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Certimac: Prestazioni termiche dei laterizi
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    Certimac: Prestazioni termiche dei laterizi Certimac: Prestazioni termiche dei laterizi Document Transcript

    • Laboratorio Sperimentale per la Certificazione AGGIORNAMENTO NORMATIVO 09/07 PRESTAZIONI TERMICHE DEI PRODOTTI IN LATERIZIO Messo a punto da gruppo di ricerca ENEA-CertiMaC metodo di calcolo per la determinazione delle proprietà termiche dei laterizi La marcatura CE degli elementi per muratura di laterizio (obbligatoria dal 1° aprile 2006) LATERIZI PER MURATURE: LA MARCATURA CE E LA prevede l’obbligo per il produttore di dichiarare la resistenza termica CERTIFICAZIONE ENERGETICA dell’elemento (o la conducibilità termica equivalente λequ), qualora esso debba essere impiegato in murature soggette a requisiti di isolamento termico (ad esempio le pareti esterne di un edificio) e la relativa assunzione di responsabilità da parte del produttore del valore indicato sul cartiglio di accompagnamento di ogni prodotto. La legislazione italiana ha reso obbligatoria la dichiarazione delle proprietà termiche con il DM 2 aprile 1998 “Modalità di certificazione delle caratteristiche e delle prestazioni UNI EN 1745 energetiche degli edifici e degli impianti ad essi connessi”. La norma UNI EN 771-1:2005 sulla marcatura CE degli elementi per muratura di laterizio prevede che la valutazione delle proprietà termiche del blocco sia effettuata in accordo alla norma UNI EN 1745 “Muratura e prodotti per muratura. Metodi per determinare i valori termici di progetto”, applicata in maniera uniforme in tutta Europa, che supera la precedente procedura di calcolo nazionale UNI 10355. Nel suo ruolo di interfaccia tra mondo della Ricerca e mondo della Produzione, il laboratorio sperimentale CertiMaC desidera offrire un supporto concreto alle aziende del comparto dei Laterizi, mettendo a disposizione le conoscenze, competenze e relazioni che derivano dalla sua stretta partnership con i due maggiori Enti di Ricerca Nazionali: CNR ed SPERIMENTAZIONE E RICERCA ENEA. SULLE PROPRIETÀ TERMICHE DEI LATERIZI Per rispondere alle esigenze dei Produttori di Laterizi in tema di Efficienza Energetica, in termini sia di Qualificazione di Prodotto che di Innovazione tecnologica, presso CertiMaC è stata messa a punto una gamma completa di servizi di sperimentazione, certificazione e consulenza espressamente dedicati alle Prestazioni termiche dei Laterizi. Prestazioni Termiche dei Laterizi Pagina 1 di 7
    • Laboratorio Sperimentale per la Certificazione AGGIORNAMENTO NORMATIVO 09/07 IL “PACCHETTO ENERGIA” Il “Pacchetto Energia per i Laterizi” è un insieme completo di prodotti e servizi PER I PRODUTTORI DI studiati da CertiMaC in collaborazione con ENEA e CNR per i produttori di laterizi. LATERIZI Esso prevede: QUALIFICAZIONE DI PRODOTTO - determinazione dei valori termici del singolo mattone ai sensi della UNI EN 1745:2005 “Muratura e prodotti per muratura. Metodi per determinare i valori termici di progetto”. La qualificazione del prodotto viene effettuata mediante un modello di calcolo agli elementi finiti bidimensionale e stazionario, opportunamente certificato, ricavando la conducibilità dell’impasto d’argilla allo stato secco dai valori tabellari riportati in appendice alla norma. Presso ENEA è in fase di valutazione e acquisto, previsto per l’inizio del nuovo anno, uno strumento in grado di ricavare il valore sperimentale di conducibilità dell’impasto mediante misura diretta su campione. - determinazione dei valori termici della relativa muratura per la valutazione della prestazione energetica dell’involucro. - redazione di un ampio e dettagliato Rapporto di Prova in cui vengono descritte le fasi del procedimento di calcolo e in cui viene visualizzato graficamente l’andamento delle grandezze caratteristiche. CONSULENZA NORMATIVA - Direttiva europea 2002/91/EC (EPBD Energy Performance Buildings Directive), Dlgs 192/05 e relative modifiche apportate dal Dlgs 311/06, Linee Guida Nazionali sulla certificazione energetica in corso di preparazione presso il MSE, … In particolare, CertiMaC si avvale della collaborazione di ENEA, l’ente di riferimento a livello nazionale in termini di conoscenze, competenze ed esperienza nel campo dell’efficienza e del risparmio energetico. ENEA è stato preposto dal Ministero dello Sviluppo Economico alla promozione e al monitoraggio degli interventi di efficienza energetica previsti dalla Finanziaria 2007 (si veda il Decreto Attuativo per l’Efficienza Energetica del 19 febbraio 2007) e dispone di strumenti per il calcolo del fabbisogno energetico di edifici esistenti e nuovi, come ad esempio il Docet, messo a punto dal gruppo coordinato dall’Arch. Fasano. Prestazioni Termiche dei Laterizi Pagina 2 di 7
    • Laboratorio Sperimentale per la Certificazione AGGIORNAMENTO NORMATIVO 09/07 IL “PACCHETTO ENERGIA” CONVEGNISTICA E FORMAZIONE PER I PRODUTTORI DI LATERIZI - organizzazione di convegni, seminari, workshop e giornate di trasferimento tecnologico dedicati al tema dell’efficienza energetica. A questo proposito CertiMaC ha già organizzato un convegno, in data 18 maggio 2007, dedicato all’efficienza energetica dell’involucro edilizio1. RICERCA & SVILUPPO E INNOVAZIONE TECNOLOGICA - attività di ricerca e sperimentazione per lo studio di materiali e processi in grado di innalzare le prestazioni termiche dell’involucro edilizio. E’ stato messo a punto e certificato un modello di calcolo agli elementi finiti tridimensionale che permette di studiare, ad esempio, le caratteristiche termiche di particolari soluzioni costruttive, come murature con discontinuità, in regime stazionario o non stazionario. Per informazioni e contatti è possibile rivolgersi al dott. Marco Marsigli di CertiMaC: 0546/678565 – m.marsigli@certimac.it Con l’intento di offrire un contributo ai produttori per orientarsi al meglio nell’ambito della presente tematica e per coglierne le principali opportunità, riportiamo di seguito una descrizione delle caratteristiche salienti relative all’attività di Qualificazione di Prodotto. 1 Gli atti del convegno ENEA – CertiMac dal titolo “Efficienza Energetica dell’Involucro Edilizio” sono pubblicati su L’industria dei Laterizi, lug/ago 2007, n°106, pagg. 262-269. Prestazioni Termiche dei Laterizi Pagina 3 di 7
    • Laboratorio Sperimentale per la Certificazione AGGIORNAMENTO NORMATIVO 09/07 QUALIFICAZIONE DI PRODOTTO Da settembre 2007 è disponibile, presso il Laboratorio Sperimentale CertiMaC, il IL METODO DI CALCOLO metodo di calcolo per la determinazione delle proprietà termiche degli elementi MESSO A PUNTO DA ENEA in laterizio e di una muratura da esso composta, messo a punto da un gruppo di ricerca congiunto ENEA- CertiMaC, coordinato dall’Ing. Martino Labanti. Determinazione proprietà termiche di un singolo blocco Lo scopo della procedura di calcolo sviluppata è stato quello di mettere a punto un PROPRIETÀ TERMICHE modello di calcolo agli elementi finiti, bidimensionale e stazionario che, una volta definiti DEL BLOCCO tutti i dati di input, sia in grado di calcolare i parametri termici di un generico blocco in laterizio. Il modello è stato certificato in modo da garantire il grado di accuratezza richiesto dalla normativa UNI EN 1745:2005 (Rapporto di calibrazione del 18 luglio 2007). La determinazione dei valori termici, con la precisione indicata dalla norma, richiede la valutazione di tutti i componenti che influenzano il modello: le condizioni al contorno, la scelta del tipo di elemento, la geometria del blocco in laterizio e la relativa “meshatura”. Come programma di calcolo agli elementi finiti è stato utilizzato il Figura 1 codice Ansys nella versione 8.0 disponibile presso CertiMaC. Elementi in laterizio per muratura L’applicazione del modello di calcolo sviluppato prevede l’esecuzione delle seguenti attività: 1. determinazione della conducibilità termica dell’impasto a secco da tabelle LE FASI SALIENTI DEL METODO (Appendice A UNI EN 1745). Per ottenere questo valore è necessario ricavare, mediante prova sperimentale, la massa volumica a secco del laterizio costituente i blocchi. Presso ENEA è in fase di valutazione e acquisto, previsto per l’inizio del nuovo anno, uno strumento in grado di ricavare il valore di conducibilità dell’impasto mediante misura diretta su campione. 2. determinazione della geometria dei blocchi. Questa operazione viene eseguita ricavando la sezione reale tramite scanner e misurando le dimensioni reali del blocco e dei setti che lo compongono, per ottenere una geometria il più possibile rappresentativa della produzione (Fig. 2). Quando necessario il blocco viene precedentemente rettificato per evidenziare in modo più preciso la geometria della sezione. Prestazioni Termiche dei Laterizi Pagina 4 di 7
    • Laboratorio Sperimentale per la Certificazione AGGIORNAMENTO NORMATIVO 09/07 IL METODO DI CALCOLO MESSO A PUNTO DA ENEA Figura 2 Geometria della sezione del mattone utilizzata per il calcolo 3. Suddivisione della sezione in una griglia di elementi (“mesh”), triangolari (Fig. 3) o rettangolari, con un numero di elementi ed una distribuzione dell’infittimento tale da rispondere ai requisiti di accuratezza richiesti dalla norma, come descritto nel rapporto di calibrazione redatto dal gruppo di lavoro ENEA-Certimac. Figura 3 Mesh del mattone con elementi triangolari 4. determinazione dei flussi termici e del coefficiente di accoppiamento termico mediante analisi agli elementi finiti, termica e stazionaria, della sezione (Figg. 4 e 5). L’analisi viene effettuata nelle condizioni a secco del blocco, senza giunti di malta né intonaco, considerando gli effetti di scambio termico dovuti ai fenomeni di convezione e irraggiamento sulle superfici ed un salto termico di 20°C (20°C all’interno, 0°C all’esterno). Prestazioni Termiche dei Laterizi Pagina 5 di 7
    • Laboratorio Sperimentale per la Certificazione AGGIORNAMENTO NORMATIVO 09/07 IL METODO DI CALCOLO MESSO A PUNTO DA ENEA Figura 4 Andamento delle curve isoterme all’interno del mattone [°C] Figura 5 2 Andamento vettoriale del flusso di calore medio per elemento [W/m ] 5. determinazione dei valori termici (conducibilità equivalente, conduttanza, resistenza e trasmittanza) del singolo mattone, come previsto dalla norma. I valori termici del singolo blocco così ottenuti rappresentano le caratteristiche intrinseche dell’elemento in laterizio e possono, quindi, essere impiegate per confrontare tra loro le prestazioni termiche di elementi differenti. Prestazioni Termiche dei Laterizi Pagina 6 di 7
    • Laboratorio Sperimentale per la Certificazione AGGIORNAMENTO NORMATIVO 09/07 Determinazione proprietà termiche di una muratura IL METODO DI CALCOLO Qualora il Cliente richieda di determinare la trasmittanza termica di una muratura MESSO A PUNTO DA ENEA composta dal blocco esaminato, vengono considerate anche le altre variabili che intervengono nel calcolo, quali il tipo di malta utilizzato, lo spessore dei giunti, il tipo di intonaco e i loro spessori. Il procedimento messo a punto dal gruppo di ricercatori ENEA-CertiMaC è deducibile dalle normative europee che trattano la determinazione dei valori termici delle murature. Il flusso di calore totale che attraversa la muratura, infatti, è stato considerato sommando alla potenza termica che si trasmette attraverso il blocco (le cui caratteristiche sono quelle ottenute dal calcolo agli elementi finiti bidimensionale) la potenza termica dispersa dai giunti di malta e supponendo identiche la differenza di temperatura, fra superficie interna ed esterna, sulla porzione di struttura e sulla malta. Determinazione proprietà termiche di una muratura in condizione di progetto Qualora il Cliente richieda di determinare la trasmittanza termica di una muratura in condizioni di progetto, il procedimento di calcolo si differenzia da quello precedente considerando anche l’influenza dell’umidità sulla conducibilità dell’impasto del blocco in esame. A tal fine vengono impiegati i valori di conducibilità termica del materiale a secco (dalla norma UN EN 1745) maggiorandoli con i coefficienti correttivi ed i contenuti di umidità in condizioni di riferimento (contenuto di umidità in equilibrio con aria a 23°C di temperatura e 50% di umidità relativa), secondo le metodologie e i dati contenuti nelle norme UNI EN ISO 10456 e UNI EN 12524. Tutte le informazioni fin qui sintetizzate vengono fornite al Cliente mediante la redazione I SERVIZI PER IL PRODUTTORE di un Rapporto di Prova che contiene la descrizione dettagliata delle fasi del procedimento DI LATERIZI di calcolo e dei risultati nonché la visualizzazione grafica dell’andamento di alcune grandezze caratteristiche. In conclusione CertiMaC fornirà al Produttore una informazione completa determinando: caratteristiche termiche del singolo mattone: necessarie ai fini della marcatura CE caratteristiche termiche della relativa muratura: necessarie al progettista per la valutazione della prestazione energetica dell’involucro (in ottemperanza alle prescrizioni della normativa vigente sul Rendimento Energetico in Edilizia– Decreto Lgs. 192/2005 e 311/2006). Prestazioni Termiche dei Laterizi Pagina 7 di 7