Trasmittanza termica

Da TecnoLogica.

(Differenze fra le revisioni)

Versione delle 18:54, 29 gen 2012

Grandezza fisica
Tipologia	Derivata scalare estensiva
Simbolo:	$LaTeX: U$
Unità di misura
Sistema internazionale:	watt al metro quadrato kelvin (W/m²K)
Sistema tecnico:
Sistema imperiale:
Branca fisica:	Termodinamica

La trasmittanza termica rappresenta il flusso termico che attraversa un elemento tecnico per unità di superficie quando tra le sue due facce è presente una differenza unitaria di temperatura in regime stazionario.

Definizioni

«La trasmittanza termica è l'inverso della resistenza termica totale» dell'elemento tecnico^[1].

Descrizione

Si consideri un elemento tecnico che separa due ambienti a temperatura differente, e si ipotizzi che queste temperature restino costanti nel tempo (regime stazionario): l'elemento sarà soggetto ad un flusso termico che lo attraverserà dalla superficie a temperatura (grandezza) più elevata a quello a temperatura più bassa. L'elemento offrirà una resistenza al flusso in funzione della conducibilità termica utile dei suoi differenti componenti: l'inverso di questa resistenza è detto trasmittanza termica.
La trasmittanza termica rappresenta quindi il flusso termico per unità di superficie che attraversa un elemento tecnico che separa due ambienti la cui temperatura dell'aria ha una differenza di una unità.
Nel sistema internazionale la trasmittanza termica si misura in watt al metro quadrato kelvin (W/m²K): in tal caso, la trasmittanza di 1 W/m²K corrisponde ad un flusso termico aerico di 1 W/m² per una differenza di un grado kelvin tra le temperature dell'aria degli ambienti che separa.

Misura

La misura della trasmittanza viene effettuata con una centralina multiacquisitrice dotata di tre o cinque sonde, e cioè:

due termometri di bulbo asciutto (opzionali) per misurare la temperatura dell'aria sui due lati dell'elemento
due termometri a contatto, da applicare alle suprfici dell'elemento per misurarne la temperatura;
una sonda flussometrica da applicare sulla superficie a temperatura più elevata per misurare il flusso termico.

Posto il provino a separazione tra due ambienti a temperatura differente (maggiore o pari a 10°C) la sonda flussometrica registra il passaggio di calore attraverso la superficie dell'elemento; conosciute le temperature dell'aria è possibile risalire alla resistenza termica, e quindi alla trasmittanza. Se il provino è composto da un unico strato di materiale, noto il suo spessore, il test permette di conoscere anche la conducibilità termica utile del materiale stesso.

Calcolo

La trasmittanza termica si calcola in funzione:

della morfologia dell'elemento tecnico, ed in particolare se può essere considerato multistrato o no;
dei materiali che compongono gli strati, e dei loro spessori;
degli ambienti che l'elemento tecnico separa.

Elementi multistrato

Un elemento tecnico multistrato è composto da elementi semplici o componenti aventi interfacce disposte su piani paralleli; per tale motivo ogni strato è individuato dalla sua posizione rispetto ad una delle due superfici esterne dell'elemento tecnico, dal suo spessore $LaTeX: d$ espresso in metri e dalla sua conducibilità termica utile $LaTeX: \lambda$ espressa in watt al metro kelvin.
In queste condizioni, la trasmittanza termica è pari a^[1]:

$LaTeX: U=\frac{1}{R_T}$

dove $LaTeX: R_T$ è la resistenza termica totale dell'elemento.
Nel caso in cui siano presenti dei ponti termici che non vengono analiticamente valutati, si può tenere conto di questi maggiorando opportunamente il valore della trasmittanza termica nel seguente modo^[2]:

$LaTeX: U=\frac{1+\psi}{R_T}$

dove il coefficinete di maggiorazione $LaTeX: \psi$ si desume dalla seguente tabella:

Descrizione	$LaTeX: \psi$
Parete con isolamento all’esterno (a cappotto) senza aggetti/balconi e ponti termici corretti	0.05
Parete con isolamento all’esterno (a cappotto) con aggetti/balconi	0.15
Parete omogenea in mattoni pieni o in pietra (senza isolante)	0.05
Parete a cassa vuota con mattoni forati (senza isolante)	0.10
Parete a cassa vuota con isolamento nell’intercapedine (ponte termico corretto)	0.10
Parete a cassa vuota con isolamento nell’intercapedine (ponte termico non corretto)	0.20
Pannello prefabbricato in calcestruzzo con pannello isolante all’interno	0.30

