Appendice A: Unità di misura e fattori di conversione - K-FLEX

Guida Tecnica
Capitolato tecnico per
la scelta di isolanti
termici in elastomero
VERSIONE 1.1
febbraio 2012
Specifiche Tecniche
In copertina:
2
Vortice di von Karman.
Specifiche Tecniche
Introduzione
Questa pubblicazione si rivolge ai progettisti e più in generale a tutti gli operatori del settore,
cui oggigiorno, sempre più spesso, viene richiesta una specifica preparazione non solamente
nel campo della normativa che regola la materia, ma anche negli aspetti tecnici che ne
governano le scelte e le decisioni sul campo.
Scopo di queste pagine è quindi quello di fornire un supporto nelle valutazioni che il
progettista si troverà quotidianamente a dover affrontare, laddove abbia la necessità di
operare delle scelte riguardanti l’impiego di materiali per l’isolamento termico. Senza la
pretesa di voler essere definitive ne, tantomeno, esaustive, queste pagine contengono
alcune informazioni circa quelli che sono i parametri e le grandezze in grado di connotare le
performance di un dato materiale, fornendo così i primi strumenti per l’individuazione
dell’isolante elastomerico più idoneo per una data applicazione.
Ing. Gianluca Consentino
Technical Marketing Manager
3
Specifiche Tecniche
Sommario
1 Trasmissione del calore: concetti generali
1.1
Conduzione
7
1.2
Convezione
8
1.3
Irraggiamento
10
1.4
Meccanismi combinati di scambio termico
12
2 Materiali isolanti
17
2.1
Trasmissione del calore nei materiali isolanti
18
2.2
Resistenza al vapore e sensibilità alle condizioni di impiego
19
3 Tipiche problematiche di coibentazione
22
3.1
Perdita di calore in tubi e superfici piane
23
3.2
Spessore anticondensa per una tubazione cilindrica
28
3.3
Variazione di temperatura lungo un tubo
30
3.4
Temperatura di congelamento per un liquido in un tubo isolato
32
4 Normativa
4.1
D.P.R. 26 Agosto 1993 n° 412, Allegato B
5 Schede tecniche prodotti
4
6
35
35
37
5.1
Indice dei prodotti e dei sistemi L’ISOLANTE K-FLEX
38
5.2
Prodotti sistemi, mercati ed applicazioni
39
5.3
K-FLEX ECO
40
5.4
K-FLEX ST
41
5.5
K-FLEX ST FRIGO
42
5.6
K-FLEX ST/SK
43
5.7
K-FLEX ST DUCT
44
5.8
K-FLEX SOLAR HT
45
5.9
K-FLEX EC EC/H
45
Specifiche Tecniche
5
5.10
K-FLEX EC AD
46
5.11
K-FLEX AL CLAD SYSTEM
47
5.12
K-FLEX IN/IC CLAD SYSTEM
48
5.13
K-FLEX COLOR SYSTEM
51
5.14
K-FLEX TWIN SOLAR SYSTEM
52
Appendice A: Unità di misura e fattori di conversione
53
Appendice B: Umidità e condensa
54
Bibliografia
55
Specifiche Tecniche
1 Trasmissione del calore: concetti generali
L’esperienza quotidiana ci dice che ponendo in contatto due corpi a differente temperatura,
attendendo un tempo sufficientemente lungo, si arriverà infine all’equilibrio termico: il corpo
più freddo tenderà infatti a riscaldarsi, mentre quello più caldo si raffredderà, finché entrambi
non si verranno a trovare alla medesima temperatura. Lo scambio di energia termica dal
corpo più caldo a quello più freddo (mai in verso opposto), prende il nome di trasmissione di
calore, uno dei cui effetti più macroscopici e misurabili è appunto rappresentato dalla
variazione di temperatura, che diminuisce nel corpo che cede calore ed aumenta in quello
che lo riceve.
Equilibrio termico
Flusso di calore
T1
T2
T3
T1 > T2
T1 > T3 > T2
Figura 1-1 Equilibrio termico
Lo scambio di energia termica tra due sistemi interagenti può avvenire attraverso tre
differenti modalità: conduzione, convezione e irraggiamento, anche se ciascun meccanismo
verrà di seguito descritto separatamente è bene precisare sin d’ora che nella maggior parte
dei fenomeni naturali, nei quali intervengono processi di trasmissione di calore, i tre
meccanismi sono spesso contemporaneamente coinvolti.
6
Specifiche Tecniche
1.1 Conduzione
La conduzione è un processo di trasferimento del calore nel quale l’energia si trasmette per
contatto diretto tra le molecole, senza che vi sia un sensibile trasporto di materia.
L’equazione che governa il fenomeno, formulata dallo scienziato francese J. B. J. Furier,
afferma che la potenza trasmessa per conduzione è proporzionale, tramite la conduttività
termica del materiale λ, al prodotto tra l’area A della sezione, attraverso la quale fluisce il
calore, per la variazione di temperatura T lungo la direzione del flusso termico:
qλ = - λ

dT
A
dx
(1-1)
qλ, potenza termica trasmessa per conduzione: quantità di calore che attraversa l’area A della
superficie nell’unità di tempo (unità di misura [W]).

dT/dx, variazione di temperatura nella direzione x del flusso termico (unità di misura [K/m]).

A, area della sezione attraverso la quale il calore fluisce per conduzione, misurata
perpendicolarmente alla direzione del flusso (unità di misura [m2]).

λ, conduttività termica del materiale (unità di misura [W/mK]). La conduttività termica di un
materiale rappresenta la potenza termica che attraversa una superficie di area unitaria in
conseguenza di un gradiente di temperatura unitario.

(Il segno meno che compare nell’equazione sottolinea il fatto che il flusso termico è positivo
quando la variazione di temperatura è negativa, ovvero, come già ricordato, il calore fluisce da
regioni a temperatura più alta verso quelle a temperatura più bassa.)
Come si può notare dalla precedenti formule, la conduttività termica è la proprietà del
materiale che ne caratterizza il comportamento in termini di caratteristiche di isolamento:
tanto più il valore di λ è basso tanto minore è la quantità di calore trasmessa per conduzione,
tanto più il materiale si comporta da isolante (un materiale si definisce isolante se il suo
valore di λ è inferiore a 0,065 W/mK).
La conduttività termica di un materiale non è una costante, ma varia con la temperatura,
7
Specifiche Tecniche
(quando ci si riferisce ad un certo valore di conduttività si dovrebbe quindi anche specificare
la temperatura cui tale valore corrisponde).
Considerando lo scambio termico attraverso una parete piana e supponendo trascurabile la
dipendenza della conduttività dalla temperatura l’equazione 1-1 può essere scritta come di
seguito:
qλ = λ
𝐓𝐬𝐢 − 𝐓𝐬𝐞
A
d
(1-2)

d, spessore della parete (unità di misura [m]).

