La capacità di trasmettere i carichi strutturali garantendo al contempo le prestazioni termiche attraverso l’involucro edilizio ha rappresentato a lungo un difficile compromesso per i progettisti. La bilancia ha spesso penduto a favore della struttura, con l’integrità strutturale che ha prevalso sull’impatto degli elementi strutturali che attraversano l’involucro termico. Tuttavia, con l’aumentare dei requisiti energetici degli edifici di nuova costruzione e di quelli ristrutturati, sono cresciuti anche i requisiti volti a ridurre al minimo il consumo energetico e il rischio di problemi quali i ponti termici.
Ciò ha comportato un aumento dei livelli di isolamento negli elementi piani dell’involucro edilizio, con conseguenti effetti più evidenti e dannosi su quei dettagli “difficili da trattare”, come ad esempio i passaggi strutturali. A ciò si aggiunge la necessità di garantire il rispetto dei parametri critici di temperatura interna per evitare la formazione di muffe antiestetiche o nocive; la mitigazione dei ponti termici nell’involucro edilizio diventa quindi una priorità sempre più urgente tra i problemi da risolvere.
Allo stesso modo, la crescente influenza della progettazione antincendio sulle strutture ha portato anche alla necessità di criteri prestazionali più elevati per i materiali da costruzione incorporati nell’involucro edilizio in relazione al fuoco. Per affrontare questo squilibrio, sono stati sviluppati nuovi materiali da costruzione e metodi per isolare termicamente i collegamenti strutturali, come le travi in acciaio e i collegamenti dei balconi.
Nella guida che segue, affrontiamo le domande più frequenti poste da architetti e specialisti dell’involucro edilizio quando specificano i sistemi di isolamento termico strutturale Farrat..
1. Quale materiale Farrat con taglio termico dovrei specificare??
I tagli termici strutturali Farrat si presentano sotto forma di lastre piatte di qualsiasi dimensione, garantendo agli architetti una totale libertà progettuale e agli ingegneri strutturali la possibilità di progettare nel rispetto delle norme vigenti, grazie a una configurazione semplice.
Farrat offre tre materiali per tagli termici strutturali sottoposti a test indipendenti, progettati per garantire un equilibrio tra elevate prestazioni strutturali e bassa conducibilità termica:
- Farrat TBK è il prodotto più utilizzato nei tipici punti di giunzione, grazie all’elevata resistenza alla compressione (312 MPa fck) e alle migliori prestazioni termiche della gamma (0,187 W/mK)).
- Farrat TBF è il materiale ideale quando occorre tenere conto delle prestazioni antincendio, ad esempio nei grattacieli, grazie alle sue caratteristiche di elevata resistenza alla compressione (355 MPa fck) e bassa conducibilità termica (0,2 W/mK), confermate dalla classificazione di incombustibilità A2, s1,d0.
- Il Farrat TBL è il materiale ideale quando i carichi strutturali e i requisiti di prestazione termica sono contenuti e i budget limitati, in quanto offre caratteristiche prestazionali quali una resistenza alla compressione media (89 MPa fck) e una conducibilità termica media (0,292 W/mK).
2. Quale spessore dovrei specificare per il taglio termico??
I ponti termici strutturali Farrat sono disponibili in una gamma di spessori che va da 5 mm a 25 mm. L’unico modo per calcolare con precisione lo spessore di un ponte termico strutturale consiste nell’effettuare un’analisi agli elementi finiti sul collegamento e sui relativi componenti. Questa non è una pratica comune a causa della relativa rarità dei progetti che richiedono ponti termici strutturali e dei tempi e dei costi necessari per eseguire la modellazione termica.
Tuttavia, è possibile comprendere, da un esempio tipico, gli effetti dello spessore delle piastre su un collegamento di esempio.
Farrat illustra questo aspetto per i propri prodotti utilizzando Modelli termici certificati dal BRE (Building Research Establishment), che dimostrano che, pur ottenendo prestazioni termiche inferiori rispetto alla struttura edilizia circostante, è possibile eliminare gli effetti negativi di un ponte termico con una quantità minima di materiale isolante (in genere uno spessore compreso tra 15 mm e 25 mm). È possibile utilizzare più pannelli, ma uno spessore di 25 mm è sufficiente a risolvere la maggior parte dei problemi legati ai ponti termici nelle abitazioni e negli edifici adibiti a uffici.
3. I ponti termici strutturali devono avere lo stesso spessore dell’isolamento della parete circostante??
Il fattore determinante per lo spessore di un taglio termico strutturale è la sua capacità di garantire un fattore di temperatura interna critica soddisfacente sul lato caldo del collegamento strutturale. Non è necessario che lo spessore del taglio termico strutturale corrisponda a quello dell’isolamento della parete circostante affinché sia efficace.
Poiché il taglio termico deve fungere da elemento strutturale, rappresenterà sempre un punto relativamente debole dal punto di vista dell’isolamento.
Tuttavia, come illustrato nell’ultimo studio di Farrat Dettagli relativi alla certificazione Casa Passiva, ciò consente comunque di raggiungere i più elevati standard di prestazione degli edifici.
4. Il taglio termico strutturale soddisferà i miei requisiti relativi al valore U??
Il calcolo del valore U rappresenta il metodo più semplice per comprendere le prestazioni termiche di un insieme di materiali da costruzione disposti su un piano (planare). I ponti termici strutturali vengono solitamente impiegati per risolvere problemi relativi a collegamenti strutturali «puntuali» o, in alcuni casi, a collegamenti lineari. Di conseguenza, le loro prestazioni non possono essere calcolate utilizzando il metodo del valore U, ma richiedono l’esecuzione di calcoli basati sui valori Psi o Chi.
Questi calcoli possono essere effettuati solo utilizzando la modellazione 2D o 3D con l’Analisi agli Elementi Finiti (FEA).
Poiché attualmente questa non è una pratica comune, Farrat utilizza i propri modelli termici tipici certificati BRE per fornire valori indicativi Psi e Chi per i collegamenti strutturali comuni, consentendo una specifica semplificata dei ponti termici strutturali laddove non siano stati creati modelli di calcolo..
5. I ponti termici strutturali devono essere incombustibili??
L’uso di materiali non combustibili, in particolare negli edifici di grande altezza, è diventato più diffuso negli ultimi anni, in parte a causa di incendi di grande risonanza verificatisi in edifici e delle successive indagini.
I ponti termici strutturali sono ampiamente utilizzati come parte del sistema di sostegno strutturale nei sistemi di facciata o come principale collegamento strutturale nei balconi. Questi elementi sono fondamentali per garantire l’integrità dell’involucro edilizio in caso di incendio e per evitare cedimenti catastrofici e crolli.
Farrat TBF è un materiale strutturale a taglio termico di classe A2, s1, d0, non combustibile, in grado di resistere a temperature di 1000 °C e di mantenere la propria integrità strutturale in caso di incendio.
I diversi tipi di edifici e le normative vigenti prevedono requisiti tecnici e normativi differenti in materia di progettazione antincendio, ma se il rischio di incendio rappresenta un problema da affrontare, l’uso di tagli termici non combustibili costituisce un modo per mitigare tale rischio.
Per ulteriori informazioni sull’integrazione di soluzioni con taglio termico in collegamenti strutturali in acciaio standard o su misura, visita il nostro Hub per taglio termico strutturale oppure uno dei nostri portali dedicati.
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