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I ponti termici nell’edificio

Il calcolo e la modellazione in edifici nuovi ed esistenti
08/04/2015 - Ing. Annachiara Castagna, Servizio di Assistenza Tecnica Logical Soft
È risaputo che la novità più eclatante delle UNI TS 11300:2014, ed anche la più conosciuta da certificatori e progettisti, è stata l'abolizione della maggiorazione percentuale del ponte termico sulle strutture.

Prima dell'entrata in vigore delle UNI TS 11300: 2014 era possibile, nel caso di edifici esistenti, valutare l'incremento di fabbisogno dovuto alla presenza di un ponte termico con l'applicazione di una percentuale a scelta tra i valori del prospetto 4 della UNI TS 11300-1:2008.

Ora invece è sempre necessario valutare la trasmittanza del ponte termico attraverso un metodo numerico e indicare in modo dettagliato lo sviluppo effettivo del ponte termico nell'edificio, sia che si tratti di un edificio di nuova costruzione che di un fabbricato esistente: qui sorge una difficoltà oggettiva per il certificatore energetico il quale, nella grande maggioranza dei casi, non conosce né la stratigrafia degli elementi che costituiscono l'involucro, né il loro sviluppo complessivo all'interno dell'edificio.

È proprio da questa esigenza che il team di sviluppo di TERMOLOG ha realizzato una serie di strumenti che permettono di ottemperare alle richieste normative in modo puntuale ma estremamente immediato: i Moduli PROGETTISTA e CERTIFICATORE di TERMOLOG ad esempio sono stati aggiornati gratuitamente includendo un set minimo di ponti termici precalcolati a partire dall'abaco delle strutture della UNI TR 11552; il modulo CERTIFICATORE inoltre unisce ai classici metodi di input grafico e tabellare il wizard dei ponti termici, una semplice procedura guidata che consente con un unico click tutti i ponti termici dell'edificio.

Il Modulo PONTI TERMICI inoltre aggiunge una gamma di circa duecento tipologie di ponti termici calcolabili in funzione delle stratigrafie dell'edificio che permettono una valutazione della trasmittanza lineica per ogni tipo di struttura, sia per la certificazione energetica che per il progetto di nuovi edifici

Cosa sono e come si calcolano i ponti termici
La definizione di ponte termico è contenuta all'interno dell'Allegato A del D.Lgs 192/2005:
il ponte termico è la discontinuità di isolamento termico che si può verificare in corrispondenza agli innesti di elementi strutturali (solai e pareti verticali o pareti verticali tra loro)[...]
Il ponte termico si definisce corretto quando la trasmittanza termica della parete fittizia (il tratto di parete esterna in corrispondenza del ponte termico) non supera per più del 15% la trasmittanza termica della parete corrente.

Il ponte termico corretto non ha un reale senso fisico, ma viene introdotto dall'allegato per motivazioni legate alle verifiche richieste dai decreti nazionale o regionali sulle strutture di un progetto. La valutazione della correzione o meno del ponte termico si esegue infatti con questa modalità: a partire dall'elemento di superficie e dalla dimensione del ponte termico si valuta la disuguaglianza
[(ΨPT * lPT)/ APAR] > (0,15 * UPAR)
Dove
ΨPT  è la trasmittanza lineica del ponte termico
lPT è la lunghezza di sviluppo del ponte termico
APAR è l'area della struttura su cui è applicato il ponte termico
UPAR è la trasmittanza termica della struttura

Se la disuguaglianza è negativa la verifica di trasmittanza riguarderà la trasmittanza termica della struttura; in caso contrario la verifica verrà eseguita sulla trasmittanza incrementata per la presenza del ponte termico, senza ulteriori implicazioni sulla reale correzione o meno della fuoriuscita di calore dovuta alla presenza del ponte termico.

Il fatto che un ponte termico sia considerato corretto non significa che quindi non debba essere conteggiato come dispersione nell'edificio, ma semplicemente che l'eventuale verifica richiesta in fase di progetto verrà fatta con la trasmittanza U della parete originale, senza incrementi. Nella certificazione energetica quindi, dove non è richiesto alcun tipo di verifica, il concetto di ponte termico corretto non è da considerarsi e in linea generale il ponte termico non deve essere considerato laddove la realizzazione effettiva dell'involucro impedisce la formazione di discontinuità al passaggio di calore: basti pensare all'utilizzo di isolanti che fasciano un balcone aggettante o un cappotto esterno con risvolto sulla mazzetta dell'infisso, casi in cui si controlla realmente il flusso di calore interno-esterno.
Ma quanti e quali tipi di ponti termici esistono? Sostanzialmente possiamo riassumere tre tipologie di ponte termico: quello geometrico, dove la discontinuità è data dalla differente superficie disperdente tra interno ed esterno come nel caso di un angolo; il ponte termico con discontinuità termo-fisica, dove l'interruzione e la diversità di materiale provocano un diverso comportamento al passaggio di calore; e infine il ponte termico caratterizzato da una discontinuità geometrica e termofisica, che unisce i due comportamenti precedenti.