Tsi, temperatura della superficie interna (unità di misura [K]).

Tse, temperatura della superficie esterna: Tsi > Tse (unità di misura [K]).
Diversamente considerando la conduzione attraverso la parete di un tubo l’equazione
generica 1-1 si esplicita nella seguente forma:
𝟐𝛑𝛌𝐋
(𝐓 − 𝐓𝐬𝐞 )
qλ =
𝐃𝐞 𝐬𝐢
𝐥𝐧
𝐃𝐢

De, diametro esterno della parete (unità di misura [m]).

Di, diametro interno della parete (unità di misura [m]).

L, lunghezza del tubo (unità di misura [m]).
(1-3)
1.2 Convezione
La trasmissione di calore per convezione è il principale meccanismo di scambio energetico
nei fluidi. Alla base dei meccanismi convettivi vi è infatti la possibilità per le molecole di liquidi
e gas di spostarsi liberamente all’interno di un volume, dalle regioni dove la temperatura è
8
Specifiche Tecniche
più alta verso quelle più fredde, trasportando con se il calore immagazzinato. Diversamente
dagli altri meccanismi di trasmissione del calore si ha in questo caso un flusso tanto di
materia quanto di energia, che viene quindi “accumulata”dalle molecole ed asportata dal loro
moto.
Alla luce di quanto sopra si può facilmente intuire come riducendo la possibilità di moto delle
molecole del fluido si riduca, conseguentemente, anche la trasmissione di calore per
convezione. Queste considerazioni vengono effettivamente sfruttate nella realizzazione di
molti isolanti in materiale espanso, dove si cerca di racchiudere l’aria contenuta nel materiale
in celle di dimensione sempre più piccola.
L’equazione che consente di valutare la potenza termica scambiata per convezione tra una
parete ed un fluido che ne lambisce la superficie ha la seguente espressione (proposta già
nel 1701 da Isaac Newton):
q 𝐜 = ̅̅̅
𝐡𝐜 A∆T

(1-4)
qc, potenza termica trasmessa per convezione: quantità di calore che attraversa la superficie A
nell’unità di tempo (unità di misura [W]).

T, differenza tra la temperatura della superficie Ts e la temperatura del fluido T∞ in un punto
specificato sufficientemente lontano dalla superficie (unità di misura [K]).

A, area della superficie di scambio (unità di misura [m2] ).

ħc, valor medio della conduttanza termica convettiva (unità di misura [W/m2K]). Spesso viene
indicato come coefficiente di scambio termico convettivo.
La determinazione del reale valore del coefficiente di scambio termico è quasi sempre molto
laboriosa, in quanto legata ai complessi meccanismi intrinseci nei fenomeni convettivi, che
fanno si che tale coefficiente venga a dipendere contemporaneamente dalla geometria e
dalla finitura della superficie, dalle proprietà fisiche del fluido e spesso anche dalla differenza
di temperatura.
Nelle tipiche applicazioni ingegneristiche vengono solitamente impiegati dei modelli
9
Specifiche Tecniche
semplificati che consentono, per le specifiche applicazioni, di calcolare il valore del
coefficiente di scambio convettivo come sola funzione delle dimensioni geometriche della
superficie, della differenza di temperatura e della velocità del fluido.
Tipologia e condizioni di impiego
ħc [W/m2K]
𝟏
Interno, tubi orizzontali (flusso laminare De3 T 
10 m3K)
(𝐓𝐬 − 𝐓∞ ) 𝟒
]
𝐡𝐜 = 𝟏. 𝟐𝟓 [
𝐃𝐞
Interno, tubi orizzontali (flusso turbolento De3 T
> 10 m3K)
𝐡𝐜 = 𝟏. 𝟐𝟏(𝐓𝐬 − 𝐓∞ )𝟑
Interno, superfici verticali o tubi verticali (flusso
laminare H3 T  10 m3K)
(𝐓𝐬 − 𝐓∞ ) 𝟒
] 𝐇 = 𝐃𝐞
𝐡𝐜 = 𝟏. 𝟑𝟐 [
𝐇
Interno, superfici verticali o tubi verticali (flusso
turbolento H3 T > 10 m3K)
𝐡𝐜 = 𝟏. 𝟕𝟒(𝐓𝐬 − 𝐓∞ )𝟑 𝐇 = 𝐃𝐞
Esterno, superfici verticali (flusso laminare variaH
 8 m2/s)
Esterno, superfici verticali (flusso laminare variaH
> 8 m2/s)
Esterno, tubi orizzontali (flusso laminare variaDe 
8.5510-3 m2/s)
Esterno, tubi orizzontali (flusso turbolento variaDe
> 8.5510-3 m2/s)
𝟏
𝟏
𝟏
𝟏
𝐯𝐚𝐫𝐢𝐚 𝟐
)
𝐡𝐜 = 𝟑. 𝟗𝟔 (
𝐇
𝐯𝐚𝐫𝐢𝐚 𝟒
)
𝐡𝐜 = 𝟓. 𝟕𝟔 (
𝐇
𝟎.𝟐
𝟏
𝟖. 𝟏 ∙ 𝟏𝟎−𝟑
𝐯𝐚𝐫𝐢𝐚 𝟐
)
𝐡𝐜 =
+ 𝟑. 𝟏𝟒 (
𝐃𝐞
𝐃𝐞
𝐡𝐜 = 𝟖. 𝟗
𝐯𝐚𝐫𝐢𝐚 𝟎.𝟗
𝐃𝐞 𝟎.𝟏
INTERNATIONAL STANDARD ISO FDIS 12241 (v: velocità dell’aria; De: diametro esterno; H: altezza della
parete)
1.3 Irraggiamento
Con il termine irraggiamento si indicano quei processi dove l’energia si propaga attraverso
onde elettromagnetiche. Laddove il fenomeno venga a dipendere dalla temperatura, l’energia
10
Specifiche Tecniche
trasmessa prende solitamente il nome di “calore irradiato”, che diversamente da quanto visto
per i due precedenti meccanismi di scambio termico, e proprio in virtù della modalità di
veicolazione, può trasmettersi da un corpo ad un altro anche nel caso quest’ultimo non fosse
posto direttamente in contatto con il primo, ed ancora, anche se tra i due corpi dovesse
esserci il vuoto.
Qualsiasi corpo emette continuamente calore per irraggiamento, l’intensità di tale emissione
dipende dalla temperatura del corpo e dalla natura della superficie.
Qualora si abbia a che fare con un radiatore perfetto “corpo nero”, l’equazione di StefanBoltzmann permette di quantificare la potenza termica irradiata:
q 𝐫 = 𝛔A𝐓 𝟒

(1-5)
qr, potenza termica trasmessa per irraggiamento: quantità di calore che attraversa la superficie A
nell’unità di tempo (unità di misura Watt [W]).

