate nelle norme di prodotto;
Almeno tre misurazioni della Massa Volumica e della
Conducibilità Termica λ, rappresentative del materiale in
produzioneproduzione.
Si determina la Correlazione tra Massa Volumica e Conducibilità
Termica λ10,dry effettiva di una Produzione Predefinita (6) rispetto
ai Valori Tabellari (5).
Il valore λbase si esprime come valore λ medio unitamente alla
differenza tra il valore limite e il valore medio.
λbase = λ10,dry(P=50%)±Δλ10,dry (LIMITI)
10

CONDUCIBILITÀ TERMICACONDUCIBILITÀ TERMICA λλequequ DEL BLOCCO E TRASMITTANZA TERMICADEL BLOCCO E TRASMITTANZA TERMICA UU DELLA MURATURADELLA MURATURA
La Normativa prevede quattro possibili alternative per la determinazione del λλequequ
Calcoli NUMERICI 2D (Metodo Elementi Finiti – Appendice D);
Valori MISURATI sperimentalmente (Hotbox,Doppia Camera Calibrata, ecc.);
Valori TABELLARI (Appendice B);
Calcolo SEMPLIFICATO (cfr. UNI EN ISO 6946:2008).
La Normativa prevede quattro possibili alternative per la determinazione della U
Calcoli NUMERICI 3D (Metodo Elementi Finiti);
Valori MISURATI sperimentalmente (Hotbox,Doppia Camera Calibrata, ecc.);
Valori TABELLARI (Appendice B);Valori TABELLARI (Appendice B);
Calcolo SEMPLIFICATO (cfr. UNI EN ISO 6946:2008).
11

VALORI TERMICIVALORI TERMICI DIDI PROGETTOPROGETTO
La Normativa prevede di determinare i valori di progetto λ o (R ) U secondo quantoLa Normativa prevede di determinare i valori di progetto λU o (RU) UU secondo quanto
indicato nella UNI EN ISO 10456:2008. Il coefficiente Fm può essere applicato in ciascuna
delle tre fasi di calcolo
Definizione di:
Condizione di riferimento (T°=10°C u r =0% stato ψ );Condizione di riferimento (T°=10°C, u.r.=0% – stato ψ1);
Condizione a cui dichiarare il valore di progetto (T°=23°C, u.r.=50%/80% – stato ψ2)
Coefficienti di Conversione per il grado di Umidità fψ, funzione del tipo di materiale
FFmm Laterizio = 1.127Laterizio = 1.127
FFmm Malta/Intonaco = 1.271Malta/Intonaco = 1.271
Incrementi sulla U
di muratura fino
all’11% circa
12

