Introduzione a Therm: Calcolo Ponte Termico di un Balcone con Analisi Numerica


Therm è un software gratuito per il calcolo dei ponti termici di qualsiasi tipo e forma secondo un metodo numerico molto accurato. Ecco un esempio di applicazione di Therm per il calcolo del ponte termico di un balcone in relazione alla parete a cui esso è strutturalmente collegato.

Considerare o meno nei tuoi calcoli termici l’energia dispersa dal ponte termico generato da un balcone quanto potrebbe incidere ogni anno in termici economici sui consumi per il riscaldamento invernale della tua casa?

Scopriamolo insieme con questo esempio reale del nostro amico e collega Massimiliano.

Introduzione a Therm: Calcolo Ponte Termico di un Balcone

“Vivere in classe A”. Questo è il motto che tutti dovrebbero adottare quando scelgono l’abitazione della loro vita. Anch’io l’ho pensato quando, pieno di entusiasmo, ho acquistato la casa dove vivo tutt’ora. Era il 2007 quando ho messo la firma sul preliminare di vendita, inesperto, ai tempi, di quello che sarebbe diventato negli anni a seguire il mio mondo: l’efficienza energetica.

La casa era perfetta: il cappotto (di ben 8cm!), l’argon nella vetrocamera, il riscaldamento a pavimento. Insomma aveva tutto quanto si potesse leggere, ai tempi, sulle poche riviste che trattavano i temi del risparmio energetico. Poi ho cominciato a studiare la fisica degli edifici, a capire i flussi termici, l’igrometria delle pareti, le caratteristiche dei materiali e oggi più osservo la mia casa più ne vedo i difetti. A livello macroscopico è ok, ma la cura dei dettagli è da mani nei capelli.

Dopo essermi ripreso, avendo visto quanto disperde la porta d’ingresso, mi sono chiesto: ma quanto mi costano questi errorini?

Iniziamo con il balcone disegnandone la sezione:

Sezione ponte termico balcone parete con Therm

Semplifichiamo il disegno utilizzando dei semplici accorgimenti:

  1. tagliamo la sezione ad almeno un metro dal punto d’interesse, come ci suggerisce la norma UNI 10211 parte 1, in modo tale che il flusso di calore alle estremità risulti parallelo al nostro piano di sezione
  2. usiamo delle polyline chiuse così da semplificarci la vita passando da un programma all’altro.

Si dovrebbe ottenere un disegno piuttosto pulito simile a questo:

Sezione ponte termico balcone UNI 10211 parte 1

Utilizziamo quindi Therm, software gratuito dell’università di Berkeley, (puoi scaricare Therm da qui) nella sua versione 5 (fidati ad oggi è più stabile) e settiamolo correttamente per avere un calcolo più preciso, validato dalla normativa italiana, impostando nelle preferenze del programma l’errore di calcolo massimo al 2%.

Therm errore massimo di calcolo

Facciamogli riconoscere automaticamente le aree chiuse con la funzione Underlay e AutoConvert dal menù file e assegniamo a ciascuna area chiusa il proprio materiale:

Therm autoriconoscimento aree chiuse

Diamo a ciascuna area chiusa i materiali corretti, inserendoli dapprima nella libreria (per comodità io li chiamo sempre con la conducibilità termica in modo da riutilizzare il dato per diversi materiali) e successivamente definiamo le condizioni al contorno, le boundary conditions, dove impostiamo temperatura e coefficiente laminare (film coefficient), prestando attenzione al dato da inserire in quest’ultimo: l’inverso della resistenza termica superficiale (Rse e Rsi).

Quindi per una Rse pari a 0,04 mqK/W imposteremo 25,0 W/mqK di valore. Per semplicità utilizziamo la temperatura esterna media mensile di un mese critico dalla UNI 10349 per la zona di Cremona, prendiamo quindi 0,7 °C del mese di gennaio.

Therm assegnazione materiali

Prima di lanciare il calcolo, visto che il nostro fine è la valutazione del ponte termico, è importante definire le u-factors, apparentemente dei nomi (di solito esterno, interno sopra e interno sotto) che indicano il passaggio del flusso termico.

Therm impostazioni condizioni al contorno

Therm impostazioni u-factors

E finalmente lanciamo il calcolo cliccando sul pulsante a forma di fulmine. In poco tempo visualizzeremo le isoterme, ma per quello che vogliamo ottenere dobbiamo cliccare su “u“.

