L'isolamento termico dei sistemi di involucro con telaio metallico

Light steel framed walls can reach high levels of thermal insulation. The low U-values declared by producers, never consider the effects of steel framing on heat losses by transmission. The purpose of this thesis is to analyze how metal framing affects heat losses in LSF walls. The work starts with an explanation of some simplified analytic methods with the aim to calculate the correct U-values in LSF walls. Then, 144 different solutions are studied using the finite element analysis, discovering that U-values increase from 20% to 200% by effect of metal framing. Finally, the effects of increased U-values are valued on a real building envelope, through a thermal analysis progressively detailed. The study case is the Edificio Energeticamente Efficiente in Bergamo-Colognola, which is an excellent example of light steel framed building and which obtained the gold certification of CasaClima. Once valued linear and punctual thermal bridges, the result will be that the effects of metal framing are not really important on the building’s energy need, which takes into account heat losses and gains of both the opaque and transparent building envelope.

La costruzione stratificata a secco permette il raggiungimento di elevati livelli di isolamento termico. I bassissimi valori di trasmittanze termiche dichiarati dai produttori, non prendendo però mai in considerazione la notevole quantità di acciaio presente, con funzione portante, all’interno di queste soluzioni costruttive. L’obiettivo di questo elaborato di tesi, è di valutare come la sottostruttura metallica influenza le dispersioni di calore in pareti pluristratificate a secco. Il lavoro inizia con la raccolta di una serie di metodi analitici semplificati, finalizzati al calcolo corretto delle trasmittanze termiche in queste tipologie di pareti. Si svolge poi uno studio agli elementi finiti delle dispersioni di calore per trasmissione in 144 differenti soluzioni costruttive, evidenziando che, a causa dei ponti termici prodotti dalla sottostruttura metallica, i flussi di calore aumentano da un minimo del 20% sino ad oltre il 200%. Attraverso un’analisi termoenergetica progressivamente dettagliata, si valuta infine quale sia l’effettiva incidenza, sulla prestazione energetica dell’involucro di un edificio realmente costruito a secco, di quegli incrementi di flusso calcolati in precedenza. Il caso di studio è l’Edificio Energeticamente Efficiente di Bergamo-Colognola, certificato CasaClima Oro ed esempio di eccellenza per la costruzione S/R. Il risultato sarà che, valutate in modo dettagliato le correzioni lineari e puntuali al flusso, nel bilancio complessivo di perdite e guadagni di involucro opaco e trasparente, i ponti termici dovuti alla sottostruttura metallica rimangono trascurabili sul fabbisogno energetico dell’edificio.