Dispersioni per trasmissione: Quando il calore attraversa le pareti
Le dispersioni per trasmissione si verificano quando il calore "fluisce" attraverso gli elementi costruttivi solidi dall'interno verso l'esterno. Nella maggior parte degli edifici rappresentano il 60-80% del carico termico totale e costituiscono quindi il principale punto di intervento per le riqualificazioni energetiche.
Il principio fisico
Il calore fluisce sempre dal caldo al freddo – questa è la seconda legge della termodinamica. In un edificio riscaldato significa:
- Interno: 20 °C (caldo)
- Esterno: -10 °C (freddo)
- Differenza di temperatura: 30 K (Kelvin)
Maggiore è la differenza di temperatura, più calore fluisce verso l'esterno.
Analogia: Immagini una tazza di caffè caldo. Quanto più fredda è l'ambiente circostante, tanto più rapidamente si raffredda. La tazza è come l'involucro edilizio – quanto migliore è l'isolamento (thermos), tanto più lenta è la perdita di calore.
Le tre modalità di trasmissione del calore
Il calore può essere trasferito in tre modi:
| Modalità | Descrizione | Esempio nell'edificio |
|---|---|---|
| Conduzione | Attraverso materiali solidi | Attraverso lo spessore della parete |
| Convezione | Attraverso aria in movimento | Movimento d'aria sulle superfici |
| Irraggiamento | Attraverso onde elettromagnetiche | Irraggiamento termico della parete |
Nella trasmissione tutte e tre agiscono insieme:
- Il calore viene trasferito dall'aria ambiente alla parete interna (convezione + irraggiamento)
- Il calore attraversa la parete (conduzione)
- Il calore viene ceduto dalla parete esterna all'aria esterna (convezione + irraggiamento)
La formula di calcolo
Le dispersioni per trasmissione si calcolano secondo DIN EN 12831-1:
Formula: ΦT = HT × (θi - θe)
con HT = Σ (U × A × fT) + ΔUWB × A
- ΦT = Dispersione per trasmissione (W)
- HT = Coefficiente di dispersione per trasmissione (W/K)
- θi = Temperatura interna (°C)
- θe = Temperatura esterna di progetto (°C)
- U = Trasmittanza termica dell'elemento (W/m²K)
- A = Superficie dell'elemento (m²)
- fT = Fattore di correzione della temperatura
- ΔUWB = Maggiorazione per ponti termici (W/m²K)
Il fattore di correzione della temperatura fT
Non tutti gli elementi costruttivi confinano direttamente con l'aria esterna. Il fattore fT tiene conto di questo:
| Confine | fT | Spiegazione |
|---|---|---|
| Aria esterna | 1,0 | Piena differenza di temperatura |
| Cantina non riscaldata | 0,5 | La cantina è più calda dell'esterno |
| Terreno | 0,3-0,6 | Temperatura del terreno relativamente costante |
| Garage non riscaldato | 0,8 | Il garage è leggermente più caldo dell'esterno |
| Locale adiacente riscaldato | 0,0 | Nessuna differenza di temperatura |
Esempio: Un solaio verso cantina con U = 0,5 W/m²K e fT = 0,5 ha la stessa dispersione effettiva di una parete esterna con U = 0,25 W/m²K.
