Resistenza termica di intercapedini d'aria
Da TecnoLogica.
Grandezza fisica | |
Tipologia | Derivata scalare estensiva |
Simbolo: | |
Unità di misura | |
Sistema internazionale: | metro quadrato kelvin su watt (m2K/W) |
Sistema tecnico: | |
Sistema imperiale: | |
Branca fisica: |
È la resistenza termica offerta dallo strato d'aria contenuto all'interno di un elemento tecnico che costituisce una chiusura o una partizione interna di un ambiente.
Indice |
Descrizione
Resistenza all'avanzamento del calore offerta dalla quantità di aria contenuta all'interno di un elemento tecnico attraverso il quale scorre il flusso termico.
La resistenza dipende da diversi fattori:
- morfologici, perché è differente se le superfici che contengono lo strato d'aria sono parallele, piane e perpendicolari al flusso o no;
- tecnici, perché varia in funzione della ventilazione dell'intercapedine.
Calcolo
Intercapedini d'aria continue
Le modalità di calcolo[1] si applicano ad intercapedini caratterizzate da:
- essere delimitate da superifici piane, parallele tra loro, perpendicolari al flusso termico e con un'emissività non minore di 0.8;
- avere uno spessore inferiore al 10% delle altre due dimensioni;
- non scambiare aria con il lato interno[2].
Intercapedini d'aria non ventilate
Si considerano non ventilate tutte le intercapedini che non hanno alcuna comunicazione con l'esterno, o essa è contenuta entro i seguenti limiti:
- 500 mm2 per ogni metro per intercapedini all'interno di elementi tecnici verticali;
- 500 mm2 per ogni metro quadrato per intercapedini all'interno di elementi tecnici orizzontali.
In tal caso, si applicano i valori di resitenza contenuti nella seguente tabella.
Resistenza termica mm | Direzione del flusso termico | ||
---|---|---|---|
Ascendente | Orizzontale | Discendente | |
0 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
5 | 0.11 | 0.11 | 0.11 |
7 | 0.13 | 0.13 | 0.13 |
10 | 0.15 | 0.15 | 0.15 |
15 | 0.16 | 0.17 | 0.17 |
25 | 0.16 | 0.18 | 0.19 |
50 | 0.16 | 0.18 | 0.21 |
100 | 0.16 | 0.18 | 0.22 |
300 | 0.16 | 0.18 | 0.23 |
Per pendenze comprese entro ±30° dal piano orizzontale si applicano i valori della colonna Orizzontale. Per spessori intermedi si interpola linearmente.
Volendo effettuare un calcolo più preciso, la resitenza dell'intercapedine può essere determinata come:
dove:
- è la resistenza cercata (m2K/W);
- è il coefficiente di conduzione/convezione (W/m2K);
- è il coefficiente di irraggiamento (W/m2K).
Detto d lo spessore dell'intercapedine (m), è calcolato come segue:
- per flusso termico orizzontale, il maggiore tra i valori 1.25 e 0.025/d;
- per flusso termico ascendente, il maggiore tra i valori 1.95 e 0.025/d;
- per flusso termico discendente, il maggiore tra i valori 0.12 d-0.44 e 0.025/d.
Il coefficiente di irraggiamento è:
dove è l'emittanza tra le due superfici, e è il coefficiente di irraggiamento del corpo nero.
L'emittanza è pari a:
dove e sono le emissività emisferiche dei materiali che costituiscono l'intercapedine. I valori della tabella precedente sono stimati per = = 0.9.
Il coefficiente di irraggiamento del corpo nero è invece pari a:
avendo posto:
- pari alla costante di Stefan-Boltzmann (5.67 x 10-8 W/m2 K4)
- pari alla media tra la temperatura della superficie e quella delle superfici limitrofe (K).
I valori della tabella precedente sono stimati per vaolori di temperatura pari a 10°C.
Intercapedini d'aria debolmente ventilate
Si considerano debolmente ventilate tutte le intercapedini che hanno comunicazione con l'esterno entro i seguenti limiti:
- maggiore di 500 e ≤1500 mm2 per ogni metro per intercapedini all'interno di elementi tecnici verticali;
- maggiore di 500 e ≤1500 mm2 per ogni metro quadrato per intercapedini all'interno di elementi tecnici orizzontali.
