Come calcolare la trasmittanza termica di serramenti e finestre tramite il metodo numerico
La trasmittanza termica di un serramento si calcola utilizzando le norme della serie UNI EN ISO 10077. Il metodo numerico per il calcolo della trasmittanza ha dei benefici notevoli rispetto al metodo semplificato, soprattutto oggi che la normativa riguardo la certificazione energetica è molto stringente.
Vediamo il perchè.
Detta in termini semplici, la trasmittanza termica di una finestra è una grandezza fisica che rappresenta la quantità di calore che essa lascia passare. Più alto è il valore della trasmittanza, più ci sarà passaggio di calore tra l’edificio e l’esterno. Dal momento che il calore va dal “caldo” al “freddo”, questo si disperderà verso l’esterno durante le giornate fredde, e viceversa, entrerà durante le giornate calde.
“ trasmittanza bassa ↔ serramento migliore „
E’ interessante notare che le norme della serie 10077 non sono solo italiane ma sono anche norme europee e internazionali.
La prima di queste norme (UNI EN 10077–1) ci dice che la trasmittanza di un serramento è la somma del contributo del vetro, del telaio e del distanziatore. Ci dice, inoltre, che la trasmittanza del distanziatore — giunzione tra vetro e telaio — è dipendente dalla combinazione di questi.
Premesso questo veniamo al nostro argomento.
Questa prima norma propone 3 metodi per determinare la trasmittanza del telaio:
- il metodo numerico, che utilizza la seconda norma della serie (UNI EN 10077-2);- la misurazione in camera calda (o Hot Box in inglese);
- il metodo semplificato con le tabelle allegate alla prima norma.
Il metodo camera calda prevede l’impiego di un laboratorio di prova e di attrezzature complesse, di conseguenza è costoso.
I restanti due metodi sono quelli più utilizzati.
Pro e contro:
- metodo semplificato — valori di trasmittanza peggiori (più alti) e costo di calcolo minore.
In realtà il costo del calcolo agli elementi finiti per il metodo numerico non è così elevato (chiedi informazioni a Silipigni oppure a CSI spa), i benefici in termini di trasmittanza sono notevoli.
Facciamo il confronto con esempi reali:
- nodo laterale in legno spessore 68 mm → metodo numerico 1,459 W/m2K , metodo semplificato 1,8 W/m2K- nodo centrale in legno spessore 68 mm → metodo numerico 1,343 W/m2K , metodo semplificato 1,8 W/m2K
Come si vede la differenza è notevole. Per i telai in alluminio o PVC si può dire la stessa cosa.
Il motivo è semplice: il metodo semplificato deve necessariamente restituire dei dati conservativi, cioè deve dare dei valori “abbondanti” per tenere conto di tutte le tipologie costruttive che ci sono in commercio. Infatti, osservando i dati precedenti, si nota che questo metodo non distingue neppure tra nodo laterale e nodo centrale.
Questo ci porta ad un’altra considerazione: il metodo numerico analizza il profilo tenendo conto di tutte le sue caratteristiche, il metodo semplificato no — ad esempio per i profili in legno tiene conto solo dello spessore e del tipo di legno. Il metodo numerico è, come si potrebbe dire per un vestito, “fatto su misura”. Per telai complessi è addirittura indispensabile.
Come funziona il metodo numerico?
La sezione del profilo viene scomposta in elementi più piccoli — generalmente di forma triangolare — detti elementi finiti.
Anche le cavità interne vengono scomposte e si tiene conto delle loro caratteristiche isolanti. Si tiene conto altresì della riduzione di trasferimento di calore convettivo/radiante.
Terminata questa fase detta di “pre–processione”, il profilo viene dato in pasto al software che si occupa di simulare la fisica del trasferimento del calore ad ogni singolo elemento finito. Potremmo insomma dire che in questa fase il computer fa i conti.
Infine la parte più utile: la fase detta di “post–processione”. Questa è la fase più interessante per un tecnico che sta analizzando il profilo; infatti non solo viene presentato il risultato finale — il valore di trasmittanza — ma anche tutta una seria di diagrammi che sono preziosi per identificare le successive strategie di miglioramento del profilo.
Personalmente il software che preferisco per il calcolo della trasmittanza con metodo numerico si chiama Bisco © di Physibel. E’ un software versatile, preciso e ben strutturato.
20/09/2011
Fonte: