Progettare una soglia in alluminio a taglio termico

Dal confronto di tre possibili soluzioni costruttive risulta evidente l’efficacia del taglio termico integrale, che riduce  il rischio di condensa e migliora l’isolamento termico, come adottato dai progettisti di Europrofili nella nuova soglia a taglio termico.

Un progressivo miglioramento delle soglie ha consentito di ridurre le attenzioni verso le infiltrazioni d’acqua dall’esterno. Oggi una buona soglia posata su un bel pavimento in legno non desta più tanta preoccupazione. E’ quindi tanto più irritante se a macchiare irrimediabilmente il nostro bel parquet è la condensa che si forma sulla superficie interna della soglia nelle fredde giornate d’inverno. E inverno dopo inverno quella macchia vicino alla porta si allarga, il pavimento si solleva e ci tocca rifarlo tutto, perché nel frattempo ha cambiato colore. Ecco perché Europrofili ha voluto progettare una nuova soglia con più ampi margini di sicurezza contro il rischio di condensa, oggi meno tollerabili che in passato, perché è naturale aspettarsi che la soglia sia perfetta.

La condensa dipende dall’umidità relativa presente in ambiente e dalla temperatura delle superfici con cui l’aria viene a contatto. Per dare le migliori garanzie, la soglia deve avere, a parità di condizioni ambiente, la più alta temperatura interna possibile. Una volta definita la geometria, Europrofili ha messo a confronto tre possibili soluzioni costruttive:

  1. Soglia interamente in alluminio, senza taglio termico
  2. Soglia con taglio termico tradizionale
  3. Soglia con taglio termico integrale di grandi dimensioni

Per ognuna delle tre soluzioni Europrofili ha analizzato il comportamento termico con Frame Simulator in differenti condizioni di temperatura esterna ed interna.

Qui riportiamo come esempio l’analisi condotta alle condizioni standard con temperatura esterna 0°C  e temperatura interna 20°C.

Soluzione 1 : soglia in alluminio, senza taglio termico

L’andamento delle isoterme conferma che l’alluminio è un ottimo conduttore di calore: con zero gradi all’esterno, la superficie interna della soglia è a soli 3,1°C.

Il maggior flusso di calore è nella zona centrale, sotto la guarnizione: è in quel punto che conviene mettere il taglio termico.

Soglia interamente in alluminio

Soglia interamente in alluminio

La temperatura interna della soglia è di 3,1°C

La temperatura interna della soglia è di 3,1°C

Flusso nella soglia interamente in alluminio
Flusso nella soglia interamente in alluminio

Soluzione 2 : soglia con taglio termico tradizionale

Osservando le isoterme ed i diagrammi di flusso si nota l’effetto positivo del taglio termico, che però non riesce ad interrompere completamente il passaggio di calore. La seconda parte di alluminio, quella posta verso l’interno, funziona ancora da buon conduttore e la superficie interna della soglia ha praticamente alla stessa temperatura del taglio termico: 8,8°C.

Soglia con taglio termico tradizionale

Soglia con taglio termico tradizionale

Una parte del calore attraversa il ponte termico

Una parte del calore attraversa il taglio termico

La temperatura interna è di 8,8°C

La temperatura interna della soglia è di 8,8°C

Soluzione 3 : soglia con taglio termico integrale

La sostituzione della parte interna della soglia in alluminio con del materiale isolante si rivela essere molto più efficace del solo taglio termico centrale. Le immagini mostrano che dalla guarnizione in poi le isoterme assumono una distribuzione molto più omogenea. Il flusso di calore viene drasticamente ridotto e la superficie interna della soglia si porta a 13,8°C

Soglia a taglio termico integrale

Soglia a taglio termico integrale

Non c'è più passaggio di calore nel taglio termico

Non c'è più passaggio di calore nel taglio termico

La temperatura interna della soglia sale a 13,8°C

La temperatura interna della soglia sale a 13,8°C

Valutazione del rischio di condensa

Calcolata la temperatura interna della soglia è ora possibile  valutare il rischio di condensa. Si utilizza un diagramma (diagramma psicrometrico) che riporta sull’asse orizzontale la temperatura (temperatura a bulbo secco).

diagramma psicrometrico per l'analisi della condensa

diagramma psicrometrico per l'analisi della condensa

Le curve rappresentano i vari valori di umidità relativa. La curva più in alto è quella del 100%, cioè la situazione in cui l’umidità contenuta nell’aria inizia a condensare. Vediamo come funziona. Il punto A sul diagramma rappresenta la situazione che abbiamo ipotizzato avere in casa: una temperatura di 20°C con il 50% di umidità relativa. Se l’aria si raffredda il punto si muove in orizzontale sul diagramma verso sinistra. Nel punto R, in cui tocca l’ultima curva, avviene la condensazione e la temperatura in quel punto si chiama “punto di rugiada”. L’umidità che c’è nell’aria condenserà su tutte le superfici che hanno una temperatura uguale o più bassa del punto di rugiada. I punti 1, 2, 3 rappresentano rispettivamente le condizioni dell’aria ambiente a contatto con la superficie interna della soglia nelle tre soluzioni costruttive analizzate. Come si può vedere, solo con la soluzione 3 si ha un valore di temperatura sopra il punto di rugiada e quindi non ci sarà condensazione. Con le altre soluzioni la temperatura interna della soglia, quando fuori è 0°C, è più bassa del punto di rugiada e quindi il vapore che c’è nell’aria condenserà a contatto della superficie fredda.

Con il diagramma è anche possibile verificare quale sia l’umidità relativa alla quale ha inizio la condensa nei tre casi ipotizzati con una temperatura ambiente di 20°C. I tre punti sono indicati sul grafico:

tabella soglie TT

Il software effettua questi calcoli in automatico ed è quindi possibile verificare velocemente qualsiasi altra situazione, cambiando la temperatura esterna e le condizioni di temperatura ed umidità interna.

Conclusioni

In tutti i casi risulta evidente il vantaggio della soluzione 3 con taglio termico integrale adottata dai progettisti di Europrofili, sia per quanto riguarda l’isolamento termico che per il rischio di condensa sulla superficie interna della soglia.

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