T, temperatura della superficie (unità di misura [K]).

A, area della superficie (unità di misura [m2] ).

, costante di Stefan-Boltzmann 5.6710-8 W/m2K4.
La precedente equazione ci dice che l’energia irradiata da un corpo nero è proporzionale alla
quarta potenza della temperatura della sua superficie ed è altresì indipendente dalle
condizioni ambientali. Diversamente, considerando lo scambio netto per irraggiamento tra
due corpi questo dipenderà, oltre che da una necessaria differenza di temperatura, anche
dalla quantità di energia effettivamente intercettata ed assorbita dal corpo a temperatura
inferire.
La quasi totalità dei materiali di impiego ingegneristico non può essere assimilata ad un
radiatore ideale: per tenere conto di questo, si introduce un coefficiente adimensionale,
l’emissività , che caratterizza il comportamento delle varie superfici rapportandone la
capacità di emissione a quelle del corpo nero. Per una superficie reale la precedente
relazione si trasforma quindi come di seguito:
11
Specifiche Tecniche
q 𝐫 = 𝛔𝛆A𝐓 𝟒
(1-6)
In molte applicazioni pratiche l’irraggiamento è presente unitamente ad altre forme di
trasmissione del calore. In questi casi si tende ad introdurre una conduttanza termica
“radiativa”
(spesso
indicato
come
coefficiente
di
scambio
termico
superficiale
d’irraggiamento), che consente di scrivere l’equazione che governa lo scambio termico per
irraggiamento nella seguente forma:
q 𝐫 = 𝐡𝐫 A(𝐓𝐬 − 𝐓∞ )
(1-7)
𝛔𝛆(𝐓𝐬 𝟒 − 𝐓∞ 𝟒 )
𝐡𝐫 =
𝐓𝐬 − 𝐓∞
(1-8)
dove:

Ts, temperatura della superficie (unità di misura [K]).

T∞, temperatura del fluido in un punto specificato sufficientemente lontano dalla superficie (unità di
misura [K]).

, costante di Stefan-Boltzmann 5.6710-8 W/m2K4.

, emissività del materiale.
1.4 Meccanismi combinati di scambio termico
Nei precedenti paragrafi i tre meccanismi di trasmissione del calore sono stati esaminati
separatamente; tuttavia, nella pratica, come già accennato, il calore si trasmette di solito per
stadi attraverso un certo numero di elementi differenti disposti in sequenza; frequentemente
in ciascun di questi elementi il calore si trasmette contemporaneamente secondo più
meccanismi (vedi ISO/FDIS 12241 [1]).
12
Specifiche Tecniche
Volendo considerare un semplice esempio pratico si potrebbe pensare ad un tubo metallico
percorso da un fluido ad elevata temperatura per il quale si abbia la necessità di isolamento
dall’ambiente esterno (vedi figura 1-2).
Nel primo elemento di questo sistema il calore viene trasmesso dal fluido caldo alla
superficie interna del tubo metallico secondo i meccanismi di convezione ed irraggiamento
agenti contemporaneamente. La potenza termica trasmessa alla parete risulta essere:
𝐪 = 𝐪𝐫 + 𝐪𝐜 = 𝐡𝐫 A(𝐓∞𝐟𝐥𝐮𝐢𝐝𝐨 − 𝐓𝐬𝐢𝐦𝐞𝐭𝐚𝐥𝐥𝐨 ) +
+ 𝐡𝐜 A(𝐓∞𝐟𝐥𝐮𝐢𝐝𝐨 − 𝐓𝐬𝐢𝐦𝐞𝐭𝐚𝐥𝐥𝐨 )
(1-9)
𝐪 = A(𝐡𝐫 + 𝐡𝐜 )(𝐓∞𝐟𝐥𝐮𝐢𝐝𝐨 − 𝐓𝐬𝐢𝐦𝐞𝐭𝐚𝐥𝐥𝐨 )
(1-10)
Tubo metallico
Materiale isolante
Figura 1-2 Tubo metallico isolato
Considerando il fenomeno indipendente dal tempo (regime stazionario), la potenza termica
trasmessa per conduzione attraverso lo spessore del tubo metallico, secondo elemento del
13
Specifiche Tecniche
sistema, è uguale a quella trasmessa nell’elemento precedente e vale:
q = q𝐜 =
𝟐𝛑𝛌𝐋
(𝐓
− 𝐓𝐬𝐞𝐦𝐞𝐭𝐚𝐥𝐥𝐨 )
𝐃𝐞𝐦𝐞𝐭𝐚𝐥𝐥𝐨 𝐬𝐢𝐦𝐞𝐭𝐚𝐥𝐥𝐨
𝐥𝐧
𝐃𝐢𝐦𝐞𝐭𝐚𝐥𝐥𝐨
(1-12)

Tse, temperatura della superficie esterna del tubo metallico (unità di misura [K]).

Tsi, temperatura della superficie interna del tubo metallico (unità di misura [K]).
(L’equazione 1-10 presuppone di poter trascurare la dipendenza della conduttività dalla
temperatura.)
Un discorso perfettamente analogo può essere fatto per la potenza termica trasmessa dallo
strato di isolante, terzo elemento del sistema:
𝟐𝛑𝛌𝐋
q = q𝐜 =
(𝐓
− 𝐓𝐬𝐞𝐢𝐬𝐨𝐥𝐚𝐧𝐭𝐞 )
𝐃𝐞𝐢𝐬𝐨𝐥𝐚𝐧𝐭𝐞 𝐬𝐢𝐢𝐬𝐨𝐥𝐚𝐧𝐭𝐞
𝐥𝐧
𝐃𝐢𝐢𝐬𝐨𝐥𝐚𝐧𝐭𝐞
(1-13)
(Dove Tsiisolante coincide con Tsemetallo λ, essendo legata al materiale ha in generale un valore
differente da quello della relazione 1-12 riguardante il tubo metallico.)
Considerando ora lo scambio termico tra la superficie esterna del materiale isolante e
l’ambiente, ancora una volta legato a meccanismi simultanei di convezione ed irraggiamento,
sempre ritenendo il sistema in condizioni stazionarie, si può scrivere:
𝐪 = A(𝐡𝐫 + 𝐡𝐜 )(𝐓𝐬𝐞𝐢𝐬𝐨𝐥𝐚𝐧𝐭𝐞 − 𝐓∞𝐚𝐦𝐛𝐢𝐞𝐧𝐭𝐞 )
14
(1-14)
Specifiche Tecniche
(I valori della conduttanza media per l’irraggiamento e la convezione dipendono, come si è avuto
modo di dire, da molti fattori ed in generale saranno differenti da quelli relativi allo scambio
termico tra il fluido interno e la superficie del tubo metallico. Essendo la geometria considerata
quella cilindrica, anche le aree delle superfici che compaiono nelle precedenti formule non sono a
rigore uguali, si deve comunque tenere presente che tali differenze risultano sicuramente
trascurabili qualora le pareti siano molto sottili.)
Come si ha avuto modo di vedere il flusso di calore che attraversa il sistema in condizioni
stazionarie risulta essere lo stesso nei vari stadi di cui questo si compone; sfruttando tale
uguaglianza ed eliminando le temperature intermedie con semplici operazioni algebriche, si
può arrivare alla seguente relazione in cui la potenza termica trasmessa viene a dipendere
solamente dalla temperatura dell’ambiente esterno e da quella del fluido che scorre
all’intermo del tubo.
𝐪=
𝛑𝐋(𝐓∞𝐟𝐥𝐮𝐢𝐝𝐨 − 𝐓∞𝐚𝐦𝐛𝐢𝐞𝐧𝐭𝐞 )
𝐃
𝐃
𝐥𝐧 ( 𝐞 )
𝐥𝐧 ( 𝐞 )
𝐃𝐢 𝐢𝐬𝐨𝐥𝐚𝐧𝐭𝐞
𝐃𝐢 𝐦𝐞𝐭𝐚𝐥𝐥𝐨
𝟏
𝟏
+
+
+
𝟐𝛌𝐢𝐬𝐨𝐥𝐚𝐧𝐭𝐞
𝟐𝛌𝐦𝐞𝐭𝐚𝐥𝐥𝐨
𝐡𝐢 𝐃𝐢
𝐡𝐞 𝐃𝐞
(1-15)
Entrambi i coefficienti di scambio termico superficiale che compaiono nella predente
relazione sono in realtà costituiti dalla somma di due termini, uno relativo alla convezione
l’altro all’irraggiamento:
𝐡𝐢 = (𝐡𝐫 + 𝐡𝐜 )𝐢 ; 𝐡𝐞 = (𝐡𝐫 + 𝐡𝐜 )𝐞
(1-16)
Le immagini di seguito riportate mostrano la distribuzione della temperatura (in °C) e del
flusso di calore in un sistema quale quello esaminato in questo paragrafo. I dati utilizzati nella
simulazione sono quelli di seguito riportati:
15
Specifiche Tecniche

Temperatura del fluido all’interno del tubo metallico 398 K.

Temperatura ambiente 297 K.

Diametro esterno del tubo metallico 0.0264 m; spessore del tubo metallico 0.00018 m.

Spessore del materiale isolante 0.014 m.

