Le termocamere FLIR per l’analisi e la diagnostica dei cappotti termoisolanti esterni

Il settore delle costruzioni presta sempre più attenzione all’impiego efficiente dei sistemi a cappotto, che devono seguire nella posa precisi requisiti richiesti dalle certificazioni e dalle normative di regolamentazione dell’efficienza energetica per gli edifici.
Per comprendere meglio le anomalie nelle installazioni nei sistemi di isolamento  e le caratteristiche termiche di questi prodotti isolanti, un consorzio di aziende, che include l’Associazione Nazionale per l’Isolamento Termico e acustico (ANIT) e la CAPAROL, hanno portato avanti un progetto di ricerca con l’aiuto delle termocamere FLIR Systems.

Lo studio è stato coordinato da Tep srl, che offre servizi di ingegnerizzazione mirati a test non distruttivi dell’efficienza energetica negli edifici.

Per studiare i fenomeni termici che caratterizzano l’installazione di sistemi termoisolanti esterni, è stata realizzata una struttura campione coperta da tre lati con pannelli isolanti termici CAPATECT DALMATINER (EPS caricato con grafite). Nel rivestimento della porzione superiore del campione sono stati introdotti degli errori di posa tipici, mentre la porzione inferiore è stata realizzata correttamente, con e senza copritassello in EPS.
Una parete campione è stata monitorata e analizzata durante un ciclo solare di carica e scarica, registrando e archiviando immagini termiche a intervalli regolari. Con la termografia attiva, la carica avviene per effetto dell’impatto della radiazione solare sulla superficie del campione. Quando la struttura è in ombra avviene la fase di scarica, in cui viene monitorato il rilascio dell’energia accumulata dalla struttura.
Per questo test, ANIT ha scelto la termocamera FLIR T640, che si è dimostrata perfettamente idonea per il progetto.

Per analizzare correttamente il comportamento nei vari casi evidenziati dall’analisi termografica e per comprendere le possibili anomalie di posa, era necessario comprendere le basi del trasferimento di calore in condizioni variabili sulla superficie dell’isolamento.
Nel trasferimento di calore in condizioni variabili (ovvero con temperature di superficie variabili), la resistenza termica, la conduttività e lo spessore di ciascun materiale non sono sufficienti a definire il comportamento termico dei vari strati. È infatti necessario considerare anche la densità e il calore specifico dei materiali.
Il parametro che caratterizza i materiali in condizioni variabili collegato alla radiazione di superficie di una struttura dotata di isolamento termico si chiama effusività termica.
L’effusività termica misura la capacità di penetrazione dell’energia termica di un materiale: la temperatura di superficie dell’isolante termico esterno sottoposto alla radiazione solare è fortemente influenzata dal modo in cui il materiale del livello più esterno conduce il calore negli strati inferiori del materiale, e dalla capacità di questo di accumulare calore e quindi di scaldarsi.
L’effusività in questo contesto esprime la facilità con cui il materiale si riscalda all’interno per l’azione della radiazione solare: minore è il valore, minore è la quantità di energia necessaria per scaldare il materiale.
Il campione era costituito di diversi materiali con diversi valori di effusività termica: adesivo (eff.=906), EPS con caricato con grafite (eff.=27) e PVC dei tasselli (eff.=530).

Analisi del campione
L’analisi delle caratteristiche dei materiali mostra il diverso comportamento in termini di carica energetica causato dalla radiazione e della conseguente scarica dovuta alla fase d’ombra.
a) In presenza di radiazione solare, la stimolazione riscalda la superficie. Colla rasante e tasselli in PVC hanno una maggiore capacità termica rispetto alle rondelle in EPS, quindi saranno inizialmente più freddi dell’EPS che invece si scalderà più facilmente. Le rondelle e i giunti adesivi saranno i punti più freddi.
b) Il campione viene quindi fatto raffreddare all’ombra. Tasselli in PVC e colla adesiva hanno una maggiore capacità termica volumetrica, quindi hanno accumulato più energia termica e saranno inizialmente più caldi delle rondelle in EPS. Le rondelle si raffredderanno più velocemente; i tasselli e la colla adesiva saranno i punti più caldi.
L’analisi termografica evidenzia chiaramente la presenza di due tipi distinti di strati esterni: il materiale isolante a bassa conduttività termica e capacità termica limitata e la colla rasante e i tasselli in PVC con una maggiore conduttività termica e una maggiore capacità di accumulo del calore. Nel corso dell’analisi termica, l’esperto deve considerare attentamente ciò che viene identificato come anomalia della superficie: è necessario conoscere a fondo il
sistema termoisolante esterno e cosa, osservato in condizioni ambientali corrette, può essere considerato un difetto.

Termocamera FLIR T640bx
ANIT ha scelto FLIR T640bx perchè questo modello rappresenta la soluzione più completa per questa applicazione. Lo studio del campione richiedeva la capacità di esaminare variazioni di temperatura prossime a 0,5 °C, oltre alla possibilità di registrare e controllare variazioni della temperatura di superficie a intervalli di tempo variabili. La termocamera doveva inoltre essere in grado di generare immagini video di qualità, che potessero validare lo studio attivo del comportamento termico della superficie. FLIR T640bx ha superato la prova a pieni voti.
T640bx è una termocamera con sensore da 307.200 pixel ad alta definizione e con una fotocamera integrata da 5 MP, ottiche intercambiabili, messa a fuoco automatica e un ampio LCD touch screen da 4,3″. Combina un’eccellente ergonomia con una qualità di immagine superiore, offrendo la massima chiarezza e accuratezza, oltre a possibilità di comunicazione estese

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