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Una parete è costituita da tre strati di materiali da costruzione

  

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Una parete è costituita da tre strati di materiali da costruzione: intonaco (conducibilità $k=0,30 \mathrm{~J} / \mathrm{s} \cdot \mathrm{m} \cdot \mathrm{K}$ )), mattone (conducibilita $k_m=0,60 \mathrm{~J} / \mathrm{s} \cdot \mathrm{m} \cdot \mathrm{K}$ ) e legno (conducibilità $k_1=0,10 \mathrm{~J} /(\mathrm{s} \cdot \mathrm{m} \cdot \mathrm{K})$ ). La temperatura esterna è $0^{\circ} \mathrm{C}$. la temperatura interna e $27^{\circ} \mathrm{C}$. I tre strati hanno lo stesso spessore.

Calcola la temperatura dell'interfaccia intonaco-mattone e dell'interfaccia mattone-legno.

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3 Risposte



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parete multistrato 1
parete multistrato 2

@gregorius 👍👌👍



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impedenza termica :

intonaco ii= 1/0,3 = 10/3

mattone im= 1/0,6 = 5/3

legno il = 1/0,1 = 10 =  30/3 

impedenza totale i = 45/3

caduta di temperatura sull'intonaco ΔTi : 27*10/3*3/45  = 6,00 °C

temperatura alla giunzione intonaco-mattone Ti/m :

Ti/m = 27- ΔTi = 27-6 = 21,0 °C

 

caduta di temperatura sul legno ΔTl = 27*30/3*3/45  = 18,00 °C

temperatura alla giunzione  mattone-legno  Tm/l :

Tm/l = 0+ ΔTl = 18 °C

 

caduta di temperatura sul mattone ΔTm= 27*5/3*3/45 = 3,00 °C

@remanzini_rinaldo 👍 👍 👍 Penso che maurilio abbia sbagliato, perché la conducibilità complessiva va considerata sullo spessore totale del muro. 

3d/k=d/k(i)+d(k(m)+d/k(l)  da cui

k(tot)= 3[k(i)k(m)k(l)]/[k(m)k(l)+k(i)k(l)+k(i)k(m)]

Poi uguagliare il prodotto fra  la conducibilià complessiva k(tot) e il ΔT=(Tint-Test) con la conducibilità del primo strato K(i)(Tint - T(1)) per trovare la prima T(1) e quindi rifare l'uguaglianza con la conducibilità dell'ultimo strato. K(leg)(T(2) - Test) 

k(tot)(Tint-Test)/3d=K(i)(Tint - T(1))/d  e poi

k(tot)(Tint-Test)/3d=K(leg)(T(2) - Test)  da queste ultime due uguaglianze otteniamo subito le due temperature T(1) e T(2) nei punti di giunzione

@ Gregorius...ho provato (unsuccessfully) ad instillargli un dubbio, ma ne ho ricevuta una risposta laconica !!!

@remanzini_rinaldo @gregorius

quando mi permetto di dare una risposta è perchè "forse" conosco la risposta, nel mio lungo cammino ho progettato e fatto funzionare impianti di raffreddamento per centinaia di kwh e forni dove uno spessore di materiale di 2 pollici ha un delta T di 1950 gradi, non 27...

 

Resistenza termica e trasmittanza termica

Quando si parla di isolamento termico di un componente opaco, come ad esempio una parete, si va immancabilmente a valutare il parametro U del componente, cioè la trasmittanza termica dell’intera stratigrafia che compone la parete.

La trasmittanza termica si assume pari all’inverso della sommatoria delle resistenze termiche (R) dei vari strati (materiali) che si susseguono nella parete stessa.

Per un elemento di costruzione a più strati, la resistenza di tutti gli strati deve, infatti, essere sommata:

U = 1/R(espressa in W/m2K)

dove:

  • Rt è la resistenza termica totale (Rsi+R1+R2+…+Rn+Rse);
  • Rsi è la resistenza termica superficiale interna;
  • Rse è la resistenza superficiale esterna;
  • R1, R2, … , Rn sono la resistenza superficiale dei vari strati.

Resistenza termica totale

La resistenza termica totale Rdi un componente piano per edilizia costituito da strati tecnicamente omogenei perpendicolari al flusso termico, deve essere calcolata attraverso la seguente equazione:

Rt= Rsi+R1+R2+…Rn+Rse

Concludendo

non importa a nessuno quali saranno le temperature nei punti di giunzione tra i materiali, sono lontanissime dai loro punti di fusione

(cosa che non è invece possibile evitare nel sistema a 1957 gradi...)

Quello che è IMPORTANTE carcolare è la dispersione che hanno le case fatte di mattoni!!!

Io abito in una casa senza gas, riscaldata a pompa di calore che a sua volta è alimentata da un sistema di produzione fotovoltaica con accumulo

nelle alpi con 21 gradi 24h/24 7/7 dal primo ottobre al 31 maggio

costo totale dell'energia usata per un inverno, 0 dico zero

i conti e la realizzazione delle pareti li ho fatti io, forse ho sbagliato qualcosa...

 

@ remanzini_rinaldo @ maurilio57 La legge di Fourier è ciò che determina le temperature:

legge Fourier 1
legge Fourier 2
legge Fourier 3



2

la conduzione del calore nei materiali può essere tranquillamente

paragonata alla conduzione di corrente nelle resistenze

in questo caso in serie

La resistenza di un materiale da costruzione è l'inverso della conducibilità

quindi 1/0,30   1/0,60 1/0,1

il delta T è di 27 gradi (come se fossero 27 Volt...)

avremontre resistenze

0,33 +1,66+10= 11,99

27/12=2,25 

sullo strato di intonaco avremo 2,25×0,33=0,74

2,25*1,66=3,735

2,25*10=22,5 

22,5+3,73+0,74=27 gradi

in conclusione il legno è quello che fa il 99 % dell'isolamento

l'interfaccia intonaco mattone ha t = 27-0,74

l'interfaccia mattone legno ha t=27-0,74-3,735

 

 

@maurilio57 ....sicuro?

@remanzini_rinaldo

SI,

SONO SICURO tra l'interno e l'esterno ci sono 27 gradi di delta T...



Risposta
SOS Matematica

4.6
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