ISOLAMENTO TERMICO DI TIPO RADIANTE Università degli Studi di Perugia Dipartimento di Ingegneria Industriale, Sezione di Fisica Tecnica ISOLAMENTO TERMICO DI TIPO RADIANTE prof.ssa Cinzia Buratti

Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti SOMMARIO Presentazione dei risultati di prove sperimentali termiche effettuate su materiali isolanti di tipo radiante nel periodo gennaio – marzo presso il Laboratorio di Acustica del Dipartimento di Ingegneria Industriale Analisi teorica delle prestazioni termiche di isolanti radianti e confronto con materiali isolanti tradizionali Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti

Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti MATERIALE ISOLANTE DI TIPO RADIANTE TESTATO È stato sottoposto a test in laboratorio l’isolante termoacustico per pareti esterne ed interne ISOLIVING® della ditta SAME s.r.l; Il materiale oggetto di indagine è basato sulla tecnologia dei film flessibili radianti in alluminio a bassa emissività, termosaldati in continuo, posti su supporto di film a bolle; Esso è stato inserito nell’intercapedine di una parete doppia in muratura, lasciando tra il materiale isolante e gli strati un’intercapedine d’aria: grazie alla presenza delle intercapedini d’aria, il materiale trasmette calore per irraggiamento; l’alluminio posto sulle due facce dell’isolante riflette l’energia termica incidente nell’ambiente dal quale proviene: quella dei locali abitati verso i locali stessi, quella dell’ambiente esterno verso l’esterno. Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti

Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti PARETE IN MURATURA CON ISOLANTE RADIANTE TESTATA Stratigrafia: intonaco in malta cementizia, dello spessore di 0,01 m; parete in laterizio realizzata con mattoni forati, posati con asse dei fori orizzontale e legati con giunti orizzontali continui in malta cementizia; spessore nominale = 0,12 m; listelli biadesivi dello spessore di 0,025 m, disposti verticalmente e fissati alla parete di laterizio per mezzo di chiodi in acciaio; materiale isolante semi-rigido di tipo radiante ISOLIVING®, spessore nominale totale = 8 mm; intercapedine d’aria dello spessore di 0,025 m; parete in laterizio realizzata con mattoni forati, spessore nominale = 0,08 m; intonaco in malta cementizia, dello spessore di 0,01 m. Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti

Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti CAMPAGNA SPERIMENTALE Misura della resistenza termica in laboratorio con il metodo del termoflussimetro in condizioni di regime stazionario, in conformità alla norma UNI EN 1934 Prestazioni termiche degli edifici. Determinazione della resistenza termica per mezzo del metodo della camera calda con termoflussimetro - Murature; Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti

Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti MISURE TERMICHE Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti

Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti MISURE TERMICHE IN LABORATORIO Principio della metodologia Parete piana: Il flusso termico (quantità di calore per unità di tempo e unità di superficie, W/m2) trasmesso attraverso la parete è proporzionale alla differenza di temperatura (T1 – T2) tra le due facce della parete: Q/tA = q = H (T1 – T2) in cui H (W/m2K) è la trasmittanza della parete e 1/H = R (m2K/W) è la sua resistenza termica. Per materiale omogeneo e isotropo H = l/s l = conducibilità termica del materiale (W/mK). Grandezze misurate e calcolate: Misurando q , T1 e T2 si può calcolare R Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti

Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti MISURE TERMICHE IN LABORATORIO Principio della metodologia Principio del metodo: l’instaurarsi di un gradiente di temperatura tra le due camere provoca un flusso termico attraverso il campione che le separa: dalla conoscenza delle temperature superficiali e del flusso termico si calcola la resistenza termica Grandezze misurate: Temperatura superficiale Flusso termico Temperatura dell’aria Umidità relativa Velocità dell’aria Intervallo di acquisizione: 10 minuti Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti

Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti MISURE TERMICHE IN LABORATORIO Apparato sperimentale Le camere climatiche: Vista esterna Camera fredda V= 62,79 m3 Condizionatore SAECO 8EH potenza frigorifera 2350 W Camera Calda V= 53,36 m3 Potenza elettrica continua: 1,5 kW Potenza elettrica termostatata: 2 kW Il campione di prova è schermato dalle emissioni radianti presenti nelle camere per mezzo di pannelli in polistirolo posti ad opportuna distanza dalla parete Apertura per l’alloggiamento del campione Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti

Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti MISURE TERMICHE IN LABORATORIO Metodologia di misura Sulle superfici del Campione di prova vengono individuate: Sezione di misura 50 cm x 50 cm Sezione di guardia la cui larghezza è correlata allo spessore del campione Sensori: Numero minimo di termoresitenze: 21 (di cui 9 nella sezione di misura e 12 nella sezione di guardia) Termoflussimetri: devono essere collocati in modo da rendere rappresentativa la misura, soprattutto se il campione è disomogeneo Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti

Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti MISURE TERMICHE IN LABORATORIO Strumentazione di misura Termoresistenze: BST 101 BST 110 PT4 Termoflussimetri: HFP BSR 240 Sistemi di acquisizione dati: Delta-Logger Babuc/A Babuc/M Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti

Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti MISURE TERMICHE IN LABORATORIO Risultati Prova in condizioni di regime stazionario: T aria Camera fredda  17°C T aria Camera calda  40,5°C ΔT > 20°C (EN 1934) Oscillazioni del flusso termico: i valori del flusso oscillano intorno al valore medio e sono da imputare alle variazioni di temperatura dell’aria in camera calda, dovute ai cicli di accensione e spegnimento delle stufe elettriche Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti

Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti MISURE TERMICHE IN LABORATORIO Risultati Parete in condizioni stazionarie T aria camera calda= 40,5°C T aria camera fredda= 17°C T sup. camera calda= 37,8°C T sup. camera fredda= 20,2°C Flusso termico= 16,8 W/m2 Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti

Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti MISURE TERMICHE IN LABORATORIO Calcolo della resistenza termica In ogni generico istante di acquisizione: [m2 K/W] nella quale: Tsi,j = T. sup. camera calda misurata nel j-esimo istante Tse,j = T. sup. camera fredda misurata nel j-esimo istante qj = Flusso termico misurata nel j-esimo istante  Flusso termico di sbilanciamento 2  Verifiche di accettabilità:  Massime oscillazioni di T. aria: semiampiezza  2% T EN 1934 prescrive: 2’  2% di 1 2” 2% di 1 Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti

Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti MISURE TERMICHE IN LABORATORIO Resistenza termica Resistenza termica (m2 K/W) La differenza tra i due valori è minima, pari a circa l’ 1% la resistenza termica totale: RT = Rsi + Rt + Rse = 1,22 m2K/W A partire da Rt e dalle resistenze termiche superficiali si possono valutare le seguenti proprietà termiche: I valori dei termini Rsi e Rse possono essere reperiti nella norma UNI 10344. la trasmittanza: U = 1/RT = 0,82 W/m2K Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti

Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti VALUTAZIONE TEORICA DELLE PRESTAZIONI TERMICHE Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti

Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti VALUTAZIONE TEORICA DELLE PRESTAZIONI TERMICHE PARETE 1, con isolante tradizionale: laterizio forato 12 cm, intercapedine con 2 cm d’aria e 4 cm di lana di roccia ( = 0.038W/mK), laterizio forato da 8 cm PARETE 2, con isolante di tipo radiante: laterizio forato 12 cm, intercapedine d’aria 2,5 cm, isolante radiante 1 cm, intercapedine d’aria 2,5 cm, laterizio forato 8 cm; PARETE 3, con laterizio forato 12 cm, intercapedine d’aria 6 cm, laterizio forato 8 cm. Ipotesi: Conducibilità termica equivalente mattoni forati 0,5 W/m K; Emissività superfici pareti 0,8; Emissività alluminio 0,03; Approssimazione di scambio di calore per adduzione (convezione + irraggiamento) tra le superfici dei forati e l’isolante radiante e per conduzione attraverso lo strato di isolante radiante, nel caso dell’intercapedine di tipo radiante; Approssimazione di scambio di calore per conduzione nel caso dell’isolante tradizionale. Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti

Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti VALUTAZIONE TEORICA DELLE PRESTAZIONI TERMICHE Situazioni ipotizzate: Estate ( Tint= 26°C) Radiazione solare: 250 W/mq, 500 W/mq, 1000 W/mq; DT int-est: 0-25°C; Inverno ( Tint= 20°C) Radiazione solare: 50 W/mq, 100 W/mq; DT int-est: 5-35°C; Grandezze calcolate: Flusso termico che attraversa la parete Temperature all’interno della parete Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti

Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti VALUTAZIONE TEORICA DELLE PRESTAZIONI TERMICHE - Risultati ESTATE Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti

Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti VALUTAZIONE TEORICA DELLE PRESTAZIONI TERMICHE - Risultati ESTATE Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti

Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti VALUTAZIONE TEORICA DELLE PRESTAZIONI TERMICHE - Risultati ESTATE Il flusso termico che attraversa la parete si riduce circa del 60% rispetto all’intercapedine d’aria e del 9% rispetto all’intercapedine con lana di roccia Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti

Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti VALUTAZIONE TEORICA DELLE PRESTAZIONI TERMICHE - Risultati INVERNO Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti

Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti VALUTAZIONE TEORICA DELLE PRESTAZIONI TERMICHE - Risultati INVERNO Il flusso termico che attraversa la parete si riduce circa del 60% rispetto all’intercapedine d’aria e del 9% rispetto all’intercapedine con lana di roccia Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti

Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti CONCLUSIONI La misura della resistenza termica effettuata rispetta le prescrizioni della EN 1934 e soddisfa le verifiche di accettabilità. Il valore di RT è di 1,22 m2 K/W La valutazione teorica delle prestazioni termiche in regime stazionario mostra una riduzione del flusso termico che attraversa la parete per la parete con isolante radiante rispetto ad un parete con isolante tradizionale in intercapedine Il materiale isolante di tipo radiante testato presenta buone proprietà di isolamento termico. Per valutare sperimentalmente le proprietà di isolamento radiante del materiale e verificare i risultati del modello di calcolo occorre effettuare misure in opera, in regime variabile e in presenza di irraggiamento solare diretto. Isolamento termoacustico di tipo radiante Prof. Cinzia Buratti

8/13 maggio 2006 Centro Congressi Umbria Fiere Università degli Studi di Perugia Dipartimento di Ingegneria Industriale Grazie per l’attenzione prof. Cinzia Buratti web-site: www.unipg.it/~cotana/fisicatecnica/default.htm e.mail: cburatti@unipg.it 8/13 maggio 2006 Centro Congressi Umbria Fiere