Metodo delle Sezioni e metodo delle Aree: come usarli

Con MOLD SIMULATOR PRO è possibile calcolare i ponti termici di una struttura in modo veloce e preciso. Ci sonto però tanti tipi di ponti termici e per questo motivo in MOLD SIMULATOR abbiamo implementato due metodi alternativi per il calcolo automatico della trasmittanza lineare Ψ(PSI): il “Metodo delle ZONE ponte” e il “Metodo delle SEZIONI ponte”. Vediamo come funzionano e come utilizzarli.

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Calcolo del ponte termico con il metodo delle Sezioni

Lo strumento “elemento di sezione ponte” si utilizza per identificare parti della struttura che si considerano con trasmittanza U costante. Lo strumento è fatto a croce: un braccio indica il punto della sezione dove verrà calcolata la trasmittanza U, l’altro braccio definisce la lunghezza L della sezione lungo la quale verrà assegnato il valore di U. Il flusso termico bidimensionale “teorico” attraverso la porzione di struttura identificata dalla croce viene quindi calcolato con  U*L  (W/mK).  Senza ponti termici, il flusso termico attraverso tutta la sezione in esame sarebbe pari alla somma dei flussi U*L  dei vari tratti.  In realtà il flusso reale L2D calcolato dal programma risulterà differente, in genere maggiore, a causa dell’influenza reciproca tra gli elementi della sezione e anche a causa delle eventuali disomogeneità all’interno della struttura.

Il valore di Ψ (PSI) del ponte termico è pari alla differenza  L2D – Σ U*L  tra il flusso termico calcolato dalla modellazione e quello calcolato considerando costanti i valori di trasmittanza U lungo i tratti L.

Calcolo del ponte termico d'angolo con il metodo delle sezioni

In pratica, quando si andrà a calcolare il flusso di calore totale disperso dalla struttura si potranno considerare valori di U per le superfici identificate dalle rispettive croci, e si aggiungerà, come fattore di correzione e integrazione, il ponte termico Ψ moltiplicato per la lunghezza del suo sviluppo considerata in senso ortogonale alla sezione, cioè quella “entrante” nello schermo.

Il valore di trasmittanza PSI del ponte termico dipende evidentemente dai riferimenti scelti per le lunghezze L. Ad esempio in un angolo si possono considerare le lunghezze delle pareti interne, da cui si otterrà il valore di Ψinterno, oppure delle pareti esterne, da cui si ottiene  lo Ψesterno.

Nel definire il valore di PSI è quindi sempre necessario specificare con quali dimensioni è stato calcolato.

Calcolo del ponte termico con il metodo delle Zone

Lo strumento “zone ponte” consente di calcolare con precisione il flusso termico attraverso due porzioni della struttura definite a piacere dall’utente e di calcolare il flusso termico che passa tra le due zone. Si possono cioè calcolare i flussi di calore che transitano:

  • attraverso una parte di una sezione, definita come “zona interna”
  • attraverso il resto della sezione, definita come “zona esterna”
  • tra le due zone

Questo torna utile per calcolare i ponti termici tra due elementi posti a contatto che non si intersecano, soprattutto se la struttura è disomogenea, il chè richiederebbe un calcolo separato della trasmittanza U.

E’ sufficiente isolare uno degli elementi con una linea continua, utilizzando l’apposito strumento, in modo da separarlo dal resto della sezione.  MOLD SIMULATOR calcolerà rapidamente il flusso L2D totale e poi i flussi in ognuna delle due zone, quando considerate singolarmente, ponendo l’altra area come adiabatica (senza scambio di calore). La differenza L2D – Φzona1 – Φzona2 tra il flusso totale ed i flussi delle due zone è pari al flusso che transita tra le due zone, cioè rappresenta l’effetto di interazione tra i due elementi.

Questo valore non sempre coincide con il PSI calcolato con il metodo delle sezioni in quanto sono concettualmente differenti.

Nel metodo delle sezioni il valore di PSI è un coefficiente correttivo e tiene conto anche delle disomogeneità della struttura. Risente cioè del fatto di aver considerato costante la trasmittanza U per tutta la lunghezza L, anche se magari non lo è.

Parete disomogenea

Calcolo del valre di trasmittanza U e del ponte termico PSI per pareti non omogenee adiacenti con il metodo delle Aree

Nel metodo delle zone il valore del PSI è relativo solo al flusso che transita tra l’interno e l’esterno della zona che abbiamo delimitato con la linea verde. I valori equivalenti alla trasmittanza  U delle due zone, interna ed esterna, si ottengono dividendo i valori di flusso L2D di ogni area per la lunghezza L dell’area. I valori di Uequivalente vengono quindi dedotti dal flusso termico L2D ottenuto dalla simulazione, mentre nel metodo delle sezioni è l’esatto opposto: il flusso che attraversa l’area si ottiene a partire dal valore di U calcolato o attribuito a quella porzione di sezione.

Nel caso di una struttura con all’interno qualche piccola disomogeneità, la trasmittanza Uequivalente calcolata con il metodo delle zone sarà differente dalla U del metodo delle sezioni, perchè quest’ultima è calcolata  in un solo punto, nella zona indisturbata. Le Uequivalenti, calcolate con il metodo delle zone,  incorporano infatti quelle disomogeneità che nel caso delle sezioni sono invece conteggiate nel PSI.

Conclusione

Il metodo delle sezioni consente di ottenere il valore di PSI come definito dalle norme ISO 10211,  ISO6946, ISO10077.  Nel caso di sezioni non omogenee il valore della trasmittanza U deve essere però calcolato a parte, mediante simulazione con Mold Simulator oppure con Layer Composer.

Il metodo delle zone, oltre alla trasmittanza lineare tra le due parti di una sezione, fornisce anche il valore di U per sezioni non omogenee. I valori della trasmittanza lineare del ponte termico Ψ (psi) ottenuti con il metodo delle aree risultano coincidenti con i valori ottenuti con il metodo delle sezioni (e il calcolo è conforme a quanto indicato dalle normative)  quando i prodotti U*l delle due aree,  ottenuti con i due metodi, coincidono.

Ad esempio, nel caso dell’angolo riportato sopra il valore U*L ottenuto con il metodo delle zone potrà essere uguale a quello dato dal  metodo delle sezioni in una sola delle due aree, ma non per entrambe.

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