In questo momento in tutta Italia, tranne in Regione Lombardia, è in vigore la norma UNI TS 11300-1:2014 che riporta al capitolo 11.1.3:
Lo scambio termico di energia per trasmissione attraverso i ponti termici deve essere calcolato secondo il punto 5 della UNI EN ISO 14683:2008.[...] E' sempre da escludersi l'utilizzo di valori di progetto della trasmittanza termica lineare riportati nell'allegato A della UNI EN ISO 14683:2008.
Questo significa che:

Prima della UNI TS 11300-1:2014, in vigore dal 2 ottobre 2014, era possibile per il certificatore energetico o genericamente nel caso di edificio esistente applicare una maggiorazione percentuale qualitativa alla struttura opaca su cui considerare il ponte termico. Per i nuovi edifici e le verifiche di legge 10 era ammesso l'utilizzo dell'Appendice A della UNI EN ISO 14683 che indicava alcuni valori tabellati di trasmittanza termica lineica per diverse tipologie di ponte termico.

Oggi, con l'entrata in vigore della nuova norma è sempre obbligatorio il calcolo puntuale del ponte termico, ovvero l'inserimento del ponte termico con l'effettiva lunghezza di sviluppo. Inoltre non è possibile riferirsi alle tipologie predefinite di ponti termici ma è necessario sempre il ricalcolo di un ΨPT contestualizzata all'effettivo involucro dal quale viene generato. Da qui emerge il chiaro aumento di complessità nell'introduzione delle caratteristiche disperdenti dell'involucro dell'edificio, soprattutto nel caso di edifici esistenti per i quali non si conosce l'effettiva successione dei materiali presenti nelle stratigrafie ma che risulta necessario ipotizzare per valutare la trasmittanza termica lineica del ponte termico.

I Moduli CERTIFICATORE e PROGETTISTA di TERMOLOG contengono un set minimo di ponti termici calcolati dal team di Logical Soft a partire dalle stratigrafie presenti nella norma UNI TR 11552, norma che ha sostituito le appendici A e B della vecchia UNI TS 11300-1:2008 e che contiene le stratigrafie utilizzabili dal certificatore energetico nel caso di edifici esistenti. I valori del coefficiente di trasmissione lineica indicati possono essere utilizzati a condizione che le dimensioni e le proprietà termiche siano simili a quelle del dettaglio considerato.

Per vedere una sintesi dei ponti termici già presenti nei Moduli CERTIFICATORE e PROGETTISTA scarica il documento che esplicita i dettagli di calcolo delle trasmittanze dalla pagina di supporto >>>

Il calcolo della Ψ del ponte termico può essere eseguito tramite un calcolo numerico ad elementi finiti contenuto nella UNI EN ISO 10211: questa norma prevede l'individuazione di un modello geometrico costituito da una serie di piani di tagli e dal terreno. L'obiettivo è quello di calcolare le dispersioni termiche attraverso l'analisi dei flussi di calore e del campo delle temperature del modello; da qui si valutano le temperature superficiali degli strati e si può ottenere il classico andamento colorato delle isoterme rappresentativo di questa valutazione.

Un metodo alternativo è quello di riferirsi alla valutazione analitica dei ponti termici in base ad atlanti conformi alla UNI EN ISO 14683: questa valutazione si basa normalmente su un calcolo ad elementi finiti con condizioni al contorno prefissate, il che significa semplificare di molto quel modello geometrico a piani di taglio richiesto dalla UNI EN ISO 10211. In questo caso i ponti termici hanno geometria variabile parametrica e la trasmittanza lineica viene valutata in funzione delle caratteristiche dimensionali e materiche della stratigrafica che compone l'involucro.

Questa metodo è utilizzato dal Modulo PONTI TERMICI di TERMOLOG che permette di calcolare un'ampia gamma di tipologie di ponti termici parametrici che consentono una valutazione della trasmittanza lineica per ogni tipo di struttura sia per la certificazione energetica che per il progetto di nuovi edifici.
I ponti termici sono caratterizzati da tre tipologie di trasmittanza lineica:
  • Ψe quando si considerano le dimensioni esterne dell'edificio ovvero le superfici di involucro vengono inserite con dimensioni lorde
  • Ψi quando si considerano le dimensioni interne nette degli ambienti, ovvero le superfici di involucro vengono inserite con dimensioni nette, al netto dei tramezzi interni
  • Ψoi quando si considerano le dimensioni interne degli ambienti, ovvero le superfici di involucro vengono inserite con dimensioni nette, al lordo dei tramezzi interni
Le tre trasmittanze possono avere valori diversi: se pensiamo ad esempio ad un angolo la Ψe dovrà correggere la superficie disperdente che è stata calcolata già maggiorata, poiché nell'indicazione delle lunghezze l'angolo è stato considerato sia per la parete di destra che per quella di sinistra; alla Ψi  invece verrà dato il compito di maggiorare quella superficie angolare che nessuna delle due strutture che costituiscono l'angolo ha considerato.
Da ultimo anche la lunghezza di sviluppo del ponte termico dovrà seguire queste stesse caratteristiche: se pensiamo ad esempio ad un pilastro, nel caso in cui si considerino dimensioni esterne (lorde), la lunghezza di sviluppo sarà l'altezza lorda, comprensiva degli spessori di pavimento e soffitto ovviamente totali o dimezzati a seconda del verso di dispersione; alternativamente la lunghezza sarà solamente l'altezza netta tra estradosso e intradosso dei solai.

I ponti termici possono esistere con qualsiasi verso di dispersione ovvero esterno, verso ambienti non climatizzati; verso terreno e la norma UNI TS 11300-1:2014 aggiunge un'importante considerazione che il certificatore e il progettista devono tenere presente nella discretizzazione dell'involucro disperdente di una pluralità di zone termiche:
nel caso in cui il ponte termico si riferisca ad un giunto tra due strutture che coinvolgono due zone termiche diverse, il valore della trasmittanza termica lineare deve essere ripartito in parti uguali tra due zone interessate.
Le soluzioni di TERMOLOG al problema dei PONTI TERMICI
Abbiamo visto come il tema dei ponti termici negli edifici sia estremamente più complesso con la nuova norma UNI 2014: tutti i certificatori ed i progettisti si trovano ad affrontare il problema del calcolo e dell'inserimento del ponte termico nell'involucro dell'edificio che si sta analizzando.

La complessità per il certificatore energetico risiede nella valutazione della trasmittanza lineica e nell'inserimento delle dimensioni, per il progettista invece nel contenimento delle dispersioni e nell'ottemperare alle verifiche di legge richieste. Anche la nuova Legge 90 e il nuovo decreto Requisiti Minimi contemplano il ponte termico, non più come verifica di trasmittanza incrementale ma come obbligo di verifica sull'eventuale formazione di muffe e condensa.

Con TERMOLOG ha a disposizione un insieme di strumenti avanzati per il calcolo e l'inserimento dei ponti termici nell'involucro disperdente dell'edificio, primo tra tutti il wizard dei PONTI TERMICI che permette di introdurre tutti i ponti termici dell'edificio con una rapida procedura guidata: basta scegliere la tipologia di ponte termico tra angolo, pilastro, serramento, pavimento, balcone o parete interna su esterna e selezioni la struttura relativa dall'archivio. TERMOLOG propone automaticamente la lunghezza di sviluppo del ponte termico indicando l'altezza per le discontinuità verticali, il perimetro di tutti i serramenti per il ponte termico relativo agli infissi o il perimetro del pavimento nel caso di interruzione solaio-chiusura: basta indicare la quantità di ponti termici della stessa tipologia che si riscontrano nell'edificio per vedere velocemente compilata la tabella delle dispersioni.
Il Modulo PONTI TERMICI di TERMOLOG aggiunge al set minimo di ponti termici precalcolati più di duecento categorie di ponte termico valutabili in accordo con la UNI EN ISO 14683: il Modulo PONTI TERMICI permette infatti di calcolare la trasmittanza lineica del ponte termico a partire dalle stratigrafie proprie delle strutture presenti nel progetto o nella certificazione energetica, contemplando anche strutture con trasmittanze estremamente ridotte, tipiche degli involucri molto performanti a cui puntano gli edifici a energia quasi zero che dovranno essere progettati e calcolati nei prossimi anni: è possibile valutare cosa cambia per un balcone completamente privo di isolamento, per un balcone isolato solo superiormente, inferiormente, completamente fasciato o isolato tramite connettori.
Il Modulo PONTI TERMICI permette quindi di rispondere alla richiesta della nuova UNI TS 11300-1:2014 che rende necessario contestualizzare e legare il ponte termico al reale involucro dell'edificio oggetto del calcolo.
Con i Moduli CERTIFICATORE e PROGETTISTA è possibile verificare l'incidenza dei ponti termici sulle strutture e simulare rapidamente diverse opzioni di calcolo: lo strumento CONFRONTA di TERMOLOG permette di analizzare le differenze in termini di fabbisogno tra lo stato di fatto e un intervento migliorativo nel quale aggiungere al classico cappotto anche la modifica dei ponti termici o la loro completa correzione, eliminando le discontinuità dall'involucro disperdente del fabbricato.
TERMOLOG accompagna l'utente attraverso il pieno utilizzo gli strumenti messi a disposizione dal software: Le ricordo infatti che accendendo alla sezione SUPPORTO del sito www.logical.it trova materiali e contenuti che permettono di ottimizzare l'uso del software, come le risposte alle domande più frequenti, i Tutorial video, i manuali e le risposte alle domande più frequenti.