Calcolo dei carichi termici

Il flusso termico scambiato attraverso pareti opache $Q_1$ si determina con l'espressione:

$$Q_1 = \sum \limits_i U_i \, A_1 \, p \left( \theta_i - \theta_e \right) $$

in cui:

• $U_i$ è la trasmittanza termica della parete
• $A_i$ è l'area della parete
• $theta_i$ è la temperatura interna
• $theta_e$ è la temperatura esterna
• $p$ è il coefficiente di esposizione (UNI 7357) correlato all'esposizione della parete mediante la tabella

Nella verifica di edifici esistenti e qualora non siano disponibili dati più attendibili, si possono determinare i valori delle trasmittanze dei componenti edilizi in funzione della tipologia edilizia e del periodo di costruzione, impiegando le indicazioni contenute nelle appendici A e B della UNI TS 11300.

Il flusso termico attraverso pareti opache verso ambienti non riscaldati $Q_2$ si calcola mediante l'espressione

$$Q_2 = H_i \left( \theta_i - \theta_e \right) $$

in cui:

• $H_u$ è il coefficiente di scambio termico per trasmissione attraverso gli ambienti non climatizzati
• $\theta_i$ è la temperatura interna
• $\theta_e$ è la temperatura esterna

$H_u$ è ottenuto mediante la formula:

$$H_u = H_{iu} \, b_{tr,U}$$

dove:

• $H_{iu}$ è il coefficiente globale di scambio termico tra l’ambiente riscaldato e quallo non riscaldato
• $b_{tr,U}$ è il fattore di correzione dello scambio termico, diverso da 1 nel caso in cui la temperatura dell'ambiente non riscaldato sia diversa da quella dell’ambiente esterno; viene calcolato mediante la relazione

$$ b_{tr,U} = \frac{H_{ue}}{H_{iu} + H_{ue}} $$

• $H_{ue}$ è il coefficiente globale di scambio termico tra l’ambiente non climatizzato e l’ambiente esterno

Il prospetto 7 della UNI TS 11300-1 ci viene in aiuto fornendo alcuni valori del fattore $b_{tr,U}$.

Il flusso termico attraverso pareti opache verso il terreno, applicando la UNI EN ISO 13370, si ottiene con la relazione

$$Q_3 = \sum \limits_j \left( U_{0,j} \, A_j + \Delta \psi_j \, P_j \right) \left( \theta_i - \theta_e \right) $$

in cui:

• $U_{0,j}$ è la trasmittanza termica del piano di appoggio del pavimento j-esimo esposto alle dispersioni
• $A_j$ è l'area del pavimento j-esimo
• $\Delta \psi_j$ è un fattore di correzione che dipende dal tipo di isolamento di bordo; è nullo se l'isolamento non è presente
• $P_j$ è il perimetro del pavimento esposto alle dispersioni

Per definire la trasmittanza termica della struttura di appoggio, $U_0$, introduciamo le seguenti grandezze

• $\lambda$ è la conduttività del terreno (Prospetto 1 UNI EN ISO 13370:2008); per argilla o limo $\lambda = 1,5 W/mK$, per sabbia o ghiaia $\lambda = 2 W/mK$, per roccia omogenea $\lambda = 3,5 W/mK$
• $B’$ è la dimensione caratteristica del pavimento, dipende dal rapporto tra l’area di pavimento a contatto con il terreno e la porzione di perimetro dello stesso esposto a dispersioni:

$$B' = \frac{2 \, A}{P} $$

• $d_t$ è lo spessore equivalente totale dato dall'espressione

$$ d_t = w + \lambda \left( R_{si} + R_{se} + R_p \right) $$

in cui:

• $w$ è lo spessore delle pareti perimetrali;
• $R_{si}$ è la resistenza termica superficiale interna
• $R_{se}$ è la resistenza termica superficiale esterna
• $R_p$ è la resistenza termica del pavimento, calcolata per la porzione di solaio e per la porzione di trave nella zona di contatto.

Se $d_t < B’$ parleremo di pavimenti non isolati e calcoleremo la trasmittanza termica della struttura d’appoggio $U_0$ con l'espressione

$$U_0 = \frac{2 \, \lambda}{\pi \, B' + d_t} \ln \left( \frac{\pi \, B'}{d_t} +1 \right) $$

Se $d_t > B’$ (pavimenti isolati) la trasmittanza termica della struttura d’appoggio è data invece da

$$U_0 = \frac{\lambda}{0,457 \, B' + d_t} $$

La presenza di isolamento di bordo si traduce in una trasmittanza termica lineica $\Delta \psi$ associata al giunto muro/pavimento. Tale fattore correttivo dipende dall’entità e dal posizionamento di eventuali strati di materiale isolante. Si distinguono tre casi:

• pavimento non isolato o uniformemente isolato
• pavimento con isolamento perimetrale orizzontale
• pavimento con isolamento perimetrale verticale

Nel caso di pavimento non isolato od uniformemente isolato, $\Delta \psi = 0$. Negli altri due casi, l’isolamento perimetrale introduce uno spessore equivalente aggiuntivo $d'$

$$d' = \lambda \, R' = \lambda \left( R_n - \frac{d_n}{\lambda} \right) = \lambda \, R_n - d_n $$

in cui:

• $R_n$ è la resistenza termica dall’isolamento perimetrale (verticale o orizzontale) espressa in $m^2 \, K/W$
• $d_n$ è lo spessore dell’isolamento perimetrale in m