Conduttività del materiale isolante 0,04 [W/mK], in prima approssimazione ritenuta costante in
tutto lo spessore.
Figura 1-3 Mesh
Figura 1-4 Distribuzione di temperatura
16
Specifiche Tecniche
Figura 1-5 Flusso di calore
(Nella simulazione i cui risultati sono illustrati dalle precedenti figure si è tenuto conto di tutti i
meccanismi di trasmissione del calore discussi in questo paragrafo. Il contatto tra lo strato di
materiale isolante ed il tubo metallico è stato ipotizzato ideale, approssimazione che di fatto non
discosta i risultati ottenuti dal reale comportamento del sistema, se non a livello locale nella zona
di contatto. Come si può notare dalla Figura 1-5 si è considerato uno scambio termico tra isolante
ed ambiente anche per una delle superfici laterali dell’isolante.)
2
Materiali isolanti
I materiali isolanti oggi disponibili sul mercato possono essere raggruppati, a seconda della
struttura del materiale, in tre famiglie distinte: fibrosi, cellulari e porosi, per ciascuna di queste
tre suddivisioni sono poi possibili ulteriori raggruppamenti tra materiali naturali e sintetici ed
ancora tra quelli organici ed inorganici. Indipendentemente dalla tipologia di isolante un
materiale si definisce tale in funzione del valore della sua conduttività, che, come già
accennato, deve essere inferiore a 0,065 W/mK.
ISOLANTE
λ < 0,065 W/mK
17
DEBOLMENTE ISOLANTE
0,065 W/Mk < λ < 0,065 W/mK
NON ISOLANTE
λ > 0,09 W/mK
Specifiche Tecniche
2.1 Trasmissione del calore nei materiali isolanti
Come si è già avuto modo di affermare, le caratteristiche che definiscono il comportamento di
un materiale, in particolare di un isolante, circa i meccanismi che governano la trasmissione
del calore non sono costanti: la conduttività di un materiale dipende infatti dalla temperatura
cui questo si trova. Parlando di materiali isolanti, considerandone la tipica non omogeneità ed
anisotropia, si rende indispensabile una precisazione: il coefficiente di conducibilità cui ci si
riferisce è in realtà “apparente” o per meglio dire “composito”, poiché proprio in virtù della
peculiare struttura che consente di inglobare aria all’interno di questi materiali, esso
considera, oltre alla trasmissione del calore per conduzione, anche la convezione e
l’irraggiamento.
a
b
c
d
Figura 2-1 Trasmissione del calore in un materiale isolante elastomerico a celle
chiuse: a) conduzione nel materiale; b) conduzione nell’aria; c) convezione nell’aria; d)
irraggiamento.
18
Specifiche Tecniche
2.2 Resistenza al vapore e sensibilità alle condizioni di impiego
Anche in virtù di quanto sopra è facile intuire come oltre che dalla temperatura la conduttività
“apparente” dei materiali isolanti dipenda da altri fattori quali l’invecchiamento, ma soprattutto
dall’umidità assorbita dall’isolante nell’ambiente di impiego. Il potere coibentante di un
isolante, infatti, diminuisce sensibilmente in funzione del volume di acqua assorbita, (la
conduttività dell’acqua è circa venticinque volte più alta di quella dell’aria). Il parametro che
misura la quantità di vapore acqueo che un materiale può assorbire si definisce permeabilità:
δ, coefficiente di conducibilità del vapore o permeabilità misura la quantità di vapore acqueo che
si diffonde nell’unità di tempo attraverso due facce opposte di un cubo di materiale, avente spigolo
unitario, a fronte di una differenza unitaria di pressione parziale (unità di misura [kg/msPa]).
L’indicatore cui tipicamente ci si riferisce per valutare il decadimento delle qualità di
coibentazione di un materiale isolante è il fattore μ, che rappresenta il rapporto tra la
permeabilità dell’aria e quella del materiale in questione. Questo parametro adimensionale
indica quindi quanto la resistenza alla diffusione del vapore in un materiale risulta essere
maggiore rispetto a quella di uno strato stazionario di aria di eguale spessore ed alla stessa
temperatura.
μ=
𝛅𝐚𝐫𝐢𝐚
𝛅𝐦𝐚𝐭𝐞𝐫𝐢𝐚𝐥𝐞
(2-1)
Noto il valore di μ, la permeabilità al vapore acqueo del materiale può facilmente essere
determinata attraverso la precedente relazione.
(La permeabilità può essere calcolata sperimentalmente facendo riferimento alla norma EN 12086
[2] per prodotti in lastre ed alla norma EN 13469 [3] per prodotti in tubi, dove si specificano la
temperatura, l’umidità relativa e quindi la pressione parziale di vapore cui fare riferimento.)
19
Specifiche Tecniche
Ponendo a confronto materiali con una differente permeabilità, la relazione 2-1 ci consente di
determinare per ciascuno il valore dello spessore equivalente, in termini di vapore diffuso, a
quello di uno strato di aria.
Confrontando differenti valori di μ, per ottenere la medesima resistenza alla diffusione di vapore
(corrispondente ad uno spessore di aria equivalente pari a 50 m), si vede come sia necessario
l’impiego di spessori sempre maggiori all’aumentare della permeabilità.
Spessore equivalente in funzione della permeabilità
μ = 100
Spessore 500 mm
μ = 500
Spessore 100 mm
μ = 1000
Spessore 50 mm
μ = 5000
Spessore 10 mm
μ = 10000
Spessore 5 mm
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
Anche se i risultati sperimentali per il fattore μ, ottenuti in laboratorio, non si possono
automaticamente tradurre in una valutazione dei corrispettivi valori per i materiali in opera,
almeno da un punto di vista qualitativo (si tenga presente la forte dipendenza dei valori
misurati dalle condizioni di prova; anche considerando la sola temperatura tipicamente si
assiste ad una significativa riduzione di μ con l’aumento di quest’ultima), questi forniscono un
20
Specifiche Tecniche
indubbio parametro di confronto per la scelta di un materiale isolante. Di seguito vengo
riportati i valori del fattore μ per alcuni tipici materiali isolanti.
Materiale isolante
μ
Polistirene espanso
80 - 250
Poliuretano
30 -100
Schiume fenoliche
10 - 50
Lana minerale
Non confrontabili (valori estremamente
bassi)*
Elastomeri espansi
1000 - 15000
Polietilene espanso
1000 - 7000
Vetro cellulare
Q
* Tipicamente data la notevole permeabilità delle lane minerali alla diffusione di vapore queste
ultime, per essere impiegate, necessitano inevitabilmente di protezioni specifiche.
Le ampie differenze riscontrabili nei vari materiali si traducono spesso in una differente
modalità di impiego degli stessi: tipicamente i materiali che presentano modesti valori di μ,
quindi molto permeabili, necessitano l’impiego di quella che viene definita barriera al vapore
acqueo (la struttura dei materiali elastomerici espansi a celle chiuse costituisce
intrinsecamente una barriera al vapore), ovvero uno strato sottile di materiale impermeabile
applicato sulla superficie esterna dell’isolamento. Il corretto funzionamento di una barriera al
vapore richiede che venga garantita un’impermeabilità completa, poiché anche un piccolo
foro o porzione di superficie scoperta comprometterebbe complessivamente l’efficienza
dell’isolamento, specie per quei materiali la cui conduttività è fortemente sensibile all’umidità
assorbita.
21
Specifiche Tecniche
Figura 2-2 Conduttività termica di isolanti in fibre minerali, con differenti densità, in
funzione dell’umidità assorbita (in percentuale di peso) ad una temperatura media di
10° C. Source- W. F. Cammerer, Insulation Cold-Warm, Spring 1995.
In alcuni casi, per specifiche applicazioni, tipicamente l’isolamento di sistemi a bassa temperatura
o sistemi criogenici, anche con l’impiego di materiali elastomerici espansi si rende necessaria
l’introduzione di un’ulteriore protezione realizzata, solitamente, mediante un multistrato costituito
da una sottile lamina di alluminio, rinforzato da PVC, cui viene quindi aggiunto un film di
protezione agli agenti atmosferici.
3 Tipiche problematiche di coibentazione
In questo capitolo verranno presentati alcuni esempi di calcolo relativi alle più comuni
problematiche riguardanti l’impiego dei materiali isolanti.
Non potendo prendere in esame tutte le possibili configurazioni si è cercato, partendo da casi
molto semplificati, di fornire un riferimento cui attingere per affrontare l’esame di sistemi via
22
Specifiche Tecniche
via più complessi. Nel paragrafo 3.6 verrà fatto qualche cenno a sistemi compositi
multistrato.
3.1 Perdita di calore in tubi e superfici piane
Superficie piana
Si vuole valutare la perdita di calore che si ha in un ora, in condizioni stazionarie, attraverso
la superficie piana di un canale orizzontale non a contatto con l’ambiente esterno.
Dati:










Temperatura esterna: 50° C
Temperatura interna: 10° C
Lunghezza: 20 m
Altezza: 0.5 m
Larghezza: 0.2 m
Velocità fluido interno: 3m/s
Velocità fluido esterno: 1m/s
Conduttività del materiale isolante: λ = 0.038 W/mK
Spessore strato isolante: 0.03 m
Coefficiente di emissività della superficie esterna:  = 0.23
L’equazione che consente di determinare la potenza termica trasmessa attraverso la
superficie isolata (ovvero la perdita di calore in un intervallo di tempo unitario) è la seguente:
𝐪=

𝐀(𝐓𝐢𝐧𝐭𝐞𝐫𝐧𝐚 − 𝐓𝐞𝐬𝐭𝐞𝐫𝐧𝐚 )
𝟏 𝐬𝐢𝐬𝐨𝐥𝐚𝐧𝐭𝐞
𝟏 𝐬𝐩𝐚𝐫𝐞𝐭𝐞
+
+ +
𝐡𝐢 𝛌𝐢𝐬𝐨𝐥𝐚𝐧𝐭𝐞 𝐡𝐞 𝛌𝐩𝐚𝐫𝐞𝐭𝐞
(3-1)
ħi, valor medio del coefficiente di scambio termico della superficie interna, somma del contributo
convettivo e di quello relativo all’irraggiamento.

ħe, valor medio del coefficiente di scambio termico della superficie esterna, somma del contributo
convettivo e di quello relativo all’irraggiamento.
23
Specifiche Tecniche

sisolante, spessore dello strato di materiale isolante.

sparete, spessore della parete del canale.
Questa relazione si ottiene dalle equazioni che regolano i tre meccanismi di scambio termico
in modo del tutto analogo a quanto visto nel paragrafo 1.4. In prima approssimazione è
possibile trascurare il contributo dei termini relativi alla parete (si deve considerare come
solitamente lo spessore della parete del condotto sia notevolmente inferiore rispetto a quello
del materiale isolante, diversamente la conduttività di quest’ultimo risulta di alcuni ordini di
grandezza inferiore rispetto a quella della parete, tipicamente in metallo).
Il coefficiente di scambio termico della superficie esterna è dato dalla somma di due
contributi determinabili come:
 Coefficiente di scambio termico convettivo (vedi paragrafo 1.2):
𝟏
𝟒
(𝐓𝐬𝐮𝐩𝐞𝐟𝐢𝐜𝐢𝐞 − 𝐓𝐞𝐬𝐭𝐞𝐫𝐧𝐚 )
𝐡𝐜 = 𝟏. 𝟑𝟐 [
]
𝐇
(3-2)
H = 0.5 m.
Testerna = 10° C.
 Coefficiente di scambio termico relativo all’irraggiamento (vedi paragrafo 1.3):
𝛔𝛆(𝐓𝐬𝐮𝐩𝐞𝐫𝐟𝐢𝐜𝐢𝐞 𝟒 − 𝐓𝐞𝐬𝐭𝐞𝐫𝐧𝐚 𝟒 )
𝐡𝐫 =
𝐓𝐬𝐮𝐩𝐞𝐫𝐟𝐢𝐜𝐢𝐞 − 𝐓𝐞𝐬𝐭𝐞𝐫𝐧𝐚
 = 5.67 10-8 W/m2K4.
 = 0.23.
24
(3-3)
Specifiche Tecniche
Per la determinazione della temperatura sulla superficie esterna Tsuperficie, si procede per via
iterativa: ipotizzando un valore iniziale da sostituire nelle precedenti relazioni (congruente
con quelli delle temperature in gioco nel problema in esame), si ricavano i coefficienti di
scambio termico superficiale. Con i valori di primo tentativo così ottenuti si calcola un nuovo
valore di Tsuperficie (vedi relazione 3-4), con il quale ripetere il procedimento fino a
convergenza del calcolo.
𝛌𝐢𝐬𝐨𝐥𝐚𝐧𝐭𝐞
𝐓
+ 𝐓𝐞𝐬𝐭𝐞𝐫𝐧𝐚 𝐡𝐞
𝐬𝐢𝐬𝐨𝐥𝐚𝐧𝐭𝐞 𝐢𝐧𝐭𝐞𝐫𝐧𝐚
𝐓𝐬𝐮𝐩𝐞𝐫𝐟𝐢𝐜𝐢𝐞 =
𝛌
𝐡𝐞 + 𝐢𝐬𝐨𝐥𝐚𝐧𝐭𝐞
𝐬𝐢𝐬𝐨𝐥𝐚𝐧𝐭𝐞
(3-4)
L’equazione 3-4 si può ottenere con semplici operazioni algebriche del tutto analoghe a quelle
che hanno portato ad ottenere la relazione 1-15.
La determinazione della temperatura superficiale si rivela fondamentale, come si avrà modo di
vedere in seguito, nelle problematiche relative alla formazione di condensa in caso di isolamento
di fluidi freddi.
Relativamente all’esempio in esame, sono sufficienti poche iterazioni per ottenere i valori
della temperatura superficiale e dei coefficienti di scambio di seguito riportati.
Tsuperficiale =19.6° C;
ħe = ħc + ħr = 2.76 W/m2K + 1.24 W/m2K = 4 W/m2K
La perdita di calore attraverso la parete risulta quindi essere pari a: 77 W.
Tubazione cilindrica
Si vuole valutare la perdita di calore che si ha in un ora, in condizioni stazionarie, attraverso
una tubazione cilindrica orizzontale non a contatto con l’ambiente esterno.
25
Specifiche Tecniche
Dati:








Temperatura esterna: 50° C
Temperatura interna: 5° C
Lunghezza: 20 m
Diametro della tubazione: 0.1 m
Velocità fluido interno: 4 m/s
Conduttività del materiale isolante: λ = 0.038 W/mK
Spessore strato isolante: 0.06 m
Coefficiente di emissività della superficie esterna:  = 0.23
L’equazione cui si farà ora riferimento è la 1-15. Con considerazioni perfettamente duali a
quanto visto nel precedente esempio, i termini della 1-15 relativi alla parete possono essere
in prima approssimazione trascurati, ottenendo così la seguente espressione semplificata:
𝐪=

𝛑𝐋(𝐓𝐢𝐧𝐭𝐞𝐫𝐧𝐚 − 𝐓𝐞𝐬𝐭𝐞𝐫𝐧𝐚 )
𝐃
𝐥𝐧 ( 𝐞 )
𝟏
𝐃𝐢
+
𝟐𝛌
𝐡𝐞 𝐃𝐞
(3-5)
ħe, valor medio della coefficiente di scambio termico della superficie esterna, somma del
contributo convettivo e di quello relativo all’irraggiamento.

De, diametro esterno del materiale isolante.

