Ponti termici e muffa. Modellazione agli elementi finiti per la verifica

Ponti termici e muffa. Modellazione agli elementi finiti per la verifica

Ponti termici e muffa

Il binomio ponti termici e muffa è molto frequente, pertanto è necessario procedere con il calcolo della trasmittanza termica lineica e della verifica di assenza di formazione di muffa in corrispondenza di punti della struttura particolarmente esposti a tale fenomeno.

Procediamo analizzando il caso, ponti termici e muffa ,del solaio con balcone e due ambienti riscaldati, definendo come impostare i parametri di calcolo illustrati e seguendo le indicazioni delle norme UNI EN ISO 10211 e UNI EN ISO 13788.

Per fare ciò è necessario ricorrere all’utilizzo di specifici programmi: in commercio si trovano diverse valide soluzioni che offrono la possibilità di eseguire calcoli agli elementi finiti, per esempio il software IRIS predisposto da ANIT (Associazione Nazionale per l’Isolamento Termico e Acustico), di cui si riporta in Figura 1 una schermata d’esempio di modellazione di ponte termico e in Figura 2 una schermata di riepilogo dei risultati che si possono ottenere in termini di trasmittanza termica lineare, flussi termici e verifica di condensa.

Fig.1_Schermata di esempio di modellazione di ponte termico con il software IRIS_©Muffe, Condense e Umidità nella progettazione edilizia – Maggioli Editore

Ponti termici e muffe

Fig.2_Schermata di esempio dei risultati ottenibili con il software IRIS_©Muffe, Condense e Umidità nella progettazione edilizia – Maggioli Editore

Per l’analisi ponti termici e muffa, un’alternativa tra quelle disponibili, è offerta dal software Mold Simulator, prodotto dall’azienda Dartwin (Figure 3 e 4), che sarà utilizzato nella trattazione dell’esempio riportato, tuttavia in commercio si possono reperire programmi di calcolo agli elementi finiti che consentono addirittura di simulare fenomeni meccanici, strutturali, oltreché di ponti termici e muffe.

Ponti termici e muffa

Fig.3_Schermata di esempio di modellazione di ponte termico con il software Mold Simulator _©Muffe, Condense e Umidità nella progettazione edilizia – Maggioli Editore

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Fig.4_Schermata di esempio dei risultati ottenibili con il software Mold Simulator _©Muffe, Condense e Umidità nella progettazione edilizia – Maggioli Editore

Considerando gli attuali obblighi legislativi riguardo alla verifica di assenza di formazione di muffa anche in corrispondenza dei ponti termici, data l’enorme varietà di soluzioni costruttive e l’importanza di garantire la salubrità degli ambienti, risulta anacronistico affidarsi ad abachi per il calcolo della trasmittanza termica lineare e magari tralasciare completamente la verifica di assenza di formazione di muffa in nodi critici dell’edificio.

A proposito di ponti termici e muffa , si riporta la FAQ 2.25 elaborata dal Ministero dello sviluppo economico: “per il controllo del rischio muffa con l’espressione ῾con particolare attenzione ai ponti termici᾿ si intende che la verifica deve essere effettuata sia sulla sezione corrente che sul ponte termico. Il calcolo deve essere effettuato con riferimento alle norme UNI EN ISO 13788 e UNI EN ISO 10211”.

Un calcolo preciso ed affidabile non risulta più impegnativo in termini di tempo impiegato rispetto alle modalità di calcolo empirico. Si precisa che la trattazione non vuole proporsi come un manuale d’uso del programma, per cui, a parte alcuni aspetti fondamentali per la comprensione delle simulazioni svolte, non ci si soffermerà a spiegare le funzionalità del software, bensì tutte quelle operazioni di scelta dei dati di input e di calcolo che sono le stesse che devono essere operate all’interno di ogni programma per il calcolo agli elementi finiti.

Ponti termici e muffa. Come procedere nel caso di solaio con balcone e due ambienti riscaldati?

In questo esempio viene analizzato il calcolo del ponte termico generato da un aggetto (balcone) ancorato al solaio che divide due ambienti riscaldati. La particolarità in questo caso, rispetto al precedente, risulta essere, oltre alla tipologia di giunzione strutturale, anche la differente stratigrafia assegnata alle due pareti perimetrali.

Infatti, definendo gli elementi di sezione delle strutture disperdenti, si dovrà usare l’accortezza di crearne due, uno per la parete superiore e uno per quella inferiore (Figura 5).

Ponti termici e muffa

Fig.5_Inserimento grafico di ponte termico in Mold Simulator_©Muffe, Condense e Umidità nella progettazione edilizia – Maggioli Editore

Nel caso si volesse calcolare il valore di trasmittanza termica lineica ψi riferita alle misure interne, le linee di sezione andranno interrotte in corrispondenza del pavimento per la struttura superiore e del soffitto per la struttura inferiore.

Qualora si volesse invece calcolare il valore di trasmittanza termica lineica ψe riferita alle misure esterne, si dovrà decidere dove le due linee di sezione si dovranno incontrare: potrebbe essere la mezzeria della struttura sporgente o la mezzeria della struttura di separazione dei due ambienti.

Questa decisione spetta al tecnico, in funzione di come si calcoleranno le dispersioni dell’edificio; l’importante è mantenere congruenza tra le scelte eseguite garantendo precisione nei risultati. Si procede, in questo caso, scegliendo di calcolare il valore di trasmittanza termica lineare interna (Figura 6).

Ponti termici e muffe

Fig.6_Definizione degli elementi di sezione in accordo alle dimensioni interne_©Muffe, Condense e Umidità nella progettazione edilizia – Maggioli Editore

Si ricorda, a questo proposito, che la definizione delle linee di sezione ha lo scopo di calcolare il flusso termico, eseguendo la moltiplicazione della trasmittanza termica U, determinata dal programma nel punto in cui si trova la riga orizzontale dell’asse della linea di sezione, moltiplicata per la lunghezza (la parte verticale della linea di sezione) e che verrà tolta dal flusso totale, calcolato attraverso la simulazione, per determinare la trasmittanza termica lineare ψ. In Figura 7, la scelta delle condizioni al contorno del modello.

Ponti termici e muffe

Fig.7_Definizione delle condizioni di contorno_©Muffe, Condense e Umidità nella progettazione edilizia – Maggioli Editore

Si ricorda che queste operazioni non dipendono dallo specifico software utilizzato, esse devono essere eseguite, anche con modalità operative differenti, in tutti i programmi di modellazione agli elementi finiti. Una volta compiuta la simulazione, il software restituisce il valore di trasmittanza termica lineare ψ che segnala la formazione di condensa superficiale (Figura 9a) e di formazione di muffa (Figura 9b).

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Fig.8_Risultati calcolo della trasmittanza termica lineare_©Muffe, Condense e Umidità nella progettazione edilizia – Maggioli Editore

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Fig.9_ a) Superficie su cui si forma condensa superficiale (linea blu); b) Superficie su cui si verifica formazione di muffa (linea rossa)_©Muffe, Condense e Umidità nella progettazione edilizia – Maggioli Editore

Dato che i due ambienti sono delimitati da strutture differenti, risulta interessante valutare l’entità di flusso termico che attraversa le due strutture in maniera differenziata. Tale approccio permette di quantificare il valore di trasmittanza termica lineare da assegnare ai nodi parete inferiore-solaio e parete superiore-solaio, punti fortemente interessati da ponti termici e muffa.

Questo approfondimento del calcolo richiede la creazione di due contorni interni, ad esempio “interno inferiore” e “interno superiore”, permettendo così di quantificare separatamente i flussi termici uscenti dalle due strutture verticali (Figura 10).

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Fig.10_Elenco dei contorni utilizzati_©Muffe, Condense e Umidità nella progettazione edilizia – Maggioli Editore

Vengono quindi definiti due “fattori U” allo scopo di calcolare il flusso termico uscente dalle due strutture superiore e inferiore: il “fattore U” rappresenta la quantificazione del flusso passante attraverso i contorni definiti e in tal modo il programma è in grado di restituire, in maniera separata, il flusso termico uscente dalle due pareti (Figura 11).

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Fig.11_Associazione dei contorni di calcolo ai fattori U_©Muffe, Condense e Umidità nella progettazione edilizia – Maggioli Editore

In questo modo, oltre al valore totale di trasmittanza termica lineica pari a 0,6629 W/(m K), si ottiene la ripartizione della stessa sulle due strutture (Figura 12) in trasmittanza termica lineare inferiore pari a 0,5221 W/(m K) e superiore pari a 0,1408 W/(m K).

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Fig.12_Risultati di calcolo con esplicitati i valori di trasmittanza termica lineare ripartiti tra le diverse strutture disperdenti_©Muffe, Condense e Umidità nella progettazione edilizia – Maggioli Editore

Questa possibilità è particolarmente interessante quando si stanno trattando ponti termici in corrispondenza di strutture confinanti con ambienti a diversa temperatura. Da questi fattori, il programma è poi in grado di restituire il valore di trasmittanza termica lineare ψ suddiviso tra i due raggruppamenti in maniera proporzionale tra la trasmittanza reale delle due strutture e quella lorda calcolata con i fattori U, comprensiva dell’effetto del ponte termico (Figura 13).

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Fig.13_Calcolo dei valori di L2D suddivisi in funzione dei fattori U_©Muffe, Condense e Umidità nella progettazione edilizia – Maggioli Editore

Questo tipo di approccio al calcolo è importante anche quando è necessario ripartire il valore di trasmittanza termica lineare tra diverse strutture, ad esempio per verificare che la trasmittanza termica media dei componenti edilizi rispetti i requisiti minimi previsti dalla legislazione vigente, passaggio fondamentale per eseguire correttamente la verifica di legge o per decidere su quale struttura intervenire per correggere un risultato che non soddisfi i limiti previsti.

Il testo e le immagini sono tratte dal volume:

Muffe, Condense e Umidità nella progettazione edilizia

Muffe, Condense e Umidità nella progettazione edilizia


Marco Buso - Lorenza Magnani , 2019, Maggioli Editore

Il tecnico in fase di progettazione o di ristrutturazione degli edifici di qualunque destinazione d’uso deve garantire il benessere termoigrometrico degli occupanti, la qualità dell’aria e rispettare i requisiti di legge riguardanti l’assenza di rischio di formazione di muffe e...


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