DETERMINAZIONE DELLA CONDUCIBILITA` TERMICA DI UN

DETERMINAZIONE DELLA CONDUCIBILITA’ TERMICA
DI UN BLOCCO DI LATERIZIO
(rif. UNI EN 1745:2005)
Stabilimento: ISOLA VICENTINA
Via Capiterlina, 141 – 36033 Isola Vicentina (VI)
Tel. 0444/977009 fax 0444/976780
Linea di produzione: CAPITERLINA
Oggetto:
Determinazione della conducibilità termica di un blocco di
laterizio riempito di perlite (rif. flusso verticale)
Alveolater Bio Taurus 30
Relazione:
n°01-02_PT/12
In conformità a quanto indicato nel Decreto Legislativo 192 del 19/8/2005 “Attuazione della direttiva
2002/91/ CE relativa al rendimento energetico degli edifici”, nel Decreto Legislativo 311 del 29/12/2006 di
aggiornamento; nel D.M. 12/7/2005 di recepimento della norma UNI EN 771-1:2004 “Specifica per elementi
in muratura. Elementi per muratura di laterizio”, e nella norma UNI EN 1745:2005 “Muratura e prodotti per
muratura. Metodi per determinare i valori termici di progetto”
Il tecnico calcolatore attesta che
il valore della conduttività termica "" dell'impasto è stato ottenuto mediante prova su tre
campioni rappresentativi della produzione, dai quali è stato ricavato il valore base
secondo UNI EN 1745 punto 4.2.2.4 e che tale valore è stato utilizzato come valore per il
calcolo della trasmittanza unitaria "U".
Vicenza, Gennaio 2012
Data
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Dott. Ing. Michele Destro
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DESCRIZIONE DEL METODO DI CALCOLO
La valutazione della conducibilità termica è stata svolta con il programma CRTherm, conforme ai
requisiti previsti dalla UNI EN 1745, Appendice D, utilizzando il metodo degli elementi finiti
applicato ad una sezione piana bidimensionale dei blocchi parallela alla direzione macroscopica
del flusso termico (valutato nella direzione parallela ai fori, adeguatamente riempiti con materiale
isolante). Nel caso specifico il blocco è stato valutato considerando il flusso termico verticale.
Le caratteristiche del blocco sono:
Dimensione del blocco (A x B x H)
Percentuale forometria
f
=
30 x 44 x 15
<
45 %
cm
X Piane
Facce:
Incastro
Disegno del blocco
Elemento:
A
B

La conduttività dell'impasto è stata ricavata sperimentalmente;

Le resistenze termiche superficiali sono state ricavate dalla norma UNI EN ISO 6946-2008
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CONDIZIONI E DATI DI INPUT
Impasto
Laterizio:
Materiale di
riempimento:
Peso specifico impasto:

=
1610
kg/m3
Conducibilità impasto:

=
0.311
W/mK
Peso specifico:

=
110-120
kg/m3
Conducibilità:

=
0.050
W/mK
SCHEMA E OBIETTIVO DI CALCOLO
Il presente calcolo è funzionale alla risoluzione del ponte termico che si crea tra il “primo corso” di
blocchi (partenza della muratura a livello campagna) ed il massetto di riempimento del solaio.
Nel punto d’incrocio, tra il paramento verticale e l’elemento orizzontale, il flusso termico
(perpendicolare alle isoterme - parallele al piano di calpestio) presenta una direzione verticale
che i blocchi di laterizio, calcolati per opporre una resistenza al passaggio di calore in direzione
orizzontale, non riescono a “contrastare”.
Oggetto dell’attuale verifica è di calcolare la conducibilità termica del blocco ponendo come
ipotesi la direzione del flusso termico parallelo ai fori.
Si è quindi ipotizzato di analizzare il blocco (considerato riempito di perlite) suddividendolo in
molteplici “fette” parallele al verso del flusso termico.
