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(c) Günther Gantioler, TBZ Firenze, 15 maggio 2009

Corso di approfondimento - Tetti e coperture di legnoFisica tecnica del tetto 1

Programma

9.00 – 9.45 Fisica tecnica del tetto 1 30 min Pausa

10.15 – 10.45 Fisica tecnica del tetto 2 10 min Discussione

....14.30 – 15.15 Pacchetti e applicazioni della fisica tecnica



Aspetti della fisica tecnica del tetto

SALUBRITÀSALUBRITÀ




Perdita di caloreINVERNO

Condensa

ESTATE

TUTTO L'ANNO

Entrata di calore

Rumore

Condensa

Vento

1

23

4

56




1. Struttura portante (orditura in legno, X-Lam, ...)2. Tenuta all'aria | elemento freno al vapore3. Coibentazione contro freddo, caldo e rumore4. Tenuta al vento | elemento traspirante5. Secondo strato impermeabilizzante (sicurezza +

allarme)6. Ventilazione per asciugare la coibentazione, l'orditura e

la copertura e per ridurre il passaggio di calore7. Copertura (tegole, pietre, legno, lamiera, ...)

primo strato impermeabilizzante




1

2

3

4 56

7

1. Struttura2. Tenuta all'aria3. Coibentazione4. Tenuta al vento

5. 2o strato impermeabilizzante6. Ventilazione

7. Copertura 1o strato imperm.



Prestazione invernale

Aspetto Prestazione invernaleRappresentato da Trasmittanza UUnità W/m²KNorma UNI EN ISO 6946Tipo Calcolo



Prestazione estiva

Aspetto Prestazione estivaRappresentato da U dinamicoUnità W/m²KNorma UNI EN ISO 13786Tipo Calcolo



Condense interstiziali

Aspetto Condense interstizialiRappresentato da Assenza di condense

dannoseUnità g/m² accumulatiNorma UNI EN ISO 13788Tipo Calcolo



Prestazione acustica

Aspetto Prestazione acusticaRappresentato da Abbattimento acustica

Dls,2m,nT,w

Unità dBNorma DPCM 97 / ISO 140-5

& ISO 717-1Tipo Test in cantiere



Permeabilità all'aria

Aspetto Permeabilità all'ariaRappresentato da Ricambio d'aria

forzato a 50 Pa n50Unità n h-1Norma UNI EN 13829Tipo Test in cantiere




Aspetto Prestazione invernaleRappresentato da Trasmittanza UUnità W/m²KNorma UNI EN ISO 6946Tipo Calcolo




Tetto

Ventilazione

Vetrate

Scantinato

Pareti

Ponti termici

Apportisolari

Apportiinterni

INVERNO: somma negativa = perditaESTATE: somma positiva = apporto

IE involucro:Somma dei flussi energetici

divisosuperficie o volume

IE involucro:Somma dei flussi energetici

divisosuperficie o volume




0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200In

dice

ene

rget

ico

in k

Wh/

m²a

>160IECalore

Classe G

160Classe F

120Classe E

90Classe D

70Classe C

50Classe B

30Classe A

15Casa passiva

Energia persa dell'involucro (invernale + estivo) senza perdita degli impianti e fabbisogno energetico per acqua calda sanitaria




Tetto

Ventilazione

Vetrate

Scantinato

Pareti

Ponti termici

Apportisolari

Apportiinterni

TrasmittanzaU [W/m²K]



Prestazione invernale: U

Calcolo Ustat: UNI 6946 Tetto Promolegno

Resistenza superficiale interna Rsi 0,10 Resistenza superficiale esterna Rse 0,10Ascendente Ventilato ascendente

nr Stratigrafia 2

1 Tavolato 0,130 2,0 0,1542 Freno al vapore sd = 2,0 m3 Fibra di legno, densità 150 kg/m³ 0,040 8,0 2,0004 Telo traspirante sd = 0,05 m5 Ventilazione 4,06 Listello portategola 3,07 Tegola 2,089