Facciamo due considerazioni:

  • partendo dall’assioma che il flusso entrante deve essere uguale al flusso uscente, moltiplichiamo U-factor x Lenght sia per l’Esterno sia per Interno e Interno2 (quest’ultimi vanno sommati).

    La prima verifica per vedere se abbiamo ragionato correttamente nella definizione dell’u-factor è appunto questa poiché per l’assioma sopra esposto tra esterno ed interno non posso perdere potenza.

  • Il ponte termico è di fatto una zona locale limitata che rappresenta una densità di flusso termico maggiore rispetto agli elementi strutturali adiacenti e pertanto il valore Ѱ (psi) è una correzione utile al calcolo del valore reale.

    Calcoliamo pertanto la trasmittanza lineica Ѱ [W/mK] , sapendo che il valore di trasmittanza della parete omogenea è in questo caso pari a 0,327 W/mqK:

    Therm calcolo del ponte termico

Avendo 14 metri lineari di balconi e prendendo un tempo standardizzato basato sui gradi giorno, 2389 per la città di Castelleone, con una semplice moltiplicazione ottengo 499,75 kWh/anno di energia termica dispersa. Dividendo per 10 (potere calorifico inferiore del gas metano – kWh/Nmc), ottengo i metri cubi di gas e ipotizzando un costo di 0,70 €/mc stimo una spesa annua per errori di progettazione e posa pari a 35 €/anno.

Dall’immagine termografica in alto si nota molto bene anche il davanzale passante e l’errata posa del portoncino d’ingresso, tutti dettagli valutabili attraverso il giochino visto poc’anzi, ma con un unico fattore comune ovvero quello di disperdere energia inutilmente e favorire anche in alcuni casi la formazione di muffa. Bastava progettarli, correggerli e seguire il cantiere.

L’articolo non vuole assolutamente essere esaustivo sull’uso di Therm, ma proprio un’introduzione divertente ai prossimi scritti dove verranno illustrati vari casi studio in modo approfondito con alcune metodologie risolutive. Alla prossima!

A cura di Ing. Massimiliano Busnelli

Ringrazio il collega Massimiliano e approfitto per segnalare questo video, estrapolato dal Corso RESAE Modulo 1 in cui presento un esempio pratico sull’utilizzo di THERM.

Mi aiuti a diffondere l'articolo? Condividilo se ti è piaciuto, grazie!

Hai già scaricato questi fogli di calcolo gratuiti?

Fogli excel per calcoli termici edifici: epi limite, risparmio energetico, indici di comfort, trasmittanza, prestazione energetica, raccolta dati ape Non perderti queste guide e fogli excel gratuiti per lavorare agevolmente nel risparmio energetico e sostenibilità ambientale degli edifici
Privacy

Commenti blog

  1. Bruno
  2. Omar
  3. Nicoletta
  4. Paolo
  5. Salvatore
  6. Irene
  7. Massimiliano Busnelli
  8. Stefano
  9. Massimiliano Busnelli
  10. Visuali
  11. Nicoletta
  12. Guido
  13. Irene
  14. Pietro
  15. Antonietta
  16. Riccardo
  17. Giulia
  18. Massimiliano Busnelli
  19. Jimmi
  20. Sabrina
  21. Maurizio
  22. Massimiliano Busnelli
  23. Enrico
  24. Roberto
  25. Marco
  26. Massimiliano Busnelli
  27. Paolo
  28. Enrico
  29. Michele
  30. Massimiliano Busnelli
  31. Enrico
  32. Massimiliano Busnelli
  33. Enrico
  34. Paolo
  35. Paolo
  36. Massimiliano Busnelli
  37. Francesco
  38. Cinzia
  39. Stefano
  40. Stefano
  41. Francesco
  42. Massimiliano Busnelli
  43. Francesco
  44. Michele
  45. Massimiliano Busnelli
  46. Stefano
  47. Stefania Mirandola
  48. Marta
  49. Massimiliano Busnelli
  50. Marta
  51. Alessandro
  52. Luca
  53. Massimiliano Busnelli
  54. Enrico
  55. Luca
  56. Luca
  57. Luca
  58. Antonio
  59. Lorenzo
  60. Ginaluca
  61. Ginaluca
  62. davucci.

Lascia un commento

Questo sito usa Akismet per ridurre lo spam. Scopri come i tuoi dati vengono elaborati.