Trasmittanza termica, cos’è e come si calcola

La trasmittanza termica è la quantità di calore che passa da un ambiente riscaldato ad un ambiente freddo attraverso una data superficie. Scopri come calcolarla

Tra le grandezze che assumono una rilevanza nello studio del comportamento termico di un edificio, certamente la trasmittanza termica riveste un ruolo primario in quanto caratterizza la capacità di un elemento edilizio a farsi attraversare da un flusso termico. La trasmittanza termica è importante, soprattutto, dal punto di vista della sostenibilità energetica perché influenza la quantità di energia necessaria per mantenere una temperatura costante all’interno di un edificio. Infatti, una bassa trasmittanza termica significa che meno calore passerà attraverso la superficie del materiale e di conseguenza si avrà un minor consumo di energia per il riscaldamento o il raffrescamento degli interni. Viceversa, una trasmittanza termica alta comporta la formazione di condensa all’interno delle pareti con conseguente rischio di muffe e danni strutturali.

Calcolare con precisione tale valore è, quindi, fondamentale. Per non rischiare di calcolare in modo errato la trasmittanza, assicurati di utilizzare strumenti specifici come il software per il calcolo della trasmittanza termica che, nel pieno rispetto del decreto dei requisiti minimi, ti consente di determinare in tempo reale la trasmittanza termica e di verificare il rischio di condensa interstiziale attraverso il diagramma di Glaser; potrai usarlo gratis per sempre.

Trasmittanza termica, cos’è

La trasmittanza termica (U) rappresenta la quantità di calore che attraversa una struttura di un edificio (ad esempio una parete esterna) a causa della differenza di temperatura esistente tra i due estremi (interno ed esterno) di tale struttura. In sostanza, è la misurazione dell’efficienza con cui un materiale resiste al passaggio di calore e permette di rispondere principalmente a due domande: quanto calore trattiene un edificio e quanto ne disperde.

L’unità di misura della trasmittanza termica è il W/m²K, Watt per metro quadrato per Kelvin.

Più specificamente, la trasmittanza è il flusso di calore che attraversa in regime stazionario 1 m² di struttura per effetto della differenza di temperatura pari a 1 °C.

Esempio applicativo del valore univoco di trasmittanza associato alle strutture opache realizzato con TerMus

Essa è legata alle caratteristiche del materiale che costituisce la struttura e alle condizioni di scambio termico. Gli scambi termici rappresentano la quantità di energia che un materiale o un corpo è in grado di acquisire o cedere; questa energia può essere scambiata in diversi modi, ossia per:

• conduzione;
• convezione;
• irraggiamento.

Trasmissione calore

Trasmittanza termica, formula

La trasmittanza termica non è altro che la quantità di calore che, nell’unità di tempo (h), passa attraverso l’unità di superficie (m²), quando la differenza di temperatura tra le due facce è di un grado Kelvin (k). La formula per il calcolo della trasmittanza termica è la seguente:

U = 1/R_t (espressa in W/m²K)

dove:

• R_t è la resistenza termica totale (R_si+R₁+R₂+R_n+R_se);
• R_si è la resistenza termica superficiale interna;
• R_se è la resistenza superficiale esterna;
• R₁, R₂, R_n è la resistenza superficiale dei vari strati.

Trasmittanza e resistenza termica

La resistenza termica (R) rappresenta la capacità di un materiale di opporsi al flusso di calore che tende ad attraversarlo. Nel caso di strati omogenei la resistenza termica è determinata dal rapporto tra spessore dello strato e conducibilità termica λ del materiale di cui è composto lo strato stesso. La formula della resistenza termica è:

R = d/λ (espressa in m² K/W)

dove:

• λ è la conducibilità termica;
• d è lo spessore del materiale in metri.

Resistenze termiche superficiali

La resistenza termica superficiale può essere interna o esterna. Quella interna (R_si) è un valore caratteristico relativo allo scambio termico dall’aria della stanza alla superficie interna dell’elemento edilizio, mentre quella esterna (R_se) è il valore caratteristico relativo allo scambio termico dalla superficie esterna dell’elemento edilizio all’aria esterna.

Le resistenze termiche superficiali dipendono dalla direzione del flusso di calore:

• ascendente;
• orizzontale;
• discendente.

Maggiore è la resistenza termica superficiale, minore sarà la quantità di calore scambiata fra l’elemento edilizio e l’aria.

Trasmittanza e conduttività termica

La conduttività termica (λ) rappresenta la capacità di un materiale di condurre il calore. E’ il rapporto fra il flusso di calore (cioè la quantità di calore trasferita nell’ unità di tempo attraverso l’ unità di superficie) e il gradiente di temperatura che provoca il passaggio del calore nel caso della conduzione termica (ovvero quando i contributi al trasferimento di calore per convezione e per irraggiamento termico siano trascurabili). Minore è il suo valore, tanto migliore è il potere isolante del materiale.

La conduttività termica viene misurata come quantità di calore, espressa in Watt per ora, che attraversa uno strato di spessore pari a 1 m con un’area di 1 m², quando la differenza di temperatura agli estremi del materiale è di un grado. La formula della conduttività termica è:

λ = W · h · m / (h · m² · K)

dove:

• W è la quantità di calore per ora;
• h è il tempo;
• m è lo spessore;
• m² è l’area;
• K è la differenza di temperatura misurata in gradi kelvin.

Quanto più il valore di λ è basso, tanto migliore è il potere isolante del materiale. I materiali isolanti tipici hanno all’incirca valori di λ= 0,01 ÷ 0,06 W/m K.

Flusso di calore e concetto di trasmittanza

Zone climatiche per trasmittanza termica

Il dpr 412/93 suddivide il territorio nazionale è suddiviso in 6 zone climatiche dalla A alla F in funzione dei gradi giorno, indipendentemente dalla ubicazione geografica:

• zona A: comuni con gradi-giorno non superiori a 600;
• zona B: comuni con gradi-giorno tra 600 e 900;
• zona C: comuni con gradi-giorno tra 900 e 1.400;
• zona D: comuni con gradi-giorno tra 1.400 e 2.100;
• zona E: comuni con gradi-giorno tra 2.100 e 3.000;
• zona F: comuni con gradi-giorno superiori a 3.000.

Cosa sono i gradi-giorno?

L’unità di misura utilizzata per identificare la zona climatica di ciascun Comune è il cosiddetto grado-giorno (GG), che equivale alla somma per i vari giorni dell’anno (riferita al periodo di funzionamento dell’impianto di climatizzazione invernale) della differenza tra la temperatura media esterna giornaliera e la temperatura ambiente di 20°C. Più alto sarà il risultato di questa operazione, più rigido sarà il clima in quell’area.

Trasmittanza termica infissi

Il valore di trasmittanza termica degli infissi è fondamentale per definire la reale efficienza in termini di isolamento termico. Infatti un infisso che isola perfettamente gli interni dell’immobile garantisce ambienti caldi d’inverno e freschi d’estate, senza dispersioni di calore. Questo influisce anche sull’efficienza energetica dell’intera casa che determina i seguenti vantaggi:

• risparmio in bolletta poiché gli impianti di riscaldamento o raffreddamento hanno bisogno di meno tempo per garantire il giusto comfort climatico;
• assenza di sbalzi di temperatura tra gli ambienti;
• assenza di muffa e condensa.

Il dm requisiti minimi (decreto 16 giugno 2015) definisce i requisiti e le prescrizioni per gli interventi su edifici esistenti e per quelli su edifici di nuova costruzione. In particolare, nel decreto vengono definiti i valori limite di trasmittanza che devono avere gli infissi in caso di interventi di riqualificazione energetica.

Ad esempio la trasmittanza termica delle chiusure tecniche trasparenti e opache e dei cassonetti, comprensivi degli infissi, verso l’esterno e verso ambienti non climatizzati:

• trasmittanza termica zona climatica A e B dovrà essere paria a 3,00 W/m²K;
• trasmittanza termica zona climatica C dovrà essere pari a 2,20 W/m²K;
• trasmittanza termica zona climatica D dovrà essere paria a 1,80 W/m²K;
• trasmittanza termica zona climatica E dovrà essere paria a 1,40 W/m²K;
• trasmittanza termica zona climatica F dovrà essere paria a 1,10 W/m²K.

La valutazione della trasmittanza termica degli infissi riveste un ruolo fondamentale per accedere agli incentivi fiscali destinati all’efficientamento degli edifici. La possibilità di ottenere tali agevolazioni è regolamentata da diverse modalità, ciascuna con specifiche condizioni da soddisfare. Tuttavia, per accedere all’ecobonus è essenziale pianificare e implementare un progetto che comporti un miglioramento significativo della classe energetica dell’edificio. Inoltre, è necessario rispettare i valori di trasmittanza termica riportati nell’allegato E del dm del 6 agosto 2020 per l’accesso alle detrazioni.

L’allegato include 4 tipologie di intervento:

• strutture opache orizzontali: isolamento coperture;
• strutture opache orizzontali: isolamento pavimenti;
• strutture opache verticali: isolamento pareti perimetrali;
• sostituzione di finestre comprensive di infissi (calcolo secondo le norme UNI EN ISO 10077-1).

Ad esempio per le strutture opache verticali la trasmittanza deve rispettare i valori di seguito riportati:

Ancora una volta, utilizzando gratuitamente il software calcolo trasmittanza con al suo interno l’archivio dei comuni italiani per la definizione dei parametri climatici (zona climatica, gradi giorno, ecc), delle strutture (pareti, solai, infissi) e dei materiali, puoi determinare immediatamente la trasmittanza termica della parete o del solaio e visualizzare graficamente il diagramma delle temperature, rispettando i requisiti minimi del decreto.

Indirizzo articolo: https://biblus.acca.it/trasmittanza-termica-cose-e-come-si-calcola/