Il flusso termico per trasmissione è certamente uno dei componenti principali del carico termico complessivo di un impianto. La quantità di energia scambiata fra interno ed esterno è funzione del tipo di componente e della differenza di temperatura.
Nel caso di progettazione invernale tale flusso termico viene valutato in regime stazionario (temperatura indipendente dal tempo). Nel periodo di raffrescamento le condizioni climatiche esterne possono subire variazioni sensibili, sia in termini di temperatura che di radiazione solare, ben diverse di quelle che si possono ipotizzare d’inverno. Pertanto, il comportamento termico di un elemento opaco esposto al sole deve essere necessariamente valutato in condizioni dinamiche.
Il decreto 59, in vigore dal 2009, ha introdotto in normativa una nuova grandezza di cui tener conto. Si tratta della trasmittanza termica periodica.
La legislazione attuale
Il decreto n. 59 del 2 Aprile 009 all’articolo 2 definisce:
Trasmittanza termica periodica YIE (W/m²K), è il parametro che valuta la capacità di una parete opaca di sfasare ed attenuare il flusso termico che la attraversa nell’arco delle 24 ore, definita e determinata secondo la norma UNI EN ISO 13786:2008 e successivi aggiornamenti.
L’articolo 4, al comma 18 ne impone la valutazione:
[…]
il progettista, al fine di limitare i fabbisogni energetici per la climatizzazione estiva e di contenere la temperatura interna degli ambienti, nel caso di edifici di nuova costruzione e nel caso di ristrutturazioni totali di edifici esistenti:
[…]
b) esegue, in tutte le zone climatiche ad esclusione della F, per le località nelle quali il valore medio mensile dell’irradianza sul piano orizzontale, nel mese di massima insolazione estiva, Im,s, sia maggiore o uguale a 290 W/m²:
1) relativamente a tutte le pareti verticali opache con l’eccezione di quelle comprese nel quadrante nord-ovest / nord / nord-est, almeno una delle seguenti verifiche:
- che il valore della massa superficiale Ms, di cui al comma 22 dell’allegato A, sia superiore a 230 kg/mq;
- che il valore del modulo della trasmittanza termica periodica (YIE), di cui al comma 4, dell’articolo 2, sia inferiore a 0,12 W/mq°K;
2) relativamente a tutte le pareti opache orizzontali ed inclinate che il valore del modulo della trasmittanza termica periodica YIE sia inferiore a 0,20 W/mq°K;
[…]
Il discorso è stato ripreso anche nel decreto 26 giugno 2009, “Linee guida nazionali per la certificazione energetica degli edifici”, al paragrafo 6.2 (solo ai fini della valutazione della qualità termica estiva dell’involucro edilizio):
Congiuntamente all’applicazione delle metodologie di cui al paragrafo 5.2, punto 3, e con le limitazioni ivi previste, in alternativa alla metodologia di cui al paragrafo 6.1, si può procedere alla determinazione di indicatori quali: lo sfasamento (S), espresso in ore, ed il fattore di attenuazione (fa), coefficiente adimensionale. Il riferimento nazionale per il calcolo dei predetti indicatori è la norma tecnica UNI EN ISO 13786, dove i predetti parametri rispondono rispettivamente alle seguenti definizioni:
- fattore di attenuazione o fattore di decremento è il rapporto tra il modulo della trasmittanza termica dinamica e la trasmittanza termica in condizioni stazionarie.
- sfasamento è il ritardo temporale tra il massimo del flusso termico entrante nell’ambiente interno ed il massimo della temperatura dell’ambiente esterno.
Sulla base dei valori assunti da tali parametri si definisce la seguente classificazione valida per tutte le destinazioni d’uso:
Sfasamento
(ore) |
Attenuazione |
Prestazioni |
Qualità
prestazionale |
| S > 12 |
Fa<0,15 |
ottime |
I |
| 12 ≥ S > 10 |
0,15≤ Fa <0,30 |
buone |
II |
| 10 ≥S > 8 |
0,30≤ Fa <0,40 |
medie |
III |
| 8 ≥S > 6 |
0,40≤ Fa <0,60 |
sufficienti |
IV |
| 6≥S |
0,60≤ Fa |
mediocri |
V |
Nei casi in cui le coppie di parametri caratterizzanti l’edificio non rientrano coerentemente negli intervalli fissati in tabella, per la classificazione prevale il valore dello sfasamento.
La trasmittanza termica periodica
La trasmittanza termica periodica non rappresenta una singola grandezza ma dovrebbe essere invece intesa come un framework (schema) per poter meglio valutare come un componente risponde a sollecitazioni periodiche (sinusoidali) di temperatura.
Per semplificare si potrebbe affermare che la trasmittanza termica periodica rappresenta l’”equivalente estivo” della trasmittanza termica U utilizzata d’inverno, nel senso che viene utilizzata come parametro rappresentativo del comportamento di un elemento di involucro nel periodo estivo. Inoltre è il parametro che permette al progettista la scelta tra agire sull’isolamento o sulla massa.
Per meglio chiarire è possibile utilizzare un esempio: se su di una superficie incide un certo flusso termico dovuto alla radiazione solare, ebbene quel flusso termico farà sentire il suo effetto all'interno dell’ambiente con un certo ritardo temporale (sfasamento) e con una intensità ridotta (attenuazione).
La trasmittanza termica periodica Yie è data da:
Yie = f x U [W/(m²·K)]
dove il fattore di decremento f è riferito ad una sollecitazione armonica con periodo di 24 ore.
Il metodo per il calcolo di tutti i dati richiesti (fattore di attenuazione, sfasamento e trasmittanza termica periodica) è disponibile nella UNI EN ISO 13786.
A quanti sono intenzionati ad approfondire la teoria consigliamo il documento:
Strutture leggere in legno e calcestruzzo
edito da ENEA. Si tratta di un documento che contiene praticamente tutta la UNI 13786 ed ulteriori utili informazioni. Inoltre è gratuito.
La trasmittanza termica periodica in MC 11300
Dalla versione 1.21 il software MC 11300 prevede il calcolo della trasmittanza termica periodica delle strutture opache. La stampa dei risultati del calcolo contiene i dati relativi alla matrice di trasferimento, le ammettenze, il fattore di decremento e la trasmittanza termica periodica.
Per verificare i risultati con un dato ufficiale abbiamo eseguito dei confronti con gli esempi riportati in Appendice D della ISO 13786. Si tratta di due semplici esempi (a singolo e multi strato) i cui risultati combaciano perfettamente con quanto ottenuto dal software:
| |
UNI 13786 |
MC 11300 |
| D.1 Example 1 |
|
|
| Fattore di decremento |
0,514 |
0,514 |
| Trasmittanza termica periodica, modulo [W/(m²·K)] |
1,83 |
1,827 |
| Trasmittanza termica periodica, sfasamento [h] |
-5,68 |
-5,680 |
| D.2 Example 2 |
|
|
| Fattore di decremento |
0,169 |
0,169 |
| Trasmittanza termica periodica, modulo [W/(m²·K)] |
0,061 |
0,061 |
| Trasmittanza termica periodica, sfasamento [h] |
-8,11 |
-8,110 |
Come nostro costume, per chi volesse verificare il confronto, rendiamo pubblico: