Il valore U o coefficiente di scambio termico di un componente è la variabile misurata più importante per le sue proprietà isolanti. Leggi qui come viene calcolato e cosa significa esattamente.
Le cose più importanti a colpo d'occhio
Cosa significa il valore U?
Il valore U indica la quantità di calore che attraversa un metro quadrato di un componente per unità di tempo con una differenza di temperatura di 1 K. Serve quindi come unità di misura per indicare la perdita di calore di un componente.
Quale valore U è migliore?
Più alto è il valore U, peggiore è l'effetto isolante. Di conseguenza, un valore U basso è un segno di un buon effetto di isolamento.
Come calcoli il valore U?
Per componenti omogenei costituiti da un materiale, il valore U viene calcolato dividendo la conduttività termica λ per lo spessore dello strato.
Cosa significa il valore U?
Il valore U, noto anche come coefficiente di scambio termico o permeabilità al calore, indica il flusso di calore orario attraverso un componente dal lato caldo a quello freddo. Più precisamente, descrive la quantità di calore trasportata dall'interno all'esterno in un secondo attraverso un componente di un metro quadrato con una differenza di temperatura di un grado (1 K) Celsius. Ciò consente di determinare quali proprietà di isolamento ha un componente.
Fondamentalmente:Più basso è il valore U, migliore sarà l'effetto di isolamento. Oppure, al contrario, maggiore è il valore U, peggiore è l'effetto isolante. È possibile calcolare il valore U con una formula oppure online con un calcolatore del valore U. Il valore U è espresso in watt per metro quadrato e Kelvin W / (m² · K). I seguenti esempi dovrebbero aiutarti a sviluppare una sensazione per il valore U o per proprietà di isolamento buone e cattive.
- Finestre con lastre di vetro: valore U di 5,2 W / (m² · K)
- Finestre con doppi vetri: valore U di 3,5 W / (m² · K)
- Finestre con vetri termoisolanti: valore U di 1,8 W / (m² · K)
- Finestre con moderne vetrate termoisolanti: valore U di 1,4 W / (m² · K)
- Finestra di casa a basso consumo energetico: valore U ≤ 1,2 W / (m² · K)
Il valore U e l'EnEV
L'ordinanza sul risparmio energetico EnEV definisce un valore U massimo per tutti i componenti di una casa e determina la quantità di calore che una casa può perdere. Si applica a tutte le misure di ristrutturazione, tranne che la tua casa è un edificio storico. Inoltre, esiste un limite de minimis (regola del 10%) per i lavori più piccoli, in modo che i requisiti non si applichino se un componente viene ristrutturato solo in minima parte (ad esempio, la riparazione di crepe).
Tuttavia, se vuoi rinnovare ampiamente la tua casa, ad esempio rinnovando il tetto, devi aderire ai requisiti dell'EnEv. I valori variano a seconda del tipo di casa. Nella casa passiva, ad esempio, i valori massimi prescritti possono essere inferiori di quasi il 70% a quelli di una casa standard. Nel caso di un nuovo edificio o di ristrutturazione di uno esistente, devono essere soddisfatti i requisiti di valore U minimo.
Se i valori U specificati non sono stati rispettati durante la costruzione, non vi è alcun obbligo di retrofit, ad eccezione dell'ultimo piano. Finché questo è accessibile e le stanze sottostanti possono essere riscaldate, un valore U di 0,24 W / (m² · K) per il soffitto del piano superiore non deve essere superato negli edifici residenziali. L'obiettivo delle richieste in costante aumento sul valore U è detto molto semplicemente: risparmio energetico. Una casa il più possibile isolata dalle condizioni climatiche esterne, cioè un valore U basso, significa che è necessario utilizzare meno energia per mantenere caldo Your-Best-Home.net.
Buono a sapersi: I valori U dell'EnEV non devono essere rispettati se i componenti sono stati costruiti o rinnovati dopo il 31 dicembre 1983, in conformità con le normative sul risparmio energetico (ordinanza sull'isolamento termico).
"Il valore U non descrive completamente il comportamento energetico di una casa", criticano gli esperti. Sono convinti che le case in legno massello, ad esempio, consumino in pratica molta meno energia rispetto ai calcoli teorici del coefficiente di scambio termico.
Quali valori U prescrive l'EnEV?
Secondo EnEv, i seguenti valori U devono essere osservati:
Parete esterna: un valore U massimo di 0,24 W / (m²K) si applica all'isolamento della facciata.
Windows: se si sostituiscono le finestre, è consentito un valore U massimo di 1,30 W / (m²K). Se si sostituiscono solo i vetri, ai nuovi pannelli si applica un limite di 1,10 W / (m²K). Il limite del valore U per le finestre da tetto è 1,40 W / (m²K). Le portefinestre con meccanismo scorrevole o pieghevole possono avere un valore U massimo di 1,6 W / m²K.
Tetto: per un tetto a falde, un valore U massimo di 0,24 W / (m²K) si applica all'isolamento ( isolamento tra le travi, isolamento sotto le travi, isolamento sopra le travi). Con un tetto piano (tetto caldo, tetto freddo o tetto rovescio) è consentito un valore U di 0,20 W / (m²K).
Soffitto dell'ultimo piano: un valore U di 0,24 W / (m²K) si applica all'isolamento calpestabile e non calpestabile.
Porte esterne: qui il valore U deve essere inferiore a 1,8 W / (m²K).
Soffitto del seminterrato, pareti del seminterrato, pavimento del seminterrato: se si isola il soffitto del seminterrato dall'alto o dal basso, si applica un valore U di 0,30 W / (m²K). Lo stesso vale per l'isolamento della parete della cantina dall'interno o dall'esterno (isolamento perimetrale). Se si isola il pavimento del seminterrato, è necessario prestare attenzione a un valore U di max. 0,50 W / (m²K).
Calcola il valore U.
Le seguenti variabili sono coinvolte nel valore U:
- Calore = energia termica per unità di tempo = quantità fisica, potenza con l'unità W (watt)
- Area = 1 metro quadrato (metro quadrato) di un componente, ad esempio parete, soffitto o tetto
- Differenza di temperatura di 1 Kelvin tra la superficie interna ed esterna di un componente, per cui qui si intende la temperatura dell'aria e non la temperatura sulla superficie del componente
- Kelvin è l'unità di misura della differenza di temperatura; 1 Kelvin corrisponde a 1 grado Celsius
Calcola il valore U di componenti omogenei
Il principale fattore decisivo nel calcolo del valore U è la conducibilità termica dei materiali utilizzati. Il calcolo è abbastanza semplice per componenti omogenei. Devi solo dividere la conduttività termica λ per lo spessore dello strato.
Calcola il valore U dei componenti multistrato
È più complicato con i componenti multistrato. In questo caso, calcoli i valori U dei singoli strati, prendi il reciproco di essi, aggiungi i valori reciproci e prendi il reciproco del totale.
Il valore U come oggetto di ricerca
Un test del fuoco su larga scala con elementi di costruzione in legno ha stimolato la ricerca: del calore di 1.210 gradi Celsius all'interno dell'edificio di prova, solo 9,5 gradi avevano superato il massiccio muro di legno - quasi tutta l'energia del fuoco era immagazzinata dal muro, che era spesso solo dieci centimetri. Questa notevole capacità di accumulare calore merita ulteriori indagini.
Il produttore ha fatto misurare il valore U degli elementi da costruzione in legno massiccio in una "scatola di riscaldamento regolata" secondo la norma europea EN ISO 8990. Gli istituti di prova forniscono una "scatola calda" controllata da computer che misura il coefficiente di trasferimento di calore in base al trasporto di calore.
Flusso di calore costante in laboratorio
Il rispettivo componente di prova è stato installato tra due stanze del laboratorio, in questo caso un elemento in legno massiccio di 208 millimetri di spessore e di un metro quadrato. Una stanza di misurazione è stata costantemente riscaldata a 20 gradi Celsius, la seconda stanza raffreddata a circa zero gradi. Un flusso di calore scorreva quindi dal lato caldo attraverso il componente di prova al lato freddo. I dispositivi di riscaldamento e ventilazione hanno mantenuto il flusso di calore in modo continuo: il valore U e la conduttanza sono stati calcolati dalla sua densità, dalle temperature dell'aria nella camera di riscaldamento e dalle temperature della superficie del componente di prova. Le norme stabiliscono le condizioni: Il valore U può essere calcolato solo quando il flusso di calore attraverso il componente è costante - gli ingegneri parlano di uno "stato stazionario".
Cambiamento di temperatura all'aperto
Gli ingegneri hanno registrato quando è stato raggiunto lo stato stazionario. Ciò ha permesso di testare la velocità con cui la parete in legno massello perde calore verso l'esterno. Il primo giorno del test, non è stato possibile misurare quasi alcun flusso di calore: solo dopo 140 ore, ovvero dopo circa sei giorni, è stato determinato un flusso di calore ragionevolmente costante. Solo ora è stato possibile calcolare il valore U. La regola pratica per i proprietari di edifici è stata: minore è il valore U, minori sono i costi di riscaldamento. "Troppo breve pensiero", tuttavia, avvertono i professionisti del legno, "il calcolo convenzionale del coefficiente di scambio termico in laboratorio trascura l'accumulo di calore e il fattore tempo così come i guadagni di energia solare che una casa ottiene all'esterno".
Critica al valore U.
Le regole e le normative convenzionali per il calcolo del carico termico presuppongono che l'involucro dell'edificio sia stazionario, ovvero un flusso di calore costante. A differenza dei componenti di prova in laboratorio, tuttavia, un edificio utilizza il sole. I guadagni di energia solare dai muri esterni e dal tetto sono completamente ignorati nel calcolo del valore U. I modelli di calcolo avanzati includono, ad esempio, la direzione in cui punta un muro e indicano il cosiddetto valore U effettivo. Sul lato sud, ad esempio, l'esterno di una solida parete in legno può riscaldarsi per assorbimento della radiazione solare a tal punto da non perdere più calore verso l'esterno e agire come un tampone naturale. Dovresti quindi dare uno sguardo critico al valore U.
Prendi in considerazione il comportamento energetico e le condizioni locali
Gran parte dei finanziamenti e del sostegno dipendono dal valore U, ammettono gli esperti. Negli edifici con elementi di costruzione in legno, i residenti in molti casi consumano molta meno energia rispetto a quanto hanno dimostrato i calcoli convenzionali. Da qui il nostro consiglio a costruttori e architetti: lasciate che vi mostriamo oggetti di riferimento dell'azienda di costruzioni in legno o falegname e parlate con i residenti. Questo ti dà un'impressione più realistica del consumo calcolato ed effettivo.