Elementi costruttivi e relativi valori U
I principali elementi costruttivi e valori U tipici a confronto:
Pareti esterne
| Epoca costruttiva | Tipo di parete | Valore U | Valutazione |
|---|---|---|---|
| Ante 1970 | Mattoni pieni 36 cm | 1,4-1,6 W/m²K | Scarso |
| 1970-1990 | Blocchi forati 30 cm | 0,8-1,2 W/m²K | Mediocre |
| 1990-2010 | Calcestruzzo cellulare 30 cm | 0,4-0,6 W/m²K | Medio |
| Dopo 2010 | Cappotto 16 cm | 0,2-0,3 W/m²K | Buono |
| Casa passiva | Cappotto 30 cm+ | < 0,15 W/m²K | Ottimo |
Finestre
| Generazione | Vetro | Valore U (Uw) | Valutazione |
|---|---|---|---|
| Ante 1980 | Vetro singolo | 5,0-5,8 W/m²K | Pessimo |
| 1980-1995 | Doppio senza basso emissivo | 2,7-3,0 W/m²K | Scarso |
| 1995-2010 | Doppio con basso emissivo | 1,3-1,6 W/m²K | Medio |
| Dopo 2010 | Triplo con basso emissivo | 0,7-1,0 W/m²K | Buono |
| Casa passiva | Triplo speciale | < 0,8 W/m²K | Ottimo |
Copertura
| Isolamento | Valore U | Valutazione |
|---|---|---|
| Non isolato | 2,0-3,0 W/m²K | Pessimo |
| 8 cm di isolamento | 0,4-0,5 W/m²K | Mediocre |
| 16 cm di isolamento | 0,2-0,25 W/m²K | Buono |
| 24 cm+ di isolamento | < 0,15 W/m²K | Ottimo |
Esempio di calcolo
Un locale con i seguenti elementi costruttivi a θi = 20 °C e θe = -12 °C:
| Elemento | Superficie | Valore U | fT | Quota HT |
|---|---|---|---|---|
| Parete esterna | 15 m² | 0,28 W/m²K | 1,0 | 4,2 W/K |
| Finestra | 4 m² | 1,3 W/m²K | 1,0 | 5,2 W/K |
| Copertura | 12 m² | 0,20 W/m²K | 1,0 | 2,4 W/K |
| Solaio su cantina | 20 m² | 0,35 W/m²K | 0,5 | 3,5 W/K |
| Totale | 15,3 W/K |
Calcolo: ΦT = 15,3 W/K × (20 °C - (-12 °C)) = 15,3 × 32 = 489,6 W
Il locale perde circa 490 Watt per trasmissione a una temperatura esterna di -12 °C.
Dove si verificano le maggiori dispersioni di calore?
Distribuzione tipica delle dispersioni per trasmissione:
| Elemento | Quota | Perché? |
|---|---|---|
| Finestre | 25-35% | Valori U elevati nonostante la piccola superficie |
| Pareti esterne | 25-30% | Grande superficie |
| Copertura | 15-25% | L'aria calda sale verso l'alto |
| Cantina/Pavimento | 10-15% | Parzialmente smorzato dal terreno |
| Ponti termici | 5-15% | Spesso sottovalutati |
Attenzione: Le finestre hanno la superficie più piccola, ma spesso il valore U più alto. Una finestra di 2 m² con U = 1,3 W/m²K disperde la stessa quantità di calore di 10 m² di parete ben isolata con U = 0,26 W/m²K!
Interventi per ridurre le dispersioni
1. Isolamento delle pareti esterne
| Intervento | Investimento | Miglioramento del valore U |
|---|---|---|
| Cappotto 12 cm | 80-120 €/m² | da 1,4 a 0,28 W/m²K |
| Isolamento in intercapedine | 20-40 €/m² | da 1,0 a 0,4 W/m²K |
| Isolamento interno | 50-80 €/m² | da 1,4 a 0,5 W/m²K |
2. Sostituzione dei serramenti
| Intervento | Investimento | Miglioramento del valore U |
|---|---|---|
| Da doppio a triplo vetro | 300-500 €/m² | da 1,4 a 0,9 W/m²K |
| Finestre nuove (triplo vetro) | 400-600 €/m² | dipende dallo stato iniziale |
3. Isolamento della copertura
| Intervento | Investimento | Miglioramento del valore U |
|---|---|---|
| Tra i travetti 16 cm | 40-60 €/m² | da 0,5 a 0,22 W/m²K |
| Sopra i travetti 20 cm | 100-150 €/m² | da 0,5 a 0,16 W/m²K |
| Ultimo solaio | 20-40 €/m² | da 0,8 a 0,18 W/m²K |
Il calcolatore del carico termico
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Articoli di approfondimento
- La trasmittanza termica spiegata – Il parametro più importante degli elementi costruttivi nel dettaglio
- Ponti termici – Le dispersioni nascoste
- Dispersioni per ventilazione – L'altra componente del carico termico
- Cos'è il carico termico? – Ritorno alla panoramica
Fonti
- DIN EN 12831-1:2017-09 – Procedura per il calcolo del carico termico di progetto
- DIN 4108-2 – Protezione termica negli edifici
- DIN EN ISO 6946 – Elementi costruttivi – Resistenza termica e trasmittanza