In tal caso, la resistenza termica è pari alla metà di quelle indicate nella tabella precedente.
Per calcolare la resistenza totale del componenete però occorre calcolare la resistenza termica degli strati tra l'intercapedine ed il bordo esterno; se la resistenza totale di tali strati è superiore a 0.15 m2K/W, deve essere riportata a 0.15 m2K/W.
Intercapedini d'aria fortemente ventilate
Si considerano fortemente ventilate tutte le intercapedini che hanno comunicazione con l'esterno superiore a:
- 1500 mm2 per ogni metro per intercapedini all'interno di elementi tecnici verticali;
- 1500 mm2 per ogni metro quadrato per intercapedini all'interno di elementi tecnici orizzontali.
In tal caso, la resistenza dell'intercapedine e di tutti gli altri componenti che la separano dall'ambiente esterno esterno è pari alla resistenza superficiale esterna (come se tutti gli strati di fatto non esistessero).
Intercapedini d'aria discontinue non ventilate
Per intercapedini suddivise in cavità rettangolari, con larghezza inferiore a dieci volte lo spessore , la resistenza è pari a:
,
avend posto:
- pari allo spessore dell'intercapedine (m);
- pari alla larghezza dell'intercapedine (m);
- pari alla emittanza (calcolata come al punto precedente);
- pari al coefficiente di conduzione/convezione (calcolato come al punto precedente);
- pari al coefficiente di irraggiamento (calcolato come al punto precedente).
Per cavità di forma non rettangolare, la resistenza termica da assumersi sarà quella di una cavità di forma rettangolare avente la stessa area ed uguale rapporto di forma di quella reale[3].
Intercapedini d'aria tra vetrate
Nel caso di doppi infissi, quando sono verificate le seguenti condizioni:
- gli infissi sono verticali o sub-verticali, cioè hanno rispetto al piano orizzontale un angolo maggiore o uguale a 60°;
- l'intercapedine è riempita d'aria;
- entrambe le facce vetrate sono prive di trattamenti superficiali, o solo una faccia ha uno strato a bassa emissività;
- le vetrate hanno una temperatura media di 283 K, e la differenza tra le due superfici più esterne delle vetrate è di 15 K.
In tal caso le resistenze sono riportate nella seguente tabella.
Spessore intercapedine mm | Una sola superficie trattata con emissività normale di | Entrambe le superfici non trattate | |||
---|---|---|---|---|---|
0.1 | 0.2 | 0.4 | 0.8 | ||
6 | 0.211 | 0.190 | 0.163 | 0.132 | 0.127 |
9 | 0.298 | 0.259 | 0.211 | 0.162 | 0.154 |
12 | 0.376 | 0.316 | 0.247 | 0.182 | 0.173 |
15 | 0.446 | 0.363 | 0.276 | 0.197 | 0.186 |
50 | 0.406 | 0.335 | 0.260 | 0.189 | 0.179 |
100 | 0.376 | 0.315 | 0.247 | 0.182 | 0.173 |
300 | 0.333 | 0.284 | 0.228 | 0..171 | 0.163 |
Per valori intermedi si interpola linearmente.
Voci correlate
Note
- ↑ UNI EN ISO 6946:1999.
- ↑ Questa condizione dobrebbe preventivamente definire cosa si intende per lato interno. Tale affermazione si può facilmente interpretare consideranco che le intercapedini ventilate di solito sono posizionate sulle chiusure per cui per lato esterno si considera quello rivolto verso l'ambiente esterno alla costruzione.
- ↑ La norma non indica cosa esattamente si intende per rapporto di forma; se si intende il fattore di forma delle superfici piane, allora esso è pari a , dove rappresenta il perimetro, e l'area della cavità. In tal modo, dette e le dimensioni del rettangolo, dovrà essere:
.
Nel caso in cui non si verifica la condizione , non è possibile costruire il rettangolo avente le caratteristiche richieste dalla norma.
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