Improvement of Cestec-Ance thermal bridges abacus

As well known, building determines 40% of the total energy consumption in the world and it is the sector which has the widest possibilities of improvement. It is for this reason that the European directives 2002/91/CE and 2010/31/UE provide general rules about the energy efficiency in buildings. Since these norms were established, buildings have become more and more efficient and so thermal bridges have more and more influence inside the building energy balance. The general purpose of this thesis is to complete and validate the thermal bridges abacus drawn up by the Energy Department of Politecnico di Milano in collaboration with ANCE and CESTEC. This abacus is composed of reports which contain, for each thermal bridge schematization, the correlations (based on internal and external dimensions) which provide the linear thermal transmittance as a function of different parameters. These represent the thermophysical and geometrical characteristics of the building elements taken into consideration. First, to complete the CESTEC abacus it has been necessary to develop new correlations about the temperature factor at the internal surface, the factor that allows the evaluation of the superficial condensation. Secondly, it has been decided to validate part of the abacus correlations to understand how much these could be applied on real building examples. For this purpose it has been evaluated the error generated by these real cases related to the correlation taken in exam. Therefore this thesis has given the possibility to obtain some correlations which permit to estimate also the second effect of the thermal bridge (the condensation) and to evaluate the error which could be expected in real case studies. The correlations for the temperature factor at the internal surface present a confidence interval often near to 0.01, a value that shows a good relation among the variables considered. From the validation it emerges that the use of non-homogeneous stratigraphy can often bring the results out of the confidence interval provided by the report. In cases with a significant error it is necessary to have a deeper analysis through further two-dimensional simulations.

Come è ben noto, l’edilizia comporta il 40% del consumo globale di energia ed è il settore con le più ampie possibilità di miglioramento. Per questo motivo le direttive europee 2002/91/CE e 2010/31/UE forniscono regole generali sull’efficienza energetica in edilizia. Dall’entrata in vigore di queste norme, gli edifici sono divenuti sempre più efficienti e quindi il ponte termico ha assunto sempre più influenza all’interno del bilancio energetico dell’edificio. Lo scopo di questa tesi è quello di completare e validare l’abaco dei ponti termici redatto dal Dipartimento di Energia del Politecnico di Milano in collaborazione con ANCE e con CESTEC . Questo abaco è composto da schede che riportano, per ogni schematizzazione di ponte termico, le correlazioni (per le dimensioni interne ed esterne) che identificano la trasmittanza lineica in funzione di diversi parametri che rappresentano le caratteristiche termofisiche e geometriche degli elementi costruttivi in esame. In primo luogo, per completare l’abaco, sono state sviluppate nuove correlazioni che esprimono il fattore di temperatura superficiale, fattore che permette di valutare la condensazione superficiale. In secondo luogo si è deciso di validare parte delle correlazioni dell’abaco per capire quanto queste possano essere applicate alla realtà. A questo scopo sono state svolte delle simulazioni su nodi costruttivi reali e si è valutato l’errore che i risultati di queste generano in riferimento alla correlazione di riferimento. Questa tesi quindi ha permesso di ottenere delle correlazioni che permettono di valutare anche la seconda conseguenza del ponte termico (la condensazione) e di stimare quale errore ci si possa aspettare nello studio di casi reali. Le correlazioni determinate per il fattore di temperatura superficiale presentano un intervallo di confidenza spesso vicino a 0.01, valore che indica un buona relazione tra le variabili in esame. Dalla validazione emerge che l’impiego di stratigrafie non omogenee spesso può portare a valori al di fuori dell’intervallo di confidenza prescritto. Nei casi con un errore rilevante è necessario svolgere un’analisi più approfondita tramite ulteriori simulazioni bidimensionali.