ITERITER DIDI CALCOLO scelto PER LA QUALIFICAZIONE TERMICACALCOLO scelto PER LA QUALIFICAZIONE TERMICA
COMPLETACOMPLETA DIDI PRODOTTOPRODOTTO UNI EN 1745UNI EN 1745COMPLETACOMPLETA DIDI PRODOTTOPRODOTTO –– UNI EN 1745UNI EN 1745
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ANALISI SPERIMENTALI (1)
MISURA DELLA CONDUCIBILITA’ TERMICA CON IL METODO DELLAMISURA DELLA CONDUCIBILITA’ TERMICA CON IL METODO DELLA
PIASTRA CALDA CON ANELLOPIASTRA CALDA CON ANELLO DIDI GUARDIA (ISO 8302GUARDIA (ISO 8302 -- UNI EN 12664)UNI EN 12664)PIASTRA CALDA CON ANELLOPIASTRA CALDA CON ANELLO DIDI GUARDIA (ISO 8302GUARDIA (ISO 8302 UNI EN 12664)UNI EN 12664)
Determinazione diretta della resistenza R del
campione e della conducibilità λ del materiale;
Riferimento per ogni altro metodo di misura (es.
termoflussimetro);
Misura della potenza elettrica e ΔT;
Campioni grandi Ф> 200 mm;
Difficoltà di reperimento di campioni significativi;
Impossibilità di ricavare campioni direttamenteImpossibilità di ricavare campioni direttamente
da blocchi forati/mattoni Metodo di Riferimento ASSOLUTOMetodo di Riferimento ASSOLUTO
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MISURA DELLA CONDUCIBILITA’ TERMICA CON METODI ALTERNATIVI:MISURA DELLA CONDUCIBILITA’ TERMICA CON METODI ALTERNATIVI:
METODO DEL TERMOFLUSSIMETRO CON ANELLOMETODO DEL TERMOFLUSSIMETRO CON ANELLO DIDI GUARDIA (ASTM E1530)GUARDIA (ASTM E1530)METODO DEL TERMOFLUSSIMETRO CON ANELLOMETODO DEL TERMOFLUSSIMETRO CON ANELLO DIDI GUARDIA (ASTM E1530)GUARDIA (ASTM E1530)
Determinazione indiretta della resistenza R del
campione e della conduttività λ del materiale;
Taratura apparato con campioni di resistenza R
certificata;
Misura diretta del flusso termico e ΔT;
Campioni di dimensioni limitate, 50-60 mm,
1spessore >1 mm;
Elevata rappresentatività dei campioni testati;
Possibilità di ricavare campioni direttamente da
blocchi forati/mattoni
Metodo ALTERNATIVO correlabileMetodo ALTERNATIVO correlabile
al PRIMOal PRIMO
15

TERMOFLUSSIMETRO CON ANELLOTERMOFLUSSIMETRO CON ANELLO DIDI GUARDIA (ASTM E1530)GUARDIA (ASTM E1530)
Mod. UNITHERM 2022Mod. UNITHERM 2022 –– ANTER CorporationANTER Corporation
Range di misura - 30÷300°C;
Taratura apparato con 6 campioni di resistenza R
certificata forniti dalla casa produttrice;
Campioni con diametro 50.8 mm, spessore 0.5÷25 mm.
Possibilità di indagini locali (effetto alleggerimento);
Range di Misura R - 0.002÷0.5 m2K/W;
Accuratezza della misura 2÷5%;
Tempi di prova, previa calibrazione, limitati ad 1.5 h
circa per campione.c ca pe ca p o e
Abbattimento della Resistenza termica di contatto
mediante: carico pneumatico, thermal compound, iter di
taratura strumento;
Attrezzatura supplementare: Chiller operante nel range
di T° -50÷100°C, impianto alimentazione Azoto per prove
in condizioni criogeniche;
16

PRINCIPIOPRINCIPIO DIDI FUNZIONAMENTOFUNZIONAMENTO
Determinazione indiretta di
RESISTENZA TERMICA eRESISTENZA TERMICA e
CONDUCIBILITA’
TERMOFLUSSIMETROTERMOFLUSSIMETRO
Misura diretta di flusso termico e ∆T
SCHEMATIZZAZIONE SETSCHEMATIZZAZIONE SET--UP TERMICO per la misura a 10UP TERMICO per la misura a 10°°CC
17

PRINCIPIOPRINCIPIO DIDI FUNZIONAMENTOFUNZIONAMENTO –– CURVACURVA DIDI TARATURA a 10TARATURA a 10°°CC
RR22 = 0.994= 0.994
18

PRINCIPIOPRINCIPIO DIDI FUNZIONAMENTOFUNZIONAMENTO –– CARATTERISTICHE PROVINOCARATTERISTICHE PROVINO
Il Campione sottoposto a prova:
viene ricavato direttamente dal blocco finito (cartella esterna o setto interno);
viene rettificato superficialmente mediante sistema di bloccaggio gelivo inserito in
Il Campione sottoposto a prova:
viene rettificato superficialmente mediante sistema di bloccaggio gelivo inserito in
rettificatrice per massimizzare il grado di finitura superficiale e limitare gli effetti secondari
legati alla resistenza termica di contatto;
19

