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Per determinare la trasmittanza di un componente edilizio secondo la norma (vedi UNI EN ISO 6946), sarebbe necessario conoscere la stratigrafia e le caratteristiche dei materiali che lo costituiscono. Per ottenere questi dati si possono effettuare dei carotaggi e successivamente valutare la tipologia del materiale isolante e la sua densità (sistema distruttivo) oppure eseguire una misura diretta della trasmittanza (sistema non distruttivo).

Il secondo metodo è preferibile perché non è invasivo e dà risultati più affidabili.

La misura della trasmittanza necessità di una strumentazione composta da:

  • termo flussimetro (composto da un sottile strato di materiale di resistenza termica nota e stabile, ed utilizza come elemento sensibile una termopila)
  • sonde di temperatura per le superfici della parete
  • acquisitore dati o PC

Lo strumento da noi utilizzato è prodotto dalla LSI-LASTEM, che propone tre possibili configurazioni del sistema per la misura in opera della trasmittanza:

  • - acquisitore di tipo Babuc o E-log connesso a sensori di temperatura superficiale e flusso termico;
  • - sensori di temperatura superficiale e flusso termico di tipo cordless collegati direttamente ad un PC locale
  • - acquisitore di tipo BabucABC o E-log collegato a sensori di temperatura superficiale e flusso termico di tipo cordless.

Queste tre opzioni di configurazioni permettono una soluzione adattabile a qualsiasi necessità di misurazione, mantenendo alta l’affidabilità dei dati e la qualità del sistema.

Modalità di misura: scelta della parete

Per poter applicare i dati raccolti alla maggior porzione possibile del nostro ambiente è necessario applicare i sensori in una porzione di superficie rappresentativa della “parete corrente”. Quindi, per non avere effetti di bordo, evitare le zone vicine agli spigoli o con anomalie di carattere fisico o geometrico (pilastri, strutture portanti, condotti, interruzione dell’isolante, ponti termici).

Si procede quindi con un sopralluogo iniziale, un’analisi della planimetria dell’edificio e, quando possibile, con uno screening delle temperature elaborato da una termocamera.

Per evitare errori di misura occorre evitare che i sensori siano investiti direttamente dalla radiazione solare; infatti, il diverso comportamento ottico, indurrebbe sicuramente inesattezze anche grossolane. Scegliere, quindi una parete orientata a nord o nord-est , se ciò è impossible assicurarsi che le sonde di temperatura siano fissate in una zona di parete soggetta ad elevato ombreggiamento.

Per garantire lo stesso comportamento ottico è preferibile anche rivestire le sonde di temperatura con materiali con caratteristiche ottiche simili a quelle della parete

Modalità di misura: tempi

Effettuare la sperimentazione durante una stagione in cui vi siano forti differenze di temperatura fra ambiente interno ed esterno permette di avere dati più affidabili della trasmittanza della parete in quanto i valori di flusso sono più elevati e il sistema è meno sensibile ai disturbi esterni.

Tempo di acquisizione consigliato configurabile sull’acquisitore è di 15 minuti, per una durata totale della misura di almeno 3 giorni, sebbene sia consigliabile mantenere attiva la registrazione per 7 giorni consecutivi.

Prima di procedere a staccare tutte le sonde si consiglia di scaricare i dati su PC e verificare la reale disponibilità degli stessi.

Installazione della strumentazione

Per effettuare il calcolo della trasmittanza termica bisogna posizionare la sonda flussimetrica sulla parete interna e le sonde di temperatura superficiale nelle vicinanze della sonda flussimetrica all’interno e all’esterno del muro. Il posizionamento corretto, come vedremo in seguito, deve tenere conto che è necessario avere una buona e stabile differenza di temperatura tra il lato interno ed esterno della parete. La durata della misura varia dai 3 a 7 giorni.

Sulla base dei dati registrati è possibile eseguire i calcoli della trasmittanza per mezzo del Software LSI- LASTEM INFO-FLUX, che permette anche la redazione del rapporto finale.

È buona norma posizionare il flussimetro sul lato interno della parete, per minimizzare gli effetti di disturbo della radiazione solare.

In generale è buona prassi utilizzare due sonde di temperatura superficiale in esterno per minimizzare l’effetto di eventuali piccole disomogeneità nella struttura della parete, mentre è possibile utilizzare anche solo una sonda di temperatura a contatto nella parete interna, visto che la variabilità nella parete interna è limitata.

Posizionare il flussimetro sul lato interno della parete, con la faccia blu a contatto con la parete e la faccia rossa a vista, come in figura.

Per ottenere la massima qualità del dato è necessario curare la perfetta adesione con la parete nella posa di tutti i sensori e interporre la pasta conduttiva (se utilizzabile) tra i sensori e la parete, per ridurre la resistenza termica di contatto.

Il materiale di fissaggio impiegato per la posa dei sensori dovrebbe presentare le stesse caratteristiche radiative delle superfici delle pareti, per questo si consiglia, ove non sia utilizzabile la pasta conduttiva, dello scotch di carta bianco. In questo caso porre del nastro adesivo sul bordo del flussimetro, senza coprire l’elemento sensibile posto al centro della sonda e fissare le sonde ed i cavi con del nastro adesivo alla parete in modo da rendere stabile l’installazione.

Sistema tradizionale: strumentazione collegata ad un acquisitore

Per procedere al calcolo della trasmittanza delle pareti interessate quando non ci sono particolari esigenze logistiche è sufficiente utilizzare l’acquisitore di tipo BABUC/E-log collegato a:

  • - n.1 sonda Flussimetrica da pareti
  • - n.3 o 4 sonde di temperatura superficiale delle pareti
  • - n.1 SW Info-FLUX per la gestione dei dati registrati e il calcolo del fattore U
  • - n.1 SW InfoGAP per lo scarico dei dati

Sistema cordless: strumentazione per collegamento diretto a PC

Nel caso in cui siano richieste misurazioni logisticamente particolari (locali molto ampi, numerose misurazioni contemporanee) e vi sia la possibilità di lasciare il PC in una posizione custodita e sicura, è possibile effettuare le misure con un sistema di sensori cordless che trasmettono i dati delle misure via radio direttamente ad un PC, senza bisogno di un acquisitore. Il sistema cordless è costituito da:

  • - n.1 sonda Flussimetrica da pareti
  • - n.3 sensori di temperatura a contatto
  • - n.1 interfaccia cordless, che permette di inviare i dati in modalità cordless
  • - n.1 ricevitore di segnali, che è collegato al PC per la ricezione dei dati
  • - n.1 SW ScricIG, per la gestione del collegamento via cordless
  • - n.1 SW Info-FLUX
  • - n.1 SW InfoGAP

Sistema cordless: strumentazione per collegamento ad un acquisitore

Questa configurazione prevede l’utilizzo dell’acquisitore di tipo BABUC ABC o E-log per ricevere via radio le misure. In questo modo non è necessario lasciare un PC sul luogo e non ha bisogno della rete elettrica, perché la batteria interna permette l’uso degli strumenti per diversi giorni. L’acquisitore riceve e memorizza le misure e, opzionalmente, dà la possibilità di scaricare i dati da remoto utilizzando un modem GSM, i dati scaricati possono poi essere rielaborati con il SW Info-FLUX. Il sistema è costituito da

:
  • - n.1 Interfaccia DME809
  • - n.1 sonda Flussimetrica da pareti BSR240
  • - n.3 Sonde di temperatura contatto BST124
  • - n.1 Ricevitore di segnali DEC301
  • - n.1 Acquisitore di tipo BabucABC/E-log
  • - n.1 SW InfoFLUX
  • - n.1 SW InfoGAP
  • - n.1 Modem GSM (opzionale)

Il software info-flux per il calcolo della conduttanza termica delle pareti: generalità

Realizzato in collaborazione con ANIT (Associazione Nazionale per l’Isolamento Termico e Acustico), calcola il valore di conduttanza termica, da cui si ricava la trasmittanza termica come richiesto dal D.Lgs 192 e D.Lgs 311, a partire dai dati misurati dai sensori. Per ogni punto di misura il programma InfoFLUX calcola la conduttanza della struttura per mezzo di due metodi:

  • - Metodo delle Medie Progressive (Average Method ISO9869:1994).
  • - Metodo Black Box (richiede monitoraggi più brevi rispetto a quello delle medie mobili).

Il metodo delle medie progressive o media mobile consiste nel calcolare la conduttanza utilizzando, ad ogni istante, anziché i valori istantanei di flusso e temperatura, i valori medi calcolati su tutti gli istanti precedenti. Il valore finale della conduttanza è quello che meglio approssima il valore reale della struttura un esame. Dal grafico si può vedere se il sistema converge oppure se le oscillazioni sono ancora rilevanti (si può considerare convergente un sistema in cui il valore di conduttanza oscilla attorno all’asintoto orizzontale con ampiezza massima di 0.05 W/m²K). Questo metodo si addice a periodi di monitoraggio lunghi che garantiscono l’ottenimento di valori medi significativi, inoltre più è alta l’inerzia termica della parete sotto analisi più dovrà essere protratta nel tempo l’acquisizione delle grandezze

Il metodo black-box, si basa sulla tecnica di modellazione matematica impiegata per caratterizzare il comportamento di sistemi dinamici complessi a partire dalla conoscenza di serie temporali di dati misurati. Il suo utilizzo non richiede la conoscenza delle caratteristiche del sistema fisico al quale il modello viene applicato (la parete), ma solo delle serie temporali dei dati di ingresso (la temperatura interna ed esterna) e di quelli in uscita (il flusso). Dai dati si risale, con un metodo statistico, alle caratteristiche fisiche della parete, ricavando quindi la conduttanza. Dai valori ottenuti, vengono calcolate la conduttanza media e la deviazione standard, perchè il risultato possa essere considerato valido, selezionando un valore di tolleranza t = 0.05 si dovrebbero ottenere almeno 50 modelli funzionanti Le caratteristiche dei due metodi permettono di scegliere quello più performante a seconda delle condizioni dei dati registrati. Per un corretto utilizzo di entrambi i metodi è necessario che siano soddisfatte due condizioni:

  • - valore medio del flusso Φ > 5 W/mq
  • - differenza di temperatura mediamente ΔT > 10 °C

Se il regime che si sviluppa prima e durante la misura è di tipo stazionario e la parete in funzione del suo sfasamento temporale è “andata a regime” è consigliato l’impiego del metodo delle medie progressive. Se il regime è variabile e la parete ha uno sfasamento temporale dell’ordine massimo di 10 ore è possibile impiegare entrambi i metodi. Se il regime è altamente variabile e/o la parete è caratterizzata da elevati valori di sfasamento temporale è consigliato l’impiego del metodo black box. L’impiego di entrambi i metodi, se possibili, restituisce valori di conduttanza con differenze dell’ordine del 5% massimo.