Di, diametro interno del materiale isolante.
I due contributi del coefficiente di scambio termico superficiale sono:
 Coefficiente di scambio termico convettivo (vedi paragrafo 1.2):
𝟏
𝟒
(𝐓𝐬𝐮𝐩𝐞𝐟𝐢𝐜𝐢𝐞 − 𝐓𝐞𝐬𝐭𝐞𝐫𝐧𝐚 )
𝐡𝐜 = 𝟏. 𝟐𝟓 [
]
𝐃𝐞
26
(3-6)
Specifiche Tecniche
De = 0.22 m.
Testerna = 10° C.
 Coefficiente di scambio termico relativo all’irraggiamento (vedi paragrafo 1.3):
𝛔𝛆(𝐓𝐬𝐮𝐩𝐞𝐫𝐟𝐢𝐜𝐢𝐞 𝟒 − 𝐓𝐞𝐬𝐭𝐞𝐫𝐧𝐚 𝟒 )
𝐡𝐫 =
𝐓𝐬𝐮𝐩𝐞𝐫𝐟𝐢𝐜𝐢𝐞 − 𝐓𝐞𝐬𝐭𝐞𝐫𝐧𝐚
(3-7)
 = 5.67 10-8 W/m2K4.
 = 0.23.
Per la determinazione della temperatura superficiale si procede, ancora una volta per via
iterativa:
𝐓𝐬𝐮𝐩𝐞𝐫𝐟𝐢𝐜𝐢𝐞 = 𝐓𝐞𝐬𝐭𝐞𝐫𝐧𝐚 +
𝐓𝐢𝐧𝐭𝐞𝐫𝐧𝐚 + 𝐓𝐞𝐬𝐭𝐞𝐫𝐧𝐚
𝟏
𝐃
𝟏
𝐡𝐞 𝐃𝐞 ( 𝐥𝐧 𝐞 +
)
𝟐𝛌 𝐃𝐢 𝐡𝐞 𝐃𝐞
(3-8)
Anche l’equazione 3-8 si può ottenere con semplici operazioni algebriche del tutto analoghe a
quelle che hanno portato ad ottenere la relazione 1-15.
Relativamente all’esempio in esame, sono sufficienti poche iterazioni per ottenere i valori
della temperatura superficiale e dei coefficienti di scambio di seguito riportati.
Tsuperficiale =9.62° C;
ħe = ħc + ħr = 2.68 W/m2K + 1.15 W/m2K = 3.83 W/m2K;
La perdita di calore attraverso la parete la parete risulta quindi essere pari a: 244.5 W.
27
Specifiche Tecniche
3.2 Spessore anticondensa per una tubazione cilindrica
L’aria atmosferica è una miscela di aria secca e vapor acqueo (vedi Appendice A), il cui
contenuto è in generale abbastanza variabile in funzione della temperatura, della regione
geografica e della quota. Quando l’aria entra in contatto con un corpo più freddo il vapore in
essa contenuto può cambiare stato fisico formando uno strato di condensa sulla superficie
del corpo. La formazione di condensa, in generale, è un fenomeno da evitarsi dal momento
che è spesso causa di gravi danni come, ad esempio, la corrosione delle strutture. Risulta
quindi di notevole interesse poter determinare il valore dello spessore dell’isolamento atto a
garantire l’assenza di condensa.
Considerando una tubazione cilindrica, si vuole determinare il minimo spessore di isolamento
necessario ad evitare la formazione di condensa sulla superficie esterna dello strato isolante.
Dati:






Temperatura esterna: 30° C
Temperatura interna: 12° C
Umidità relativa: Ur 75%
Diametro della tubazione: 0.4 m
Conduttività del materiale isolante: λ = 0.038 W/mK
Coefficiente di emissività della superficie esterna:  = 0.23
Considerando il bilancio energetico tra la quantità di calore che attraversa la tubazione
isolata e quella ceduta all’ambiente dalla superficie dello strato isolante.
𝐡𝐞 π𝐃𝐞 L (𝐓𝐬𝐮𝐩𝐞𝐫𝐟𝐢𝐜𝐢𝐞 − 𝐓𝐞𝐬𝐭𝐞𝐫𝐧𝐚 ) =
𝛑𝐋(𝐓𝐢𝐧𝐭𝐞𝐫𝐧𝐚 − 𝐓𝐞𝐬𝐭𝐞𝐫𝐧𝐚 )
𝐃
𝐥𝐧 ( 𝐞 )
𝟏
𝐃𝐢
+
𝟐𝛌
𝐡𝐞 𝐃𝐞
(3-9)
Analogamente a quanto visto nei precedenti esempi, nell’equazione 3-9 sono stati trascurati i
termini relativi alla parete.
28
Specifiche Tecniche
Ponendo ora:
𝐓𝐬𝐮𝐩𝐞𝐫𝐟𝐢𝐜𝐢𝐞 = 𝐓𝐫 ;
𝐃𝐞 = 𝐃𝐢 + 𝟐𝐒𝐢
(3-10)
dove

Tr, temperatura di rugiada.

Si, spessore isolante
Operando le opportune sostituzioni nella 3-9 si ottiene:
𝐡𝐞 π(𝐃𝐢 + 𝟐𝐒𝐢 ) (𝐓𝐫 − 𝐓𝐞𝐬𝐭𝐞𝐫𝐧𝐚 ) =
𝛑(𝐓𝐢𝐧𝐭𝐞𝐫𝐧𝐚 − 𝐓𝐞𝐬𝐭𝐞𝐫𝐧𝐚 )
(𝐃 + 𝟐𝐒𝐢 )
𝐥𝐧 ( 𝐢
)
𝟏
𝐃𝐢
+
𝟐𝛌
𝐡𝐞 (𝐃𝐢 + 𝟐𝐒𝐢 )
(3-11)
Considerando un’umidità relativa pari al 75%, la corrispondente temperatura di rugiada
risulta essere pari a 25° C (diagramma di Mollier /ASHRAE).
Operando ancora una volta in maniera iterativa, fissando quindi un valore di primo tentativo
per lo spessore dell’isolante e calcolando attraverso la 3-11 il coefficiente di scambio termico
superficiale da sostituire nella precedente equazione (vedi 3-6 e 3-7), ripetendo il
procedimento sino a convergenza, si ottiene:
Si =25,7 mm;
ħe = ħc + ħr = 2.27 W/m2K + 1.42 W/m2K = 3.69 W/m2K.;
Il procedimento ora discusso può estendersi in maniera duale al caso di un condotto a pareti
piane.
29
Specifiche Tecniche
3.3 Variazione di temperatura lungo un tubo
Per valutare la caduta di temperatura in una tubazione si devono necessariamente
abbandonare le ipotesi di stazionarietà del fenomeno sin qui adottate.
Se si considera un corpo di volume V e superficie S, inizialmente a temperatura T 0, e lo si
pone in un fluido a temperatura Te, quello che si osserva è uno scambio di calore tra
l’ambiente esterno ed il corpo ed una variazione dell’energia interna di quest’ultimo.
Scrivendo Il bilancio energetico tra la variazione dell’energia interna del corpo ed il flusso
termico netto da quest’ultimo verso l’esterno, riferendosi all’intervallo di tempo dt si ottiene:
− 𝐜 𝛒𝐕𝐝𝐓 = 𝐡𝐀(𝐓 − 𝐓𝐞 )𝐝𝐭
(3-12)
dove

Te, temperatura esterna (unità di misura [K]).

T, temperatura media del corpo (unità di misura [K]).

c, calore specifico del corpo (unità di misura [J/kgK]).

V, volume del corpo (unità di misura [m3]).

S, superficie del corpo (unità di misura [m2]).

dT, variazione della temperatura del corpo relativa all’intervallo di tempo dt.

