Tra le grandezze coinvolte nello studio del comportamento termico di un edificio, la conducibilità termica riveste un ruolo importante in quanto fornisce informazioni essenziali sulla capacità di un materiale di condurre il calore attraverso di esso. Infatti, un migliore comportamento termico di un edificio si traduce in un maggiore comfort interno e in un significativo risparmio energetico.
Cos'è la Conducibilità Termica?
La conduttività termica, espressa dal simbolo λ (lambda) o dalla lettera k, è una proprietà fisica dei materiali che misura la capacità di conduzione del calore. Essa dipende solo dalla natura del materiale, non dalla sua forma.
Nello specifico, la conducibilità termica è il rapporto tra:
- il flusso di calore, cioè la quantità di calore trasferita nell’unità di tempo attraverso l’unità di superficie;
- 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. Un isolante termico è un materiale usato in edilizia (e non solo) ed è caratterizzato dal fatto di costituire una barriera al passaggio del calore (ha cioè poca capacità di condurre il calore).
Ad esempio, se consideriamo due isolanti termici dello stesso spessore, uno con conducibilità termica di 0.034 W/mK e l’altro di 0.036 W/mK, l’isolante termico migliore sarà quello con il valore minore di conducibilità termica 0,034 W/mK. Sarà cioè l’isolante che, a parità di spessore, si lascia attraversare da un minore flusso di calore.
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Conducibilità termica formula
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.
Questa grandezza può essere calcolata mediante la seguente formula:
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.
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Valori di Conducibilità Termica
La conducibilità termica esprime la capacità di un materiale di condurre il calore. Minore è il suo valore e maggiore sarà la capacità isolante del materiale preso in considerazione. Al contrario, maggiore sarà il suo valore più bassa risulterà la capacità isolante della struttura.
Di seguito, alcuni valori della conducibilità termica per i materiali più comunemente impiegati nell’ambito delle costruzioni edilizie:
- Argilla espansa: λ=0.09 (w/mk)
- Lana di vetro/di roccia: λ=0.04 (w/mk)
- Polistirolo espanso: λ=0.04 (w/mk)
- Polistirolo estruso: λ=0.035 (w/mk)
- Poliuretano espanso: λ=0.03 (w/mk)
Le lane minerali (lana di roccia, lana di vetro) hanno una conducibilità termica variabile λ tra 0,035 e 0,04 W/mK. Rispetto ai polistireni questi isolanti sono molto traspiranti (µ=1-5) e devono essere protetti contro l’umidità prevedendo sulla superficie calda un freno al vapore (o eventualmente barriera): si consiglia di effettuare una verifica igrometrica della struttura mediante i diagrammi di Glaser.
Esempio di Applicazione
La conduttività è un parametro caratteristico dei materiali che deve essere indicato nei parametri termofisici che li caratterizzano. Influenza direttamente il comportamento dell’intera stratigrafia e la sua capacità di non disperdere calore.
Ecco un esempio di una muratura in blocchi di laterizio isolata con cappotto termico esterno realizzato con pannelli di EPS grafitato (sp. 10 cm) elaborato con il software per la certificazione energetica.
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Protezione dal Calore Estivo
Un importante punto di approccio è senz'altro costituito da elementi costruttivi non trasparenti, come le pareti o le superfici del tetto. Qui i materiali coibenti in fibra di legno FiberTherm aiutano a lasciare fuori il caldo - anche per i locali sottotetto. Questo perché le mansarde tendono a riscaldarsi molto in estate.
Il motivo spesso non è attribuibile semplicemente a un isolamento termico insufficiente del tetto, ma anche alla ridotta capacità di immagazzinamento degli strati dell'elemento strutturale. Molte strutture non riescono ad opporre una resistenza sufficiente all'elevato irraggiamento termico del sole estivo. La soluzione è costituita da elementi costruttivi con una massa termica particolarmente elevata, come i materiali coibenti in fibra di legno FiberTherm. Nelle ore pomeridiane assorbono il calore e lo "tamponano" fino alle ore serali, più fresche.
Sfasamento termico
Lo sfasamento termico corrisponde al periodo temporale tra il subentrare della temperatura massima all'esterno ed il subentrare della massima temperatura all'interno. Nell'esempio di cui sopra questo corrisponde a 12 ore, estendendosi dalle ore 14.00 alle ore 2.00. Si deve mirare ad uno sfasamento termico di almeno 10 ore.
Una parte del calore accumulato nell'elemento costruttivo viene quindi nuovamente deviata verso l'esterno. Conseguentemente sul fronte interno dell'edificio non si generano gli stessi livelli di temperatura che si hanno sul lato esterno.
La regolazione dell'attenuazione della temperatura e dello sfasamento termico è particolarmente importante nel tetto. Nel tetto il rapporto della superficie esterna rispetto alla cubatura è molto sfavorevole. Questo perché i locali sottotetto hanno un'ampia superficie di trasmissione del calore in confronto all'esiguità della cubatura. In estate sotto alla copertura del tetto si generano alte temperature (fino a 80°C), che a loro volta intensificano il riscaldamento dei locali sottostanti.
Risanamento del Tetto
Risanamento del tetto dall'esterno
La variante di ristrutturazione ideale, se il sottotetto è già stato reso abitabile e non si intende compromettere l'ambiente all'interno. Una volta rimosso il vecchio manto di copertura, le intercapedini delle travi vengono isolate con un materiale isolante flessibile come FiberTherm flex50 o FiberTherm flex60. Per massimizzare l'effetto isolante, in seguito viene posato anche un pannello rigido di risanamento FiberTherm Universal direttamente sulle travi.
Risanamento del tetto dall'interno
In questa variante di risanamento non serve né un'impalcatura, né un rinnovo del manto di copertura esistente.Una volta rimosso il vecchio rivestimento interno (se presente), le intercapedini delle travi vengono isolate con un materiale coibente flessibile come FiberTherm flex50 o FiberTherm flex60. Per massimizzare l'effetto isolante, mediante una listellatura applicata trasversalmente è possibile montare una coibentazione supplementare. Doppio vantaggio: Questo strato può essere utilizzato come piano di installazione, ad es.