VALIDAZIONE della METODOLOGIA SPERIMENTALEVALIDAZIONE della METODOLOGIA SPERIMENTALE
Allo scopo di aumentare progressivamente l’affinamento delle misure sperimentalip p g p
effettuate, si opera come segue:
VERIFICHE INTERNE VERIFICHE ESTERNE
Verifica Periodica e Sistematica delle
curve di taratura dello strumento;
Test di Verifica su provini di “taratura” al
Round Robin internazionale su base
Volontaria con il Lab. Francese di
riferimento per i materiali da costruzione –
CTMNC;Test di Verifica su provini di taratura al
termine di ogni campagna di prove su
singola tipologia di prodotto;
Aggiornamento periodico dei Software di
CTMNC;
Analisi incrociate su materiali da
Costruzione con la collaborazione del Dip.to
DIENCA d ll’U i ità d li t di diAggiornamento periodico dei Software di
acquisizione dati e Revisione
strumentazione.
DIENCA dell’Università degli studi di
Bologna;
Analisi su materiali con caratteristiche
termiche tali da ricadere al di fuori del range
di misura dello strumento – verifica
dell’accuratezza della risposta dello
strumento in condizioni estreme
20
strumento in condizioni estreme.

STATISTICA SPERIMENTALESTATISTICA SPERIMENTALE –– Prodotti in LATERIZIO suProdotti in LATERIZIO su 160 campioni160 campioni
21

STATISTICA SPERIMENTALESTATISTICA SPERIMENTALE –– Prodotti in MALTA/INTONACO suProdotti in MALTA/INTONACO su 110 campioni110 campioni
22

Dall’analisi del grafico che mostra la correlazione tra dati tabellari e sperimentali emergeDall analisi del grafico che mostra la correlazione tra dati tabellari e sperimentali emerge
un’elevatissima dispersione e si ribadisce il ruolo fondamentale della Misura realizzata in
laboratorio sul prodotto finito rispetto alla scelta del valore da Tabella;
Si osserva un tendenziale incremento della conducibilità termica all’aumentare della massa
volumica, non sempre verificato. In generale la correlazione sussiste;
Come suggerito dalla normativa tecnica, è bene, per aumentare la rappresentatività del
risultato finale, analizzare sperimentalmente almeno tre campioni derivanti da altrettanti blocchi
la cui massa volumica sia ben rappresentante l’intero lotto di produzione (es: campionatura di
10 blocchi analisi sui campioni a densità min media e max );10 blocchi, analisi sui campioni a densità min., media e max.);
23

L l ità d ll i t l d i li i 10°CLa complessità della prova sperimentale rende necessaria una sua realizzazione a 10°C
come richiesto dalla normativa poiché, anche se di più semplice implementazione, la prova a
30°C con successiva correzione dei valori a 10°C, non costituisce un elemento di attendibilità.
All’interno della UNI EN ISO 10456 sono definite le correlazioni per estrapolare il dato aAll interno della UNI EN ISO 10456 sono definite le correlazioni per estrapolare il dato a
differenti temperature;
La necessità di qualificare l’impasto costituente il blocco rende imprescindibile la prova sul
prodotto finito posto realmente in opera, evitando la realizzazione di campioni ad hoc di grandi
dimensioni. Problematiche connesse: planarità, finitura superficiale, scarsa rappresentatività
(cicli di cottura), necessità di un fermo produzione;
Data la natura estremamente disomogenea dei materiali in gioco, è preferibile analizzare
periodicamente l’impasto in produzione(con cadenza annuale), a maggior ragione se vengono
prodotti blocchi porizzati;prodotti blocchi porizzati;
24

