Resistenza termica superficiale
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 a diretto contatto con 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 posta a diretto contatto con un elemento tecnico attraverso il quale scorre il flusso termico.
La resistenza dipende da diversi fattori:
- ambientali, perché è differente se l'ambiente è confinato o no;
- morfologiche, perché è differente se la superficie di contatto con l'elemento è piana o no;
- tecniche, perché varia in funzione dell'emissività della superficie.
Calcolo
I valori di resistenza superficiale possono dividersi in due categorie:
- la resistenza superficiale interna
, che si usa per gli ambienti confinati;
- la resistenza superficiale esterna
, che si usa per gli ambienti esterni.
In assenza di particolari condizioni, i valori delle resistenze dipendono dalla direzione del flusso termico[1]:
| Resistenza | Direzione del flusso termico | ||
|---|---|---|---|
| Ascendente | Orizzontale | Discendente | |
| | 0.10 | 0.13 | 0.17 |
| | 0.04 | 0.04 | 0.04 |
Il flusso si considera orizzontale per inclinazioni comprese entro ±30°, e verticale altrimenti.
Altrove la norma[2] indica di utilizzare sempre valori di resistenza interna pari a 0.13 m2K/W; tale valore tra l'altro si avvicina alla media aritmetica calcolato tra i flussi ascendente, orizzontale e discendente, e quindi appare lecito utilizzarlo ogni qual volta non è nota la direzione del flusso termico.
Superfici piane
La resistenza termica è data da[1]:
dove è il coefficiente di irraggiamento e
è il coefficiente di convezione.
Il coefficiente di irraggiamento di una generica superficie è proporzionale al prodotto della sua emissività per il coefficiente di irraggiamento del corpo nero
, e cioè:
dove:
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).
La seguente tabella riporta i valori di in funzione della temperatura espressa in gradi centigradi:
| Temperatura (°C) | hro (W/m2 K) |
|---|---|
| -10 | 4.1 |
| 0 | 4.6 |
| 10 | 5.1 |
| 20 | 5.7 |
| 30 | 6.3 |
Il coefficiente di convezione per superfici interne () è pari a:
- 5.0 W/m2 K, per flusso termico ascendente;
- 2.5 W/m2 K, per flusso termico orizzontale;
- 0.7 W/m2 K, per flusso termico discendente.
Il coefficiente di convezione per superfici esterne() è pari a:
dove è la velocità dell'aria misurata in metri al secondo.
Il seguente prospetto mostra valori di resistenza superficiale esterna per diverse velocità dell'aria.
| velocità dell'aria m/s | Rso m2 K/W |
|---|---|
| 1 | 0.08 |
| 2 | 0.06 |
| 3 | 0.05 |
| 4 | 0.04 |
| 5 | 0.04 |
| 7 | 0.03 |
| 10 | 0.02 |
Superfici non piane
Nel caso di superfici non piane (sia interne che esterne), come nel caso di pilastri aggettanti dal filo del muro, se la sporgenza è realizzata con materiale avente conduttività termica minore di 2 W/m K, allora la resistenza superficiale non deve essere modificata.
In caso contrario, calcolata la resistenza termica della superficie piana, la resistenza finale si ottiene come:
dove:
è l'area della proiezione della parte sporgente;
è l'area effettiva della parte sporgente.
Voci correlate
Note
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