Proprietà termiche
Anna Faresin
Il coefficiente di trasmissione termica permette di determinare le perdite di calore verso l’esterno di un elemento vetroso. Si tratta della quantità di calore che passa in 1 secondo attraverso 1 m2 di materiale con una differenza di temperatura tra interno ed esterno di 1 K [W/m2K]. Minore è tale valore, migliore risulta essere l’isolamento termico. Il vetro è un conduttore di calore relativamente buono visto che attraverso di esso avvengono due tipi di scambi: una perdita di calore dall’interno verso l’esterno e un apporto di energia dall’esterno verso l’interno. Pertanto è possibile sovrapporre lastre e strati intermedi per migliorare ed aumentare le sue proprietà termiche.
Infatti, per quanto riguarda il comportamento termico il vetro presenta:
- Conducibilità termica di 1 W/(m K), che rappresenta il flusso termico che passa dall’interno all’esterno, ad una differenza di temperatura di 1 K, attraverso uno spessore s. Il valore, apparentemente basso, varia molto in relazione allo spessore del materiale_1.
- Emissività pari a 0,85_2. Questa grandezza descrive una caratteristica superficiale dei corpi, direttamente proporzionale allo scambio termico per irraggiamento. Sono proprio gli strati superiori della superficie della lastra_3, che non sono conduttori elettrici, a determinare il valore dell’emissività.
- Calore specifico di 840 J/(Kg K), che rappresenta la quantità di calore necessaria a riscaldare di 1 K 1 kg di materiale_4.
- Dilatazione termica di 9 x 10-6 K-1. Tale valore esprime la misura dell’allungamento del materiale sottoposto ad una variazione di temperatura di 1 K_5. L’intervallo di temperatura è compreso tra 20 e 300 °C. Il trattamento di tempra consente al vetro di resistere a variazioni di temperatura fino a 200 °C.
Coefficiente di trasmissione termica in funzione della differenza di temperatura
Grafico tratto da: A.A. V.V., Atlante del vetro, Utet, Torino 2000, p. 121
Dipendenza del coefficiente di trasmissione termica dall’emissività nelle vetrate isolanti
Emissività [%] |
Coefficiente di trasmissione termica [W/m2K] |
Fattore solare [%] |
Fattore di trasmissione luminosa [%] |
Intercapedine [mm] |
Spessore lastra [mm] |
|||
Aria |
Argon |
Krypton |
SF6 |
|||||
16 |
2,1 |
1,8 |
1,4 |
2,3 |
72 |
73 |
10 |
18 |
1,9 |
1,7 |
1,5 |
2,4 |
12 |
20 |
|||
1,7 |
1,5 |
1,5 |
2,4 |
16 |
24 |
|||
1,8 |
1,6 |
1,5 |
2,4 |
20 |
28 |
|||
10 |
2,0 |
1,7 |
1,3 |
2,2 |
66 |
77 |
10 |
18 |
1,8 |
1,5 |
1,3 |
2,3 |
12 |
20 |
|||
1,6 |
1,4 |
1,3 |
2,3 |
16 |
24 |
|||
1,6 |
1,4 |
1,3 |
2,3 |
20 |
28 |
|||
5 |
1,9 |
1,5 |
1,1 |
2,1 |
59 |
74 |
10 |
18 |
1,7 |
1,3 |
1,1 |
2,2 |
12 |
20 |
|||
1,4 |
1,2 |
1,1 |
2,2 |
16 |
24 |
|||
1,5 |
1,2 |
1,2 |
2,2 |
20 |
28 |
|||
Tabella tratta da: A.A. V.V., Atlante del vetro, Utet, Torino 2000, p. 76
Resistenza termica di strati d’aria di vario spessore
Spessore [mm] |
3 |
6 |
9 |
12 |
20 |
30 |
50 |
70 |
R [m2h°C/Kcal] |
0,095 |
0,125 |
0,153 |
0,168 |
0,185 |
0,180 |
0,180 |
0,180 |
Tabella tratta da: Saint Gobain, Manuale tecnico del vetro, Fabbrica Pisana, Milano 1993, p. 66
NOTE:
1_Ad esempio una lastra da 4 mm presenta flusso termico specifico pari a 250 W/m2K.
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2_Il corpo nero, che in modo ideale emette energia per adduzione, ha un’emissività pari a 1.
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3_Sono composti da ossidi alcalinie alcalino-terrosi.
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4_Si tratta di un valore prossimo a quello dell’acciaio (800 J/kgK) e del calcestruzzo (880 J/kgK).
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5_Acciaio (11 x 10-6 K-1) e calcestruzzo (9 x 10-6 K-1) hanno comportamenti simili, cosa che consente la realizzazione di strutture miste anche sottoposte a variazioni di temperatura.