METODOLOGIE DI CALCOLO (1)
MISURA DELLA CONDUCIBILITA’ TERMICAMISURA DELLA CONDUCIBILITA’ TERMICA λλequequ MEDIANTE MODELLIMEDIANTE MODELLI DIDI
CALCOLO AGLI ELEMENTI FINITICALCOLO AGLI ELEMENTI FINITI
La Norma prevede l’utilizzo di un modello FEM 2D, applicato ad una sezione del Blocco piana,
perpendicolare all’asse di foratura e parallela al flusso termico.
Elementi fondamentali sono:
Valore λ di base dell’argilla cotta opportunamente estrapolato a partire dal valore λ10,dry;
Stima conducibilità termica equivalente delle cavità d’aria sec. UNI EN ISO 6946 (Fig. 2);
Applicazione del modello alla geometria reale del prodotto finito, rappresentativa dell’intero
lotto di produzione;
Validazione del modello implementato rispetto ai requisiti di accuratezza sec UNI EN 1745 –Validazione del modello implementato rispetto ai requisiti di accuratezza sec. UNI EN 1745
Appendice D ;
Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3
25
g g g 3

CONDIZIONICONDIZIONI DIDI SIMULAZIONESIMULAZIONE
Blocco posto tra due ambienti posti aBlocco posto tra due ambienti posti a
temperatura costante, rispettivamente a 20 e
0°C – Condizione STAZIONARIA;
Approssimazione dei fenomeni radiativi epp
convettivi al contorno mediante Resistenze
Superficiali fissate da normativa in base alla
direzione del flusso;
Ipotesi: aria come materiale omogeneo
approssimando gli effetti radiativo e convettivo
attraverso opportuni coefficienti;
Ipotesi: le superfici esterne del mattone, il
cui sviluppo è in direzione parallela al flusso, si
considerano adiabatiche – Condizione di
MONODIMENSIONALITA’ DEL FLUSSO;
Discretizzazione del dominio di studio
secondo una mesh il cui grado di infittimento
(refining) dipende dal soddisfacimento dei
i iti di t
26
requisiti di accuratezza.

ITERITER DIDI CALCOLOCALCOLO
Output CalcolatoreOutput Calcolatore
Coefficiente di ACCOPPIAMENTO TERMICOACCOPPIAMENTO TERMICO (W/mK)
TRASMITTANZA TERMICATRASMITTANZA TERMICA (W/m2K)
RESISTENZA TERMICA TOTALERESISTENZA TERMICA TOTALE (m2K/W)RESISTENZA TERMICA TOTALERESISTENZA TERMICA TOTALE (m2K/W)
RESISTENZA TERMICA al nettoRESISTENZA TERMICA al netto
di CONVEZIONE edi CONVEZIONE e
IRRAGGIAMENTOIRRAGGIAMENTO (m2K/W)IRRAGGIAMENTOIRRAGGIAMENTO (m2K/W)
CONDUCIBILITA’CONDUCIBILITA’
EQUIVALENTE DELEQUIVALENTE DEL
BLOCCOBLOCCO (m2K/W)
27

RISULTATIRISULTATI
Distribuzione TEMPERATURE Distribuzione Vettoriale FLUSSO TERMICO
28

ANALISIANALISI DIDI CONVERGENZA e ACCURATEZZA DEL MODELLOCONVERGENZA e ACCURATEZZA DEL MODELLO
La normativa lascia piena discrezionalità
all’utente, che deve essere informato dei
vantaggi e dei limiti di ogni metodo, nella scelta
del software e del modello da implementaredel software e del modello da implementare.
L’accuratezza richiesta non viene definita
attraverso un criterio di convergenza, ma
mediante verifica dell’applicazione del modellomediante verifica dell applicazione del modello
rispetto ad alcuni casi test riportati in App. D
della norma. Il modello è valido se lo
scostamento delle due soluzioni è inferiore
al 2%al 2%.
Si rende necessaria la validazione della
soluzione attraverso la determinazione della
soluzione asintotica: condizione per la quale la
soluzione è indipendente dalla dimensione degli
elementi che costituiscono la mesh.
29

