Ponti termici: conoscere il valore PSI

Che si tratti di ristrutturazioni o nuove costruzioni, anche in Italia il mondo dell’efficienza energetica si sta evolvendo sempre più nella direzione degli Edifici a Energia Quasi Zero e delle Case Passive.

Con una progettazione avanzata dell’involucro termico dell’edificio, saper valutare in modo corretto i suoi ponti termici diventa fondamentale: in questo articolo, illustriamo brevemente cosa sia il valore PSI.

Affronteremo la valutazione del ponte termico dal punto di vista delle temperature superficiali, e del rischio muffa e condensa, in un successivo articolo.

Quando si progetta un edificio dal punto di vista energetico, il primo passo è determinare il fabbisogno utile di energia necessaria per mantenere il comfort all’interno del fabbricato. Questa energia è detta “utile” perchè è calcolata a valle dell’impianto di riscaldamento/raffrescamento, e pertanto dipende solamente dai seguenti fattori:

  • accoppiamento termico tra le strutture dell’edificio e ambiente esterno, compresi i serramenti;
  • scambio termico dato dalla ventilazione, comprese le eventuali infiltrazioni;
  • apporti solari gratuiti, ossia il riscaldamento “passivo” attraverso le vetrate (e in minima parte i componenti opachi);
  • apporti interni di calore, dati dal calore corporeo delle persone, e dall’energia dissipata dalle apparecchiature.

La norma di riferimento è la UNI EN ISO 13790, che è alla base del PHPP, il programma di calcolo per edifici passivi. I ponti termici sono compresi nel primo punto.

Per comprendere il valore PSI, occorre avere ben chiaro come si calcola l’accoppiamento termico tra ambiente interno ed esterno, ossia il flusso di calore attraverso le strutture dell’edificio, la cui direzione tra interno ed esterno varia in base alle stagioni.

Il calore migra in modo spontaneo da un corpo più caldo ad uno più freddo, seguendo la “traiettoria” più facile a sua disposizione. In questo, il calore è sufficientemente “pigro” e prevedibile. Nella realtà, pertanto, il flusso di calore all’interno delle strutture di un edificio è bidimensionale o addirittura tridimensionale.

Il flusso bidimensionale di calore attraverso le strutture dell'involucro termico, in corrispondenza, in questo caso, di un angolo del fabbricato.

Il flusso bidimensionale di calore attraverso le strutture dell’involucro termico, in corrispondenza, in questo caso, di un angolo del fabbricato.

Quando si tratta di progettare le strutture di un edificio, invece, per semplicità di calcolo si presuppone che il flusso di calore avvenga in linea retta (flusso monodimensionale) dal lato caldo al lato freddo della struttura: questa è la base del calcolo della trasmittanza secondo la ISO 6946.

Il risultato del calcolo del flusso monodimensionale (ISO 6946), tuttavia, è diverso da quello bi- o tridimensionale della realtà. La differenza tra questi due flussi è proprio il valore PSI.

Occorre però fare attenzione: il medesimo ponte termico può avere diversi valori di PSI, a seconda di come viene calcolato il flusso monodimensionale.

Facciamo un duplice esempio, calcolando prima il flusso monodimensionale secondo le misure interne, e successivamente rispetto alle misure esterne. I due metodi sono descritti nella UNI EN ISO 13789.

ESEMPIO: CALCOLO CON LE MISURE INTERNE

Il calcolo secondo le misure interne – vedi le frecce verdi nell’immagine in seguito – è utilizzato ad esempio per determinare il carico termico dei singoli ambienti.

Il calcolo del ponte termico rispetto alle misure interne, rappresentate dalle frecce verdi.

Il calcolo del ponte termico rispetto alle misure interne, rappresentate dalle frecce verdi.

Il flusso bidimensionale, calcolato con software agli elementi finiti secondo UNI EN ISO 10211, è il seguente valore L2D:

Flusso bidimensionale (L2D): 0,5716 W/mK

Il flusso monodimensionale L1D, calcolato rispetto alle misure interne, è dato dalla somma dei prodotti di superfici e trasmittanze dei componenti:

Parete 1: 2,18 m * 0,103 W/m2K = 0,2245 W/mK

Parete 2: 2,57 m * 0,103 W/m2K = 0,2647 W/mK

Flusso monodimensionale (L1D) totale, misure interne: 0,2245 W/mK +0,2647 W/mK = 0,4892 W/mK

La differenza tra il flusso bidimensionale ed il flusso monodimensionale, misure interne, è PSI-i:

PSI-i: L2D – L1D = 0,5716 – 0,4892 = 0,0824 W/mK

ESEMPIO: CALCOLO CON LE MISURE ESTERNE

Il calcolo secondo le misure esterne è utilizzato per calcoli relativi all’intero involucro termico, come nel caso del PHPP, perchè restituisce risultati più conservativi.

Esempio di calcolo di un ponte termico rispetto alle misure esterne, indicate dalle frecce verdi.

Esempio di calcolo di un ponte termico rispetto alle misure esterne, indicate dalle frecce verdi.

Il flusso bidimensionale è il medesimo – cambierebbe solo se cambiassimo la geometria del nodo, o all’impiego di diversi materiali.

Flusso bidimensionale (L2D): 0,5716 W/mK

Il flusso monodimensionale L1D invece cambia, perchè si prendono le misure esterne delle strutture:

Parete 1: 2,74 m * 0,103 W/m2K = 0,2822 W/mK

Parete 2: 3,08 m * 0,103 W/m2K = 0,3172 W/mK

Flusso monodimensionale (L1D) totale, misure esterne: 0,2822 W/mK + 0,3172 W/mK = 0,5994 W/mK

La differenza tra il flusso bidimensionale ed il flusso monodimensionale, misure interne, è PSI-e:

PSI-e: L2D – L1D = 0,5716 – 0,5994 = -0,0278 W/mK

PSI CON VALORI NEGATIVI

Il valore numerico di PSI è calcolato dalla differenza aritmetica tra flusso bidimensionale (L2D) e monodimensionale (L1D): se il valore di L1D è più grande di L2D, come nel caso riportato qui sopra, il valore di PSI sarà minore di zero. In termini di flusso, dire che il ponte termico è “negativo” ha solo un significato matematico, senza alcun riferimento alla qualità della costruzione alla quale si riferisce.

CONCLUSIONI

Il doppio esempio riportato è utile chiarire cos’è il valore PSI di un ponte termico: si tratta semplicemente di un numero, che serve a “far tornare i conti”, tra il flusso bidimensionale e quello calcolato in modo monodimensionale. Il valore numerico dello PSI varia a seconda di come è impostato il calcolo termico complessivo dell’edificio – secondo le misure interne o esterne.

Lo stesso ponte termico ha diversi valori di PSI, in base a come viene calcolato l’edificio.

Senza sapere se lo PSI fa riferimento alle misure interne o esterne, non è pertanto possibile dire se il flusso termico dato dal ponte è “tanto” o “poco”.

Allo stesso modo, il valore PSI non “sta in piedi da solo”: si riferisce alle stratigrafie e alla geometria utilizzata nel calcolo specifico.

Volendo confrontare i valori PSI di diverse soluzioni progettuali, quindi, ha senso farlo solo se questi sono stati calcolati nel medesimo modo (misure interne o esterne).

6 responses to Ponti termici: conoscere il valore PSI

  1. Cos’è un materiale isolante? | Emu Architetti

    […] termico non crea problemi dal punto di vista delle temperature interne (fRsi = 0,94); tuttavia il valore PSI del ponte termico è pari a 0,0247 W/mK: questo valore non è trascurabile ai fini energetici, e va […]

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