ħ, coefficiente medio di trasmissione del calore (unità di misura [J/sm2K]).
Il segno meno nella precedente equazione indica come l’energia interna del corpo diminuisca
qualora sia T>Te.
Ponendo d(T- Te) = dT, essendo Te costante, si può facilmente integrare la relazione 3-12
una volta separatene le variabili.
𝐥𝐧
30
𝐓 − 𝐓𝐞
𝐡𝐀
=−
𝐭
𝐓𝟎 − 𝐓𝐞
𝐜𝛒𝐕
(3-13)
Specifiche Tecniche
𝐓 = 𝐓 + (𝐓𝟎 − 𝐓𝐞 )𝐞
𝐡𝐀
−(
𝐜𝛒𝐕)𝐭
(3-14)
dove

T0, temperatura iniziale del corpo (unità di misura [K]).
Volendo applicare le relazioni così ottenute ad un problema pratico, si può pensare di
calcolare la caduta di temperatura in una tubazione contenente acqua:
Dati:











Temperatura esterna: 20° C
Temperatura interna: 80° C
Diametro della tubazione: 0.2 m
Lunghezza della tubazione: L=200 m
Spessore strato isolante: 0.1 m
Conduttività del materiale isolante: λ = 0.038 W/mK
Coefficiente di emissività della superficie esterna:  = 0.23
Velocità acqua: 0.1 m/s
Velocità fluido esterno: 4 m/s
Calore specifico acqua: c = 4186 J/kgK
Densità acqua:  = 998 kg/m3
Per il problema in esame l’equazione 3- 14 può riscriversi come:
𝐓 = 𝐓 + (𝐓𝟎 − 𝐓𝐞 )𝐞
𝐡𝐋
−(𝐜𝐦)
(3-15)
dove m indica la portata in massa dell’acqua che scorre all’interno della tubazione.
Considerando la seguente espressione per il calcolo del coefficiente di trasmissione del
calore (valida per i condotti a parete cilindrica, dove ancora una volta si trascurano i contributi
della parete rispetto a quelli del materiale isolante):
31
Specifiche Tecniche
𝐡=
𝟏
𝐃
𝐥𝐧 ( 𝐞 )
𝟏
𝐃𝐢
+
𝟐𝛑𝛌
𝐡𝐞 𝐃𝐞 𝛑
(3-16)
Il contributo convettivo al coefficiente di scambio termico della superficiale può scriversi come
(vedi paragrafo 1.2):
𝐡𝐜 = 𝟖. 𝟗
𝐯𝐚𝐫𝐢𝐚 𝟎.𝟗
𝐃𝐞
𝟎.𝟏
= 𝟑𝟑. 𝟗𝟕 𝐖/𝐦𝟐 𝐊
(3-17)
Procedendo quindi come per gli esempi visti precedentemente e sostituendo i valori numerici
nella relazione 3-15, si ottiene una temperatura alla fine della tubazione pari a 79,69° C. Per
il problema in esame si ha quindi una caduta di temperatura di 0.31° C.
3.4 Temperatura di congelamento per un liquido in un tubo
isolato
Il primo aspetto da tenere presente andando a considerare il problema del congelamento di
un liquido, tipicamente acqua, in quiete in un tubo riguarda il fatto che non è possibile
impedire indefinitamente tale transizione di fase. Una buona coibentazione può però
prolungare l’intervallo di tempo necessario perché questo accada.
Solitamente, inoltre, si considera ammissibile la formazione di una quantità di ghiaccio, non
superiore al 25% della sezione della tubatura. Si vede quindi come si possa considerare il
tempo necessario al congelamento di una parte dell’acqua contenuta in una tubatura
coibentata come la somma di due intervalli: il primo necessario per portare il liquido alla
temperatura di raffreddamento, il secondo per permettere ad una parte dell’acqua di
congelarsi.
32
Specifiche Tecniche
Il tempo di raffreddamento del liquido si può calcolare facendo riferimento alla seguente
equazione:
𝐓𝐢 − 𝐓𝐞
𝐓𝐜 − 𝐓𝐞
𝛑(𝐓𝐢 − 𝐓𝐞 )𝐋
𝟏
𝐃
𝟏
𝐥𝐧 𝐞 +
𝟐𝛌 𝐃𝐢 𝐡𝐞 𝐃𝐞
(𝐓𝐢 − 𝐓𝐞 )𝛒𝐕𝐜 𝐥𝐧
𝐭𝐫 =
(3-18)
dove

Te, temperatura esterna (unità di misura [K]).

Ti, temperatura media iniziale (unità di misura [K]).

Tc, temperatura di congelamento del fluido (unità di misura [K]).

L, lunghezza tubazione (unità di misura [m]).

V, volume del fluido (unità di misura [m3]).

, densità del fluido (unità di misura [kg/m3]).

c, calore specifico (unità di misura [J/kgK]).

ħ, valor medio del coefficiente di scambio superficiale (unità di misura [W/m2K]).

λ, conduttività del materiale isolante (unità di misura [W/mK]).

De, diametro esterno (unità di misura [m]).

Di, diametro interno (unità di misura [m]).
Analogamente il tempo necessario al congelamento di una certa percentuale di liquido si può
esprimere come:
𝒇 𝛒𝐢𝐜𝐞 𝐃𝐢 𝟐 𝐡𝐜
𝐭𝐜 =
𝟏𝟎𝟎 𝟒|𝐓𝐜 − 𝐓𝐞 |
𝟏
𝐃
𝐥𝐧 𝐞
𝟐𝛌 𝐃𝐢
33
(3-19)
Specifiche Tecniche
dove

Te, temperatura esterna (unità di misura [K]).

, densità del ghiaccio (unità di misura [kg/m3]).

hc, calore latente di solidificazione (unità di misura [J/kg]).

λ, conduttività del materiale isolante (unità di misura [W/mK]).

De, diametro esterno (unità di misura [m]).

Di, diametro interno (unità di misura [m]).

f, percentuale di liquido congelato.
Considerando ora un esempio pratico si supponga di voler calcolare il tempo necessario
affinché si arrivi al congelamento parziale (25%) dell’acqua contenuta in una tubatura avente
le seguenti caratteristiche.
Dati:










Temperatura esterna: 20° C
Temperatura iniziale del liquido: 10° C
Diametro interno della tubazione: 0.09 m
Spessore strato isolante: 0.1 m
Conduttività del materiale isolante: λ = 0.038 W/mK
Velocità fluido esterno: 4 m/s
Calore specifico acqua: c = 4186 J/kgK
Calore latente di solidificazione hc: 334000 J/kgK
Densità acqua:  = 998 kg/m3
Densità ghiaccio:  = 920 kg/m3
Sostituendo i valori numerici nelle precedenti relazioni e considerando il coefficiente di
scambio termico superficiale costituito, in prima approssimazione, dal solo contributo
convettivo, si ottiene:
𝐡𝐞 = 𝐡𝐜 = 𝟖. 𝟗
34
𝐯𝐚𝐫𝐢𝐚 𝟎.𝟗
𝐃𝐞
𝟎.𝟏
= 35.08 W/𝐦𝟐 K
(3-20)
Specifiche Tecniche
tr