Elementi eterogenei

Nel caso in cui l'elemento tecnico non è costituito materiali disposti in strati, allora occorre scomporlo in n parti, ognuna delle quali può essere ricondotta al caso degli elementi multistrato. Detta $LaTeX: A_j$ l'area di ognuna delle parti, e $LaTeX: U_j$ la sua relativa trasmittanza, il valore totale risulta essere:

$LaTeX: U=\frac{\sum_{j=1}^{n}A_jU_j}{\sum_{j=1}^{n}A_j}$ ,

ed è cioè pari alla media ponderata sull'area delle trasmittanze delle singole parti.
La trasmittanza termica di un infisso può essere calcolata nel modo precedentemente descritto, suddividendo l'elemento nella parte vetrata, nella cornice ed in eventuali elementi semplici opachi; in tal caso la trasmittanza totale è pari a:

$LaTeX: U=\frac{A_{gl}U_{gl}+A_{fr}U_{fr}A_{oq}U_{oq}}{A_{gl}+A_{fr}+A_{oq}}$ ,

dove i pedici $LaTeX: gl$ , $LaTeX: fr$ e $LaTeX: gl$ si riferiscono alla parte vetrata (glass), alla cornice (frame) ed alla parte opaca (opaque) dell'infisso.

Elementi a contatto con il terreno

Nel caso di elementi tecnici contro terra, il calcolo della trasmittanza è pari a^[3]:

$LaTeX: U_{gr}=\frac{1}{1/U+d/2}$ ,

dove:

$LaTeX: U$ è la trasmittanza del componente calcolata come ai punti precedenti^[4];
$LaTeX: d$ è una lunghezza rappresentativa, misurata in metri, pari a 0.77 volte la profondità di interramento (nel caso di pareti), ovvero 1.57 volte la larghezza dell'ambiente (nel caso di solai)^[5].

Voci correlate

Note

↑ ^1,0 ^1,1 UNI 6946:1999.
↑ UNI/TS 11300:2008.
↑ UNI 10375:1995.
↑ Anche se non esplicitamente specificato, sul lato rivolto verso il terreno occorre utilizzare la resistenza superficiale interna.
↑ Nella norma non è specificato cosa si intende per larghezza dell'ambiente. È parere del contributore che, detta $LaTeX: A$ l'area del solaio, si possa porre $LaTeX: d=\sqrt{A}$ .

La consultazione di TecnoLogica è preordinata alla lettura delle avvertenze

[uni-0] 1,0 ^1,1 UNI 6946:1999.

[1] UNI/TS 11300:2008.

[2] UNI 10375:1995.

[3] Anche se non esplicitamente specificato, sul lato rivolto verso il terreno occorre utilizzare la resistenza superficiale interna.

[4] Nella norma non è specificato cosa si intende per larghezza dell'ambiente. È parere del contributore che, detta $LaTeX: A$ l'area del solaio, si possa porre $LaTeX: d=\sqrt{A}$ .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

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 dove i pedici <math>gl</math>, <math>fr</math> e <math>gl</math> si riferiscono alla parte vetrata (''glass''), alla cornice (''frame'') ed alla parte opaca (''opaque'') dell'infisso.
+===Elementi a contatto con il terreno===
+Nel caso di elementi tecnici contro terra, il calcolo della trasmittanza è pari a<ref>[[UNI 10375:1995]].</ref>:
+<math>U_{gr}=\frac{1}{1/U+d/2}</math>,
+dove:
+*<math>U</math> è la trasmittanza del componente calcolata come ai punti precedenti<ref>Anche se non esplicitamente specificato, sul lato rivolto verso il terreno occorre utilizzare la [[resistenza superficiale interna]].</ref>;
+*<math>d</math> è una lunghezza rappresentativa, misurata in metri, pari a 0.77 volte la profondità di interramento (nel caso di pareti), ovvero 1.57 volte la larghezza dell'ambiente (nel caso di solai)<ref>Nella norma non è specificato cosa si intende per ''larghezza dell'ambiente''. È parere del contributore che, detta <math>A</math> l'area del solaio, si possa porre <math>d=\sqrt{A}</math>.</ref>.
 ==Voci correlate==
 *[[Ammettenza termica globale]]