Appunti I Corso FTA Trasmissione del calore

TRASMISSIONE DEL CALORE

Sistema di riferimento: edificio. Comfort dell'ambiente. Relazioni tra superfici opache, necessarie per ottenere e ricavare il vita confortevole ed ottimale. Sono importanti le condizioni di temperatura interna relazionate al sistema esterno.

Ho bisogno di compensare l'energia che dal sistema interno va verso l'esterno e vice versa.

Il calore ha una sola direzione tra due sistemi

termine di minori con temperatura maggiore rispetto a quelli minori. Esempio: (disegno) Il calore dell'esterno va verso l'esterno.

OBIETTIVO

rendere minimi i flumi (dispersioni). Maggiore sono le dispersioni devo aumentare l'energia introdotta al sistema interno (sistema disperdente) al fine di ridurre i fabbisogni progetto un involucro edile con la più bassa dispersione. Non più isolanti e più costi di costruzione

Se io pago di più per costruire devo più risparmiare

nei costi di gestione, tabella non ben vantaggiosi.

Oggi ragione furia i requisiti minimi prestazionali.

• CALCOLARE LA QUANTITÀ DELL’EDIFICIO

Come calcolo la quantità di calore che esce dall’edificio?

La trasmissione del calore si divide in tre:

• CONDUZIONE (PIÙ IMPORTANTE) che rappresenta la modalità con cui il

flusso di calore attraverso corpi solidi

(muri vetro ecc.)

• CONVEZIONE scambio di calore fra un fluido e un

corpo solido.

• IRRAGGIAMENTO scambio di calore fra corpi solidi

non a contatto a diff. temperature

Esempio tipo: PARETE OMOGENEA (di un solo materiale)

L’equazione che regola la conduzione (eq. di FOURIER) nelle

pareti monostrato: se la parete è posta in un ΔT fra le

due superfici (Ti e 1 z = Ti 1 z e Ta 1 z) si crea un

flusso di calore. Il flusso di calore detto Q.

Il flusso di calore dipende dalla spessore in modo

Nelle pareti multistrato:

Il procedimento tiene conto delle (diverse) temperature superficiali della parete sono sempre a ΔT, altrimenti non ci sarebbe flusso termico.

La RESISTENZA TERMICA (R) della parete multistrato vale:

R = _Σi=1 (S_i / λ_i)

A denominatore si tiene conto della sommatoria dei vari spessori divisi rispetto a λ.

ESEMPIO

• parete = s: 0,02 intonaco λ = 0,80 W/mK
• s: 0,02 laterizio λ = 0,04 W/mK
• s: 0,06 isolante
• s: 0,02 intonaco

T_i = 18°C

T_e = 0°C

1) Rivestimento interno

2) Cappotto

Il comportamento delle due pareti è molto diverso.

La parete 2 ha una temperatura diversa dalla 1. Con l'is

ternizione c'è meno pericolo di condensa. Cambiamo le tempera

ture superficiali.

INTERAZIONE RADIAZIONE SUPERFICIE

Una parte del flusso viene assorbita, una riflessa e una viene trasmessa.

Il raggio che incide il solido cambia a seconda del materiale

α = FATTORE DI ASSORBIMENTO

ρ = FATTORE DI RIFLESSIONE

τ = FATTORE DI TRASMISSIONE

α + ρ + τ = 1 e il 100%, la somma del raggio radente

Rivela Legge di conservazione dell'energia.

I tre fattori dipendono dell'angolo di incidenza e della lunghezza d'onda.

Loro quindi restiti come α+ρ+τ = f(θ,λ) ovvero in funzione dell'angolo e della lunghezza d'onda.

CORPO NERO = corpo nero ideale che spiegano diversamente

CORPO GRIGIO = corpo reale in cui si ammettono le correnti d'involucro esterno.

Quello nella slide è il comportamento tipo. Se fosse una parete opaca la trasmissione diretta è pari a 0.

pareti opache = τ = 0 ;

Quindi le 3 componenti ci sono sempre numme nelle pareti opache.

Le due piastre si vedono in modo perfetto. Se invece una parte del calore va verso altri corpi, non in modo reciproco, la formula cambia in:

Q̇ = ⟨1_F^{→ Z} A₁⟩ ⋅ σ ⟨T₁⁴ − T₂⁴⟩

F₁^{→ 2} è un fattore di vista. È di tipo geometrico che quantifica la quantità di flusso a seconda della posizione spaziale.

RELAZIONE DI RECIPROCITÀ = è invertibile, come 1 vede 2, 2 vede 1.

F₁^{→ 2} ⋅ A₁ = F₂^{→ 1} ⋅ A₂

Q̇ = ⟨1_F^{→ Z} A₁⟩ ⋅ σ ⟨T₁⁴ − T₂⁴⟩ = ⟨F₂^{→ 1} A₂⟩ ⋅ σ ⟨T₁⁴ − T₂⁴⟩

Quando sono dei corpi neri e corpi grigi?

Intuitivamente, se la quantità di calore che emettono è più bassa rispetto a quella dell'analogo corpo nero. Un corpo grigio parte lo emette per riflessione. Dopo emette solo la quantità che ha ricevuto ed è assorbita.

IDER

• ε < 1
• 0 < ε ≤ 1
• ε = coeff. di emissione

Se invece il corpo è grigio, ρ + α = 1, 2K, ε = 2K-1

Nel corpo grigio, l'equazione diventa: E = ε ⋅ σT₄ in cui ε < α < 1

La resistenza conduttiva è l'inverso della conduttanza.

La trasmittanza è l'inverso della resistenza.

La trasmittanza termica \( U \left[\frac{W}{m^2K}\right] \) ≡ α ≡ \(\frac{1}{R_{TOT}}\) ⇒ \((T_{i}-T_{e})\frac{A}{R_{t}}\)

Q = A∙U(Ti-Te)

I valori massimi di trasmittanza sono regolati dalla legge sulla prestazione energetica degli edifici U ⟨ 0,2 \( \frac{W}{m^2K} \) ;

Superfici trasparenti: U ⟩ 2 \( \frac{W}{m^2K} \)

Valori tipici 0,15 \( \frac{W}{m^2K} \) ; 1,1 \( \frac{W}{m^2K} \)

Legge regionale → certificazione energetica edifici

EPBD 2002/91 C.E.D. → EPBD recenti 2015/...

Nel 2010 evoluzione col concetto dell'edificio a energia 0.

È stato istituito con un nearly 0 (quasi 0)

Soddisfare la progettazione nel rispetto delle prescrizioni energetiche.