ASPETTI LEGATI AL MODELLOASPETTI LEGATI AL MODELLO
Si rende necessario implementare il modello FEM a partire dalla geometria reale del blocco ottenuta tramiteSi rende necessario implementare il modello FEM a partire dalla geometria reale del blocco ottenuta tramite
acquisizione a mezzo scanner. Inoltre la scelta della geometria viene fatta a valle di un controllo dimensionale di
una serie di 10 blocchi al fine di caratterizzare termicamente una sezione rappresentativa dell’intero lotto di
produzione;
E’ sconsigliabile, a meno di valutazioni molto attente, sviluppare il calcolo a partire dal disegno CAD della
filiera poiché risulta, in generale, molto difficile tener conto con precisione dei ritiri in fase di cottura,
generalmente differenti lungo le due direzioni di sviluppo del blocco;
Come richiesto dalla normativa, è opportuno utilizzare come valore della conducibilità termica dell’impasto
(INPUT del calcolo) il valore λbase e non il valor medio dei tre risultati di λ10,dry poiché possono registrarsi
variazioni tra i due valori fino al 10%. Ciò esige la realizzazione degli FPC periodici in produzione sulla massa
volumica;
Poiché non sono definiti con chiarezza metodi/criteri per determinare l’accuratezza del modello di calcolo, è
necessario, visto il ridottissimo costo computazionale di tali modelli, valutare la λequ in corrispondenza della
soluzione asintotica;
30

VARIABILIVARIABILI DIDI INTERESSE per OTTIMIZZARE LA PERFORMANCE DEL BLOCCOINTERESSE per OTTIMIZZARE LA PERFORMANCE DEL BLOCCO
Si individuano tre variabili di interesse per l’ottimizzazione della prestazione termica del blocco:
Conducibilità Termica dell’impasto di argilla (λbase e Geometria Setti);
Conducibilità Termica equivalente dei vuoti d’aria (Geometria Cavità e Disposizione);
Emissività delle superfici interessate dallo scambio termico (ε).
Calcoli parametrici su geometria
standard per verificare l’influenza dei trestandard per verificare l influenza dei tre
principali parametri
31

λbase (W/mK)
Riduzione %
imposta
λequ (W/mK) Δ λequ %
Si è imposta una riduzione sul valore di base
iniziale per verificarne la ricaduta, in tal caso, sul
λ ;
Influenza del parametro λbase e Geometria Setti 0.455 0.0 0.211 0.0
0.410 10.0 0.202 -4.3
0.364 20.0 0.193 -8.5
λequ ;
Di fondamentale importanza lo spessore dei
setti (ponte termico) poiché la conducibilità
dell’argilla è di un ordine di grandezza superiore
i tt ll d ibilità d ll’ i di itàrispetto alla conducibilità dell’aria di una cavità
generica standard
32

Definiti b e d i parametri geometrici della cavità
(Fig.1) si osserva (Fig.2) come varia la
conducibilità equivalente al variare della
Influenza della Geometria Cavità e Layout
Fig. 1
conducibilità equivalente al variare della
geometria;
La riduzione del 50% circa della dimensione d,
perpendicolare al flusso, porta (Fig.2) ad una
id i d l 44% d ll d ibilità i l triduzione del 44% della conducibilità equivalente;
La dimensione b è invece pressoché
ininfluente (Fig.3).
Fig. 2
b(mm) λeq (W/mK) Δ λequ %
15 0.058 -4.9
20 0.060 -1.6
25 0.061 0.0
30 0.061 0.0
35 0.062 1.6
48 0.063 3.2
33
Fig. 3

Parametro imposto da Normativa al valore
Influenza del parametro ε – EMISSIVITA’ (0 < ε < 1) Tm (°C) ε
λeq
(W/mK)
Δ λeq %
10 0 7 0 0910 21 04Parametro imposto da Normativa al valore
costante 0.9. Legato a fenomeni di irraggiamento
e quindi al colore delle superfici esposte alla
radiazione;
Abbattendo l’emissività delle superfici delle
10 0.7 0.0910 -21.04
10 0.5 0.0703 -39.05
10 0.3 0.0528 -54.21
Fig. 1
Abbattendo l emissività delle superfici delle
cavità interne ai blocchi si registrano riduzioni fino
al 50% circa della Conducibilità equivalente dei
vuoti (Fig.1) e riduzioni fino al 30% sulla λequ
(Fig 2);
Tm (°C) ε
λequ
(W/mK)
Δ λequ %
10 0.7 0.1897 -10.17
10 0.5 0.1609 -23.81
(Fig.2); 10 0.3 0.1408 -33.33
Fig. 2
34

MISURA DELLA TRASMITTANZA TERMICAMISURA DELLA TRASMITTANZA TERMICA DELLA MURATURADELLA MURATURA
MEDIANTE METODO SEMPLIFICATO UNI EN ISO 6946MEDIANTE METODO SEMPLIFICATO UNI EN ISO 6946
I valori termici della parete a secco, U Trasmittanza e RT Resistenza Termica, vengono
determinati, secondo la metodologia riportata nella Norma UNI EN ISO 6946, considerando la
potenza termica dispersa dai mattoni e dai giunti di malta. I suddetti valori termici vengono
d t i ti l t i t t d i t tdeterminati per la parete non intonacata ed intonacata.
λEquλEqu
λEqu MurλEqu MurλEqu,MurλEqu,Mur
UMurUMur
35
MurMur

MEDIANTE METODO SEMPLIFICATO UNI EN ISO 6946MEDIANTE METODO SEMPLIFICATO UNI EN ISO 6946
Valore λeq ricavato dal calcolo FEM;
Valore λequ ricavato dal calcolo FEM;
Spessore e Caratteristiche termiche dei Giunti di Malta (Effetto ponte termico – via
preferenziale al passaggio del calore);
Spessore e Caratteristiche termiche degli intonaci (Strati in serie);
Definizione dei piani di taglio ed elemento caratteristico (Cfr. Appendice D – UNI EN 1745);
D fi i i d i l i t i i di tt t t i i i t d ll’ iditàDefinizione dei valori termici di progetto per tener conto, in via approssimata, dell’umidità
presente all’interno delle strutture (Cfr. UNI EN ISO 10456). Il valore di progetto viene posto a
confronto con i limiti di legge (D.Lgs. 192/05 e D.Lgs. 311/06)
36

Calcolo FEM 3D
La complessità e i tempi necessari per calcolo numerico 3D sono sovradimensionati rispetto
all’obiettivo dello stesso calcolo, se realizzato entro le approssimazioni e le schematizzazioni
proposte dalla norma (es.: penetrazione giunti di malta, approssimazione cavità d’aria, ecc.);
Nel caso di pareti omogenee la soluzione analitica coincide, con variazioni massime
prossime all’1.5÷2%, con la soluzione del modello FEM 3D;
37

Misure Sperimentali
La misura sperimentale sulla muratura assemblata con blocchi, malta e intonaci, costituisce
in quanto tale uno strumento molto efficace quanto complesso e delicato per determinare iin quanto tale, uno strumento molto efficace quanto complesso e delicato per determinare i
valori termici di progetto della muratura;
Consente di valutare i fenomeni realmente presenti all’interno delle cavità e non considera,
grazie all’uso dei termoflussimetri i fenomeni di carattere superficiale (si realizza una misura digrazie all uso dei termoflussimetri, i fenomeni di carattere superficiale (si realizza una misura di
conduttanza e non di trasmittanza);
Tuttavia viene in genere realizzata su murature costruite ad hoc in laboratorio che potrebbero
non essere rappresentative del montaggio in cantiere dove il modus operandi è ben piùnon essere rappresentative del montaggio in cantiere, dove il modus operandi è ben più
grossolano;
Dovrebbe essere realizzata allo stato dry, trascorsi 28 gg di stagionatura, ma molto spesso,
ità di l b t i l li t i t i iù i t tti I lt 28per necessità di laboratorio, le prove vengono realizzate in tempi più ristretti. Inoltre, 28 gg sono
sufficienti per la completa asciugatura della parete?
38

Si può concludere, alla luce di quanto esposto, che il calcolo semplificato costituisce,
nell’ambito delle approssimazioni dichiarate, un valido punto di riferimento per ottenere in tempi
rapidi la trasmittanza termica della muratura;
T i il i i di il d di l l bb i liTuttavia il testo normativo e quindi il metodo di calcolo potrebbe essere migliorato
considerando la penetrazione del giunto di malta (fenomeno inevitabile) che, in sostanza,
incrementa la zona interessata dal ponte termico e può portare, localmente sul blocco, ad un
incremento della λequ fino al 250% ;incremento della λequ fino al 250% ;
Dall’analisi critica del testo normativo, emerge inoltre che valori di buon progetto (e di buon
senso) per effettuare calcoli termici su murature, in termini di spessore dei giunti di malta
(elemento DETERMINANTE), non possono scendere al di sotto dei 9 mm, a meno che non si
montino blocchi rettificati (s = 1÷3mm). La norma suggerisce 12 mm;
39

Spessore e Caratteristiche dei giunti di malta sono elementi strategici per massimizzare lap g g p
performance, insieme alle caratteristiche termiche degli intonaci il cui spessore, invece, è
fissato a 15 mm circa. Questo giustifica la grande evoluzione, sul mercato, di malte termiche e
termo-intonaci ad alte prestazioni;
Imprescindibile, per potersi confrontare con i limiti di legge, è la determinazione della
trasmittanza in condizioni di progetto, tenendo conto dei coefficienti peggiorativi che tengono
conto dell’umidità presente all’interno delle strutturaconto dell umidità presente all interno delle struttura.
Per quanto siano performanti malte e intonaci, il rispetto dei limiti di legge è certamente
subordinato alle caratteristiche termiche del mattone, elemento chiave della parete e, laddove
non si cerchi il massimo della prestazione da impasto di argilla e geometria del blocco, per
soddisfare i limiti di legge, diventa imprescindibile l’utilizzo di materiali isolanti.
40

INFLUENZA GIUNTIINFLUENZA GIUNTI DIDI MALTA E INTONACIMALTA E INTONACI
Giunti di MaltaGiunti di Malta
sgiunti (mm)
λequ_muratura
(W/mK)
U (W/m2K) ΔU %
12 0.267 0.79 0.0
10 0 258 0 76 3 80
λmalta
(W/mK)
λequ_muratura
(W/mK)
U (W/m2K) ΔU %
0.900 0.253 0.75 0.0
10 0.258 0.76 -3.80
9 0.253 0.75 -5.06
6 0.238 0.71 -10.13
3 0.222 0.67 -15.19
1 0.217 0.64 -18.99
0.400 0.219 0.66 -12.00
0.250 0.214 0.65 -13.33
0.200 0.205 0.62 -17.33
0.150 0.202 0.61 -18.67
Fig.2: influenza delle caratteristiche termiche;Fig.1: influenza dello spessore
Intonaci
Calcolo parametrico a partire da Muratura
λintonaco
(W/mK)
λequ_muratura
(W/mK)
U (W/m2K) ΔU %
0.900 0.253 0.75 0.0
0.400 0.244 0.73 -2.67
0 200 0 230 0 69 8 00
Calcolo parametrico a partire da Muratura
con le seguenti caratteristiche:
λequ blocco = 0.211 W/mK
s malta = 12 mm; λmalta = 0.900 W/mK
0.200 0.230 0.69 -8.00
0.100 0.206 0.62 -17.33
0.06 0.180 0.56 -25.33
Fig.3: influenza delle caratteristiche termiche;
s intonaco = 15 mm; λint = 0.900 W/mK
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GRAZIE PER L’ATTENZIONEGRAZIE PER L’ATTENZIONE
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ContattiContatti
Direzione Tecnico–Scientifica: Ing. Martino Labanti martino.labanti@enea.it
Divisione Termica–Efficienza Energetica: Ing. Luca Laghi l.laghi@certimac.it
Laboratorio Analisi e Prove Marcatura CE: Dr Marco Marsigli m marsigli@certimac itLaboratorio Analisi e Prove–Marcatura CE: Dr. Marco Marsigli m.marsigli@certimac.it
Comunicazione–Marketing: Dr.ssa. Giulia Ruta g.ruta@certimac.it
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