Percentuale superficie stratigrafia 2 19,0 0,200

Somma

0,425 2,354errore 0%

Limiti validi per: Firenze (FI) U FEPLimite U finanziaria 2008 [W/m²K]: 0,32 Limite 311/06 01.01.08 0,35 0,46 W/m²KLimite U finanziaria 2010 [W/m²K]: 0,28 Limite 311/06 01.01.10 0,32 0,42 W/m²K

Stratigrafia 1dall'interno verso l'esterno

λ[W/mK]

λ[W/mK]

s[cm]

D [m²K/W]

Trasmittanza U [W/m²K]: Resistenza termica R [m²K/W]:



Prestazione invernale: U

2 cm 4 cm 6 cm 8 cm 10 cm 12 cm 14 cm 16 cm 18 cm 20 cm 22 cm 24 cm 26 cm0,000

0,100

0,200

0,300

0,400

0,500

0,600

0,700

0,800

0,900

1,000

1,100

1,200

1,300

1,400Sviluppo valore U con cm coibenteSviluppo valore U con cm coibente

l = 0,030 con listellol = 0,035 con listellol = 0,040 senza listellol = 0,045 senza listello

Spessori coibente [cm]

Tras

mitt

anza

U [W

/m²K

]

U consigliato 0,25

U passivo 0,15

l = 0,030 con listellol = 0,035 con listellol = 0,040 senza listellol = 0,045 senza listello



Prestazione invernale: Scelta spessore conveniente

Spessore 0 cm 5 cm 10 cm 15 cm 20 cm 25 cm 30 cm€ risc. € 183,62 € 36,45 € 20,24 € 14,00 € 10,71 € 8,67 € 7,28

€ coibente € 0,00 € 6,00 € 12,00 € 18,00 € 24,00 € 30,00 € 36,00€ totale € 183,62 € 42,45 € 32,24 € 32,00 € 34,71 € 38,67 € 43,28

0 cm 2 cm 4 cm 6 cm 8 cm 10 cm 12 cm 14 cm 16 cm 18 cm 20 cm 22 cm 24 cm 26 cm 28 cm 30 cm€ 0,00

€ 20,00

€ 40,00

€ 60,00

€ 80,00

€ 100,00

€ 120,00

€ 140,00

€ 160,00

€ 180,00

€ 200,00Bilancio economico coibentazione tettoBilancio economico coibentazione tetto

€ risc.€ coibente€ totale

Esempio clima Roma



Prestazione estiva

Aspetto Prestazione estiva

Rappresentato da U dinamico

Unità W/m²K

Norma UNI EN ISO 13786

Tipo Calcolo



Prestazione estiva: Udinamico

6 W/m²

600 W/m²



Prestazione estiva: 311/06

Allegato I; art. 9:



Prestazione estiva: richiesta 311/06

Peso superficiale (min. 230 kg)

Metodo alternativo (calcolo „Heindl“: riduzione ampiezza, spostamento fase)

Proposta bozza linea guida 311/06: trasmittanza periodica dinamica



Prestazione estiva: Heindl - riduzione ampiezza

Curve della riduzione ampiezza

0000°5°10°15°20°25°30°35°40°45°

300 600 900 1200 1500 1800 2100 2400 300 600 900 1200 1500 1800

10°1,0°

ore

Temperatura

1,0 °10° =0,10=10 %

100% - 10% = 90%

Temperatura superficiale internaTemperatura dell'aria esterna



Prestazione estiva: Heindl – spostamento fase

curve dello spostamento fase

0000°5°10°15°20°25°30°35°40°45°

300 600 900 1200 1500 1800 2100 2400 300 600 900 1200 1500 1800

10 ore

Temperatura

Temperatura superficiale interna

oreTemperatura dell'aria esterna



Metodo 13786: sfasamento = differenze delle oscillazioni



Metodo 13786: attenuazione fa = rapporto Udin/Ustat

f a=U din

U statesempio : f a=

0,0340,280 finTV2010

=0,12

f a=U din

U statesempio : f a=

0,0340,280 finTV2010

=0,12

Dove è più freddo, è richiesto un valore più spinto!!!!



13786: applicazioni regionali

Prestazioni

I OttimaII BuonaIII SufficienteIV MediocreV Cattiva

Classeprestazionale

SfasamentoS (h)

Attenuazionefa

> 12 ≤ 0,1510 - ≤ 12 0,15 - ≤ 0,308 - ≤ 10 0,30 - ≤ 0,406 - ≤ 8 0,40 - ≤ 0,60

≤ 6 > 0,6

U limite dal 2008 0,32 Ulim MilanoU limite dal 2010 0,30 0,32

fa Udin fa = Udin/UstatClasse III 40% 0,13Classe II 30% 0,10Classe I 15% 0,05

Emilia RomagnaEmilia RomagnaEmilia RomagnaEmilia Romagna

LombardiaLombardiaLombardiaLombardia

Tetti <= 0,20 W/m²KPareti <= 0,12 W/m²K




Calcolo della prestazione estiva Tetto Promolegno

Valore medio mensile di irradianza nel mese is massima insolazione:Controllo necessario se > 290 W/m² I m,s 296 W/m²

nr nr TAV

1 Tavolato 2 2,0 600 12 0,130 0,6202 Freno al vapore sd = 2,0 m3 Fibra di legno, densità 150 kg/m³ 1 8,0 150 12 0,040 0,5804 Telo traspirante sd = 0,05 m5 Ventilazione 4,06 Listello portategola 3,07 Tegola 2,089

24 NO

Somma

Sistema a matrice “Heindl” 82% 7,6 ore

Stratigrafia 1dall'interno verso l'esterno

s[cm] ρ [kg/m³] Ms

[kg]λ

[W/mK]c

[Wh/kgK]

Ms OK se> 230 kg/m²

Riduzione ampiezza

Spostamento fase




Calcolo Udin: UNI 13786 spostamento fase 10,0 ore 14,0 ore 7,6 ore riduzione ampiezza 85% 95% 82%

0,425 W/m²K

Trasmittanza U dinamica etiva:0,353 W/m²K

Fattore di attenuazione = Udin/Ustat:0,832

7,887 Wh/m²K

3,656 Wh/m²K

Differenza delle oscillazioni (sfasamento):

-4,1 ore

Trasmittanza U statica invernale:

Capacità termica areica interna (χi):

Capacità termica areica esterna (χe):

4,0 ore 8,0 ore 12,0 ore 16,0 ore 20,0 ore 24,0 ore60%

65%

70%

75%

80%

85%

90%

95%

100%Spostamento fase e riduzione ampiezza



Elementi migliorativi

Effetto raffrescante della ventilazione naturale notturna (bene in montagna e vicino alla costa, male nelle valli e le conche delle città)

Effetto materiali riflettenti(teli, guaine, coperture, colori, multistrato, … buoni d'estate, male d'inverno)




Aspetto Condense interstiziali

Rappresentato da Assenza di condense dannose

Unità g/m² accumulati

Norma UNI EN ISO 13788

Tipo Calcolo




Inverno:temperatura esterna -5°C

2. nel passaggio si raffredda e comincia a salire l'umidità relativa

1. aria umida calda con 20°C

3. al punto di rugiada si forma la condensa

condensa




40°C36°C

32°C28°C

24°C20°C

16°C12°C

8°C4°C

0°C-4°C

-8°C-12°C

-16°C-20°C

0 g/m³

5 g/m³

10 g/m³

15 g/m³

20 g/m³

25 g/m³

30 g/m³

35 g/m³

40 g/m³

45 g/m³

50 g/m³

55 g/m³

UR 50%= 17,3/2 = 8,6 g

UR 100%= 9,3°C




40°C36°C

32°C28°C

24°C20°C

16°C12°C

8°C4°C

0°C-4°C

-8°C-12°C

-16°C-20°C

0 g/m³

5 g/m³

10 g/m³

15 g/m³

20 g/m³

25 g/m³

30 g/m³

35 g/m³

40 g/m³

45 g/m³

50 g/m³

55 g/m³

UR 28%= 4,8 g/17,3 g

UR 100%= 4,8 g



Calcolo 13788: esempio




Quantità di condense mensili gc e quantità accumulata Ma [g/m²]

gc 79 201 224 138 112 -164 -344 -577 Ma > 79 281 504 642 754 590 246 ____________________________________________________________________

Nov Dic Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago

per il punto i: gc,i = ore mensili / 1500 * ((pdi - psat,i) / sd,i - (psat,i - pde) / (Σsd - sd,i))

C'è formazione di condense interstiziali, che evaporano però completamente nei mesi estivi. Attenzione alle quantità massime ammesse e ai limiti dei prodotti.

NON é finita qui!!!




MaterialeLaterizi 600 - 2.000 <= 500 Mc [g/m²] d [m] r [kg/m3]Calcectruzzi 400 - 2.400 <= 500 condense spessore densitàLegnami e derivati 500 - 800 <= 30 r d 360 0,020 600Intonaci e malte 600 - 2.000 <= 30 r d 675 0,015 1500

Fibre di natura organica: condense spessore densità- con collanti resistenti all'acqua 300 - 700 <= 20 r d 420 0,140 150- con collanti non resistenti all'acqua 300 - 700 <= 5 r d 105 0,140 150 l [W/mK]- con collanti non resistenti all'acqua 300 - 700 <= 5 r d 60 0,080 150 l [W/mK]

condense spessore densità lambdaFibre minerali bassa densità 10 – 40 258 0,080 15 0,040Fibre minerali alta densità 40 - 150 858 0,080 50 0,040Materie plastiche cellulari bassa densità 10 – 25 203 0,080 15 0,032Materie plastiche cellulari alta densità 25 – 40 406 0,080 30 0,032

BZ MO Romalimite condense condense condense

1 Tetto ventilato, fibra di legno 14 cm, freno al vap. interno, telo trasp. esterno 105 0 0 0 come 1, ma senza freno interno, carta catramata esterno 105 754 716 102 come 2, ma, fibra di legno 8 cm 60 1.031 979 137 come 3, ma lana di vetro 8 cm 258 1.721 1.633 229 come 4, ma EPS a graffite 8 cm 203 294 216 39

Densità[kg/m3]

Qamm[g/m2]

<= 5.000 r d (l/(1-1,7l))<= 5.000 r d (l/(1-1,7l))<= 5.000 r d (l/(1-1,7l))<= 5.000 r d (l/(1-1,7l))



Calcolo 13788: valori più severi richiesti per la 311/06

Luogo: BolognaCondense accumulate con clima standard: 605 g/m²Condense accumulate con clima 311/06: 1.269 g/m²

Temperature interne medie mensiliMese Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Sett Ott Nov Dic

Temperatura 20°C 20°C 20°C 20°C 20°C 20°C 20°C 20°C 20°C 20°C 20°C 20°CUmidità 65% 65% 65% 65% 65% 65% 65% 65% 65% 65% 65% 65%




Aspetto Prestazione acustica

Rappresentato da Abbattimento acusticaDls,2m,nT,w

Unità dB

Norma DPCM 97 / ISO 140-5 & ISO 717-1

Tipo Test in cantiere




Cat Destinazione R’w D2m,nT,w L’nw

A Edifici adibiti a residenza e assimilabili ≥ 50 ≥ 40 ≤ 63

B Edifici adibiti ad uffici e assimilabili ≥ 50 ≥ 42 ≤ 55

C Edifici adibiti ad alberghi, pensioni ed attività assimilabili ≥ 50 ≥ 40 ≤ 63

D Edifici adibiti ad ospedali, cliniche, case di cura e assimilabili ≥ 55 ≥ 45 ≤ 58

E Edifici adibiti ad attività scolastiche a tutti i livelli eassimilabili

≥ 50 ≥ 48 ≤ 58

F Edifici adibiti ad attività ricreative o di culto e assimilabili ≥ 50 ≥ 42 ≤ 55

G Edifici adibiti ad attività commerciali e assimilabili ≥ 50 ≥ 42 ≤ 55

R’w Indice del potere fonoisolante apparente di partizione fra due distinteunità immobiliari

D2m,n,T,w Indice dell’isolamento acustico standardizzato di facciata

L’nw Indice del livello di rumore di calpestio di solai, normalizzato

I test devono essere eseguiti secondo le norme ISO 140-5 & ISO 717-1



Prestazione acustica: il test



Prestazione acustica: riassunto 1

• Il principio massa-molla-massa funziona anche nei tetti leggeri.

• Le masse sono importanti per ridurre il passaggio di rumore a frequenze basse (p.e. traffico, aerei, ...).

• Coibentazioni leggeri-rigidi (polistirene espanso, polistirene estruso, ...) hanno bisogno di masse aggiuntive.




• Le aperture, come crepe o imperfezioni di lavoro che aprono fughe aperte verso l'esterno (mancanza di tenuta all'aria) indeboliscono l'isolamento acustico, specie se l'aria passa attraverso superfici acusticamente non assorbenti. Per esempio, i materiali fibrosi, in questo caso sono più adatti dei materiali rigidi, perché assorbono il rumore.

• Anche tutte le altre aperture come le finestre e tubi influiscono molto sul risultato complessivo. L'elemento più debole influisce di più. Economicamente conviene minimizzare le differenze di isolamento acustico nella facciata.




• La parete esterna influenza molto l'efficienza dell'abbattimento acustico del tetto. Riduce di più le prestazioni di tetti buonissimi che di tetti discreti.

• Elementi che passano dall'interno all'esterno (travetti, travi, ...) conducono molto rumore all'interno. Termicamente e acusticamente è meglio una soluzione con i travetti esterni finti.

• Attenzione: In cantiere spesso succedono situazioni non previste, per cui è importantissimo non prevedere di rimanere a ridosso del limite di legge. Si consiglia di lasciarsi un margine sicurezza di almeno 5 dB.




Aspetto Permeabilità all'aria

Rappresentato da Ricambio d'aria forzato a 50 Pa n50

Unità n h-1

Norma UNI EN 13829

Tipo Test in cantiere




Superficie traspirante:(sd=10m) 1 m²

Spiffero:lungo 1 m x 1 mm

360 g/Giorno m²

80% U.rel0°C

50% U.rel20°C

< 10 g/Giorno m²

1 2



Test BlowerDoor UNI EN 13829

Si misura il valore

n50

per definire la tenutaall'aria di un'edificio.UNI EN 13829: 2003



Analisi fughe



Soluzioni



Soluzioni

A: Rasatura sui lateriziB: gomme o masse su travetti

A

B



Soluzioni



Calcolo contro posa

QT Tetto=U⋅S⋅Gradigiorno⋅ 241.000

[kWh /a ] QV Tetto=n1−5⋅V⋅caria⋅Gradigiorno⋅ 241.000

[kWh /a]

Q h=Perdita di calore invernale=QTQV −k u⋅QSQ I [kWh/a ]

QT Tetto: 15-30% Q

V Tetto: 10-40%)

Perdita per trasmissione(coibentazione)

Perdita per ventilazione(permeabilità all'aria)

2 Tetto in legnoParte Nr. Indicazioni elemento costruttivo

Resistenza dello strato liminare in m2K/W interno Rsi : 0,10esterno Rsa : 0,10 d/λ

Somma larghezzaSuperficie 1 λ [W/(mK)] Superficie 2 (opzionale) λ [W /(mK)] Superficie 3 (opzionale) λ [W /(mK)] Spessore[mm]

1. Tavolato 0,130 202. Freno al vapore p.e. USB Micro3. Fibra di legno 0,040 804. Telo traspirante p.e. USB Classic5. Controlistello 406. Listello portategola 307. Tegola 308.

Percentuale di superficie 2 : Percentuale di superficie 3 : Somma

20,0 cm

Valore U: 0,425 W/(m2K)

Calcolo U(progettazione)

Test BowerDoor(esecuzione)



Il relatore

CONSULENZA CERTIFICAZIONI CORSI

TBZ

TBZCentro Fisica Edile

Via Maso della Pieve 60a, I-39100 Bolzano (BZ)Tel: +39 0471 251701 Fax: +39 0471 252621

Via Stafette Partigiane 16/B, I-41100 Modena (MO)Tel: +39 0599 780985 Fax: +39 0599 780985

Via Ragni 1, I-70024 Gravina in Puglia (BA)Tel: +39 080 9671606 Fax: +39 080 9671606

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