Nell’ottica di una semplificazione, ma senza perdere di veridicità, si è utilizzata la simmetria del
blocco nella direzione lungo il piano di posa (A – taglio lungo) mentre la seconda direzione (B –
taglio corto) è stata presa per intero.
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Linee di taglio - direzione A
Linea di simmetria
9 0.0052
8 0.0314
7 0.0104
6 0.0262
5 0.0102
4 0.0214
3 0.0102
2 0.0214
1 0.0136
Linee di taglio - direzione B
Data
09/01/12
21
20
19
0.0183
0.0104
18
0.0445
17
16
15
14
13
12
11
0.0102
10
0.0445
9
0.0104
8
0.0335
7
0.0102
6
0.0335
5
0.0104
4
0.0445
3
2
1
0.0102
0.0140
0.0281
0.0102
0.0165
0.0102
0.0281
0.0102
0.0281
0.0138
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LINEE DI TAGLIO LUNGO DIREZIONE A
Disegno della mesh e andamento del flusso termico
Di seguito si riportano le immagini dove si evince:
- la discretizzazione definita attraverso un adeguato numero di elementi finiti.
- L’andamento delle isoterme risultanti, attribuendo a tutti i punti della faccia interna una temperatura
fissa di 20K e a quelli della faccia esterna 0K.
CALCOLO TERMICO – linea 1 (L = 1.36 cm)
La linea non interseca cavità, quindi il valore della conducibilità termica è pari al parametro di input
dell’argilla= 0.311 W/mK
Conduttività equivalente L_1:
eq =
0.311
W/mK
CALCOLO TERMICO – linea 2 (L = 2.14 cm)
La linea interseca le cavità, come riportato di seguito nella discretizzazione:
RISULTATI DEL CALCOLO TERMICO – linea 2
Di seguito si riportano i risultati, ottenuti attraverso il calcolo termico precedentemente descritto,
caratterizzanti il singolo elemento:
Conduttività equivalente L_2:
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eq =
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0.141
W/mK
CALCOLO TERMICO – linea 3 (L 1.02 cm)
La linea non interseca cavità, quindi il valore della conducibilità termica è pari al parametro di input
dell’argilla= 0.311 W/mK
Conduttività equivalente L_3:
eq =
0.311
W/mK
CALCOLO TERMICO – linea 4 (L = 2.14 cm)
La linea interseca le cavità, come riportato di seguito nella discretizzazione:
RISULTATI DEL CALCOLO TERMICO – linea 4
Di seguito si riportano i risultati, ottenuti attraverso il calcolo termico precedentemente descritto,
caratterizzanti il singolo elemento:
Conduttività equivalente L_4:
eq =
0.138
W/mK
CALCOLO TERMICO – linea 5 (L = 1.02 cm)
La linea non interseca cavità, quindi il valore della conducibilità termica è pari al parametro di input
dell’argilla= 0.311 W/mK
Conduttività equivalente L_5:
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eq =
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0.311
W/mK
CALCOLO TERMICO – linea 6 (L = 2.62 cm)
La linea interseca le cavità, come riportato di seguito nella discretizzazione:
RISULTATI DEL CALCOLO TERMICO – linea 6
Di seguito si riportano i risultati, ottenuti attraverso il calcolo termico precedentemente descritto,
caratterizzanti il singolo elemento:
Conduttività equivalente L_6:
eq =
0.142
W/mK
CALCOLO TERMICO – linea 7 (L = 1.04 cm)
La linea interseca le cavità, come riportato di seguito nella discretizzazione:
RISULTATI DEL CALCOLO TERMICO – linea 7
Di seguito si riportano i risultati, ottenuti attraverso il calcolo termico precedentemente descritto,
caratterizzanti il singolo elemento:
Conduttività equivalente L_7:
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eq =
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0.228
W/mK
CALCOLO TERMICO – linea 8 (L = 3.14 cm)
La linea interseca le cavità, come riportato di seguito nella discretizzazione:
RISULTATI DEL CALCOLO TERMICO – linea 8
Di seguito si riportano i risultati, ottenuti attraverso il calcolo termico precedentemente descritto,
caratterizzanti il singolo elemento:
Conduttività equivalente L_8:
eq =
0.115
W/mK
CALCOLO TERMICO – linea 9 (L = 0.52 cm)
La linea interseca le cavità, come riportato di seguito nella discretizzazione:
RISULTATI DEL CALCOLO TERMICO – linea 9
Di seguito si riportano i risultati, ottenuti attraverso il calcolo termico precedentemente descritto,
caratterizzanti il singolo elemento:
Conduttività equivalente L_9:
Data
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eq =
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0.238
W/mK
RISULTATI DEL CALCOLO TERMICO – linee di taglio direzione A
Raggruppando i valori determinati e “pesandoli” in relazione alla LUNGHEZZA della striscia
considerata otteniamo:
Linea 1
L1 = 1.36 cm
1 = 0.311 W/mK
Linea 2
L2 = 2.14 cm
2 = 0.141 W/mK
Linea 3
L3 = 1.02 cm
3 = 0.311 W/mK
Linea 4
L4 = 2.14 cm
4 = 0.138 W/mK
Linea 5
L5 = 1.02 cm
5 = 0.311 W/mK
Linea 6
L6 = 2.62 cm
6 = 0.142 W/mK
Linea 7
L7 = 1.04 cm
7 = 0.228 W/mK
Linea 8
L8 = 3.14 cm
8 = 0.115 W/mK
Linea 9
L9 = 0.52 cm
9 = 0.238 W/mK
A = [(1 *L1) + (2 *L2) + (3 *L3) + (4 *L4) + (5 *L5) + (6 *L6) + (7 *L7) + (8 *L8) + (9
*L9)] / Ltot = 0.183 W/mK
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LINEE DI TAGLIO LUNGO DIREZIONE B
Disegno della mesh e andamento del flusso termico
Di seguito si riportano le immagini dove si evince:
- la discretizzazione definita attraverso un adeguato numero di elementi finiti.
- L’andamento delle isoterme risultanti, attribuendo a tutti i punti della faccia interna una temperatura
fissa di 20K e a quelli della faccia esterna 0K.
CALCOLO TERMICO – linea 1 (L = 1.40 cm)
La linea non interseca cavità, quindi il valore della conducibilità termica è pari al parametro di input
dell’argilla= 0.311 W/mK
Conduttività equivalente L_1:
eq =
0.311
W/mK
CALCOLO TERMICO – linea 2 (L = 2.81 cm)
La linea interseca le cavità, come riportato di seguito nella discretizzazione:
RISULTATI DEL CALCOLO TERMICO – linea 2
Di seguito si riportano i risultati, ottenuti attraverso il calcolo termico precedentemente descritto,
caratterizzanti il singolo elemento:
Conduttività equivalente L_2:
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eq =
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0.157
W/mK
CALCOLO TERMICO – linea 3 (L = 1.02 cm)
La linea non interseca cavità, quindi il valore della conducibilità termica è pari al parametro di input
dell’argilla= 0.311 W/mK
Conduttività equivalente L_3:
eq =
0.311
W/mK
CALCOLO TERMICO – linea 4 (L = 4.45 cm)
La linea interseca le cavità, come riportato di seguito nella discretizzazione:
RISULTATI DEL CALCOLO TERMICO – linea 4
Di seguito si riportano i risultati, ottenuti attraverso il calcolo termico precedentemente descritto,
caratterizzanti il singolo elemento:
Conduttività equivalente L_4:
Data
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eq =
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0.143
W/mK
CALCOLO TERMICO – linea 5 (L = 1.04 cm)
La linea interseca le cavità, come riportato di seguito nella discretizzazione:
RISULTATI DEL CALCOLO TERMICO – linea 5
Di seguito si riportano i risultati, ottenuti attraverso il calcolo termico precedentemente descritto,
caratterizzanti il singolo elemento:
Conduttività equivalente L_5:
eq =
0.203
W/mK
CALCOLO TERMICO – linea 6 (L = 3.35 cm)
La linea interseca le cavità, come riportato di seguito nella discretizzazione:
RISULTATI DEL CALCOLO TERMICO – linea 6
Di seguito si riportano i risultati, ottenuti attraverso il calcolo termico precedentemente descritto,
caratterizzanti il singolo elemento:
Conduttività equivalente L_6:
Data
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eq =
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0.124
W/mK
CALCOLO TERMICO – linea 7 (L = 1.02 cm)
La linea interseca le cavità, come riportato di seguito nella discretizzazione:
RISULTATI DEL CALCOLO TERMICO – linea 7
Di seguito si riportano i risultati, ottenuti attraverso il calcolo termico precedentemente descritto,
caratterizzanti il singolo elemento:
Conduttività equivalente L_7:
eq =
0.232
W/mK
CALCOLO TERMICO – linea 8 (L = 3.35 cm)
La linea interseca le medesime cavità della linea 6, quindi il valore della conducibilità termica sarà pari a:
Conduttività equivalente L_8:
eq =
0.124
W/mK
CALCOLO TERMICO – linea 9 (L = 1.04 cm)
La linea interseca le medesime cavità della linea 5, quindi il valore della conducibilità termica sarà pari a:
Conduttività equivalente L_9:
Data
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eq =
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0.203
W/mK
CALCOLO TERMICO – linea 10 (L = 4.45 cm)
La linea interseca le medesime cavità della linea 4, quindi il valore della conducibilità termica sarà pari a:
Conduttività equivalente L_10:
eq =
0.143
W/mK
CALCOLO TERMICO – linea 11 (L = 1.02 cm)
La linea non interseca cavità, quindi il valore della conducibilità termica è pari al parametro di input
dell’argilla= 0.311 W/mK
Conduttività equivalente L_11:
eq =
0.311
W/mK
CALCOLO TERMICO – linea 12 (L = 2.81 cm)
La linea interseca le medesime cavità della linea 2, quindi il valore della conducibilità termica sarà pari a:
Conduttività equivalente L_12:
eq =
0.157
W/mK
CALCOLO TERMICO – linea 13 (L = 1.02 cm)
La linea non interseca cavità, quindi il valore della conducibilità termica è pari al parametro di input
dell’argilla= 0.311 W/mK
Conduttività equivalente L_13:
Data
09/01/12
eq =
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0.311
W/mK
CALCOLO TERMICO – linea 14 (L = 1.65 cm)
La linea interseca le cavità, come riportato di seguito nella discretizzazione:
RISULTATI DEL CALCOLO TERMICO – linea 14
Di seguito si riportano i risultati, ottenuti attraverso il calcolo termico precedentemente descritto,
caratterizzanti il singolo elemento:
Conduttività equivalente L_14:
eq =
0.132
W/mK
CALCOLO TERMICO – linea 15 (L = 1.02 cm)
La linea non interseca cavità, quindi il valore della conducibilità termica è pari al parametro di input
dell’argilla= 0.311 W/mK
Conduttività equivalente L_15:
eq =
0.311
W/mK
CALCOLO TERMICO – linea 16 (L = 2.81 cm)
La linea interseca le medesime cavità della linea 2, quindi il valore della conducibilità termica sarà pari a:
Conduttività equivalente L_16:
Data
09/01/12
eq =
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0.157
W/mK
CALCOLO TERMICO – linea 17 (L = 1.02 cm)
La linea non interseca cavità, quindi il valore della conducibilità termica è pari al parametro di input
dell’argilla= 0.311 W/mK
Conduttività equivalente L_17:
eq =
0.311
W/mK
CALCOLO TERMICO – linea 18 (L = 4.45 cm)
La linea interseca le medesime cavità della linea 4, quindi il valore della conducibilità termica sarà pari a:
Conduttività equivalente L_18:
eq =
0.143
W/mK
CALCOLO TERMICO – linea 19 (L = 1.04 cm)
La linea interseca le cavità, come riportato di seguito nella discretizzazione:
RISULTATI DEL CALCOLO TERMICO – linea 19
Di seguito si riportano i risultati, ottenuti attraverso il calcolo termico precedentemente descritto,
caratterizzanti il singolo elemento:
Conduttività equivalente L_19:
Data
09/01/12
eq =
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0.205
W/mK
CALCOLO TERMICO – linea 20 (L = 1.83 cm)
La linea interseca le cavità, come riportato di seguito nella discretizzazione:
RISULTATI DEL CALCOLO TERMICO – linea 20
Di seguito si riportano i risultati, ottenuti attraverso il calcolo termico precedentemente descritto,
caratterizzanti il singolo elemento:
Conduttività equivalente L_20:
eq =
0.174
W/mK
CALCOLO TERMICO – linea 21 (L = 1.40 cm)
La linea non interseca cavità, quindi il valore della conducibilità termica è pari al parametro di input
dell’argilla= 0.311 W/mK
Conduttività equivalente L_21:
Data
09/01/12
eq =
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0.311
W/mK
RISULTATI DEL CALCOLO TERMICO – linee di taglio direzione B
Raggruppando i valori determinati e “pesandoli” in relazione alla LUNGHEZZA della striscia
considerata otteniamo:
Linea 1
L1 = 1.40 cm
1 = 0.311 W/mK
Linea 2
L2 = 2.81 cm
2 = 0.157 W/mK
Linea 3
L3 = 1.02 cm
3 = 0.311 W/mK
Linea 4
L4 = 4.45 cm
4 = 0.143 W/mK
Linea 5
L5 = 1.04 cm
5 = 0.203 W/mK
Linea 6
L6 = 3.35 cm
6 = 0.124 W/mK
Linea 7
L7 = 1.02 cm
7 = 0.232 W/Mk
Linea 8
L8 = 3.35 cm
8 = 0.124 W/mK
Linea 9
L9 = 1.04 cm
9 = 0.203 W/mK
Linea 10
L10 = 4.45 cm
10 = 0.143 W/mK
Linea 11
L11 = 1.02 cm
11 = 0.311 W/mK
Linea 12
L12 = 2.81 cm
12 = 0.157 W/mK
Linea 13
L13 = 1.02 cm
13 = 0.311 W/mK
Linea 14
L14 = 1.65 cm
14 = 0.132 W/mK
Linea 15
L15 = 1.02 cm
15 = 0.311 W/mK
Linea 16
L16 = 2.81 cm
16 = 0.157 W/mK
Linea 17
L17 = 1.02 cm
17 = 0.311 W/mK
Linea 18
L18 = 4.45 cm
18 = 0.143 W/mK
Linea 19
L19 = 1.04 cm
19 = 0.205 W/mK
Linea 20
L20 = 1.83 cm
20 = 0.174 W/mK
Linea 21
L21 = 1.40 cm
21 = 0.311 W/mK
Data
09/01/12
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B = [(1 *L1) + (2 *L2) + (3 *L3) + (4 *L4) + (5 *L5) + (6 *L6) + (7 *L7) +8 *L8) + (9
*L9) + (10 *L10) + (11 *L11) + (12 *L12) + (13 *L13) + (14 *L14) + (15 *L15) + (16 *L16)
+ (17 *L17) + (18 *L18) + (19 *L19) + (20 *L20) + (21 *L21)] / Ltot = 0.170 W/mK
CONDUCIBILITÀ TERMICA – RISULTATO FINALE
Nella due direzioni analizzate abbiamo ottenuto:
-
DIREZIONE AA = 0.183 W/mk (sviluppo 30 cm)
-
DIREZIONE BB = 0.170 W/mk (sviluppo 44 cm)
Il valore della conducibilità termica da assegnare al blocco è, anche in questo caso, il
risultato di una ponderazione dei valori determinati in relazione alla direzione di “taglio”
ed alla lunghezza dell’elemento considerato.
Dal calcolo otteniamo λ = 0.1755 W/mk quindi:
Conduttività equivalente del blocco:
Data
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eq =
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0.176
W/mK