La capacità di trasmettere i carichi strutturali e allo stesso tempo di soddisfare le prestazioni termiche attraverso l'involucro di un edificio è stata a lungo un difficile equilibrio per i progettisti. Il peso della decisione è spesso ricaduto sulla struttura, con l'importanza dell'integrità strutturale che ha prevalso sull'impatto dei componenti strutturali che perforano l'involucro termico. Tuttavia, con l'aumento della richiesta di energia da parte degli edifici nuovi e di quelli ristrutturati, sono aumentati anche i requisiti per ridurre al minimo il consumo di energia e il potenziale di problemi come i ponti termici.
Questo ha portato a maggiori livelli di isolamento negli elementi planari dell'involucro edilizio, con effetti più evidenti e dannosi per quei dettagli "difficili da trattare" come le penetrazioni strutturali. Se a questo si aggiunge la necessità di raggiungere fattori di temperatura interna critici e conformi per evitare la crescita di muffe antiestetiche o dannose, la mitigazione dei ponti termici nell'involucro di un edificio diventa un problema da risolvere.
Allo stesso modo, la crescente influenza della progettazione antincendio sulle strutture ha portato alla necessità di migliorare i criteri di prestazione dei materiali da costruzione incorporati nell'involucro edilizio in relazione al fuoco. Per affrontare questo squilibrio, sono stati sviluppati nuovi materiali da costruzione e metodi di connessione strutturale a taglio termico, come le travi in acciaio e le connessioni dei balconi.
Nella guida che segue, affrontiamo le domande più frequenti poste dagli architetti e dagli specialisti dell'involucro edilizio quando si tratta di specificare i giunti termici strutturali Farrat.
1. Quale materiale per il taglio termico strutturale Farrat devo scegliere?
I giunti termici strutturali Farrat si presentano sotto forma di lastre piane di qualsiasi dimensione, che offrono agli architetti una completa libertà di progettazione e agli ingegneri strutturali la possibilità di progettare secondo i codici standard, con una semplice configurazione.
Farrat offre tre materiali per il taglio termico strutturale testati in modo indipendente, progettati per bilanciare elevate prestazioni strutturali e bassa conducibilità termica:
- Farrat TBK è il più indicato nei dettagli di connessione tipici, con un'elevata resistenza alla compressione (312MPa fck) e le migliori prestazioni termiche della gamma (0,187 W/mK).
- Farrat TBF è il materiale ottimale in caso di incendio, ad esempio nei grattacieli, grazie alla sua elevata resistenza alla compressione (355MPa fck) e alla bassa conducibilità termica (0,2 W/mK), supportate dalla classificazione A2, s1,d0 Non-Combustibile.
- Il Farrat TBL è il materiale ideale quando i carichi strutturali e i requisiti di prestazione termica sono inferiori e i budget sono limitati, offrendo caratteristiche di resistenza alla compressione media (89MPa fck) e di conducibilità termica (0,292 W/mK).
2. Quale spessore di taglio termico devo specificare?
I tagli termici strutturali Farrat sono disponibili in una gamma di spessori che va da 5 a 25 mm. L'unico modo per calcolare con precisione lo spessore di un taglio termico strutturale è quello di eseguire un'analisi agli elementi finiti sulla connessione e sui suoi componenti. Questa non è una pratica comune a causa della relativa rarità dei dettagli che richiedono un taglio termico strutturale e dei tempi e dei costi di realizzazione della modellazione termica.
Tuttavia, è possibile comprendere da un esempio tipico gli effetti dello spessore delle piastre su un esempio di connessione.
Farrat illustra questo aspetto per i suoi prodotti utilizzando modelli termici certificati BRE (Building Research Establishment), che dimostrano che, nonostante il raggiungimento di una prestazione termica inferiore rispetto al tessuto edilizio circostante, è possibile eliminare gli effetti negativi di un ponte freddo con una quantità minima di materiale isolante (in genere uno spessore di 15-25 mm). Le lastre possono essere utilizzate in multipli, ma 25 mm mitigano la maggior parte dei problemi di ponte termico per le abitazioni e i dettagli degli edifici commerciali per uffici.
3. I tagli termici strutturali devono avere lo stesso spessore dell'isolamento della parete circostante?
Il fattore determinante per lo spessore di un taglio termico strutturale è il suo effetto sul raggiungimento di un fattore di temperatura interna critica soddisfacente sul lato caldo della connessione strutturale. Non è necessario che lo spessore del taglio termico strutturale corrisponda allo spessore dell'isolamento della parete circostante per avere successo.
Poiché il taglio termico deve essere un elemento strutturale, sarà sempre un punto relativamente debole come isolante.
Tuttavia, come illustrato negli ultimi dettagli certificati Passive House di Farrat, questo permette di raggiungere i più alti standard di prestazione dell'edificio.
4. Il taglio termico strutturale soddisfa i miei requisiti di valore U?
Il calcolo del valore U è un metodo semplice per comprendere le prestazioni termiche di un accumulo di materiali da costruzione in un piano (piano). I giunti termici strutturali sono tipicamente utilizzati per risolvere problemi di connessioni strutturali "puntiformi" o, in alcuni casi, lineari. Per questo motivo le loro prestazioni non possono essere calcolate con il metodo di calcolo del valore U e richiedono il calcolo del valore Psi o Chi.
Questi calcoli possono essere eseguiti solo utilizzando la modellazione ad elementi finiti (FEA) in 2D o 3D.
Poiché attualmente questa non è una pratica comune, Farrat utilizza i propri modelli termici certificati BRE per fornire valori indicativi di Psi e Chi per le connessioni strutturali più comuni, in modo da consentire una specificazione semplificata dei tagli termici strutturali laddove non siano stati creati modelli di calcolo.
5. Il taglio termico strutturale deve essere incombustibile?
L'uso di materiali incombustibili, in particolare nei grattacieli, è diventato più comune negli ultimi anni, in parte a causa di incendi di edifici di alto profilo e delle successive indagini.
I giunti termici strutturali sono ampiamente utilizzati come parte del supporto strutturale nei sistemi di facciata o come collegamento strutturale principale nei balconi. Questi elementi sono fondamentali per le prestazioni dell'involucro edilizio in caso di incendio e per evitare cedimenti e crolli catastrofici.
Farrat TBF è un materiale a taglio termico strutturale incombustibile A2,s1,d0 in grado di resistere al calore di 1000°C e di mantenere l'integrità strutturale in caso di incendio.
I diversi tipi di edifici e i diversi legislatori hanno requisiti tecnici e normativi diversi per la progettazione antincendio, ma se l'incendio è un problema che deve essere affrontato, l'uso di tagli termici non combustibili è un modo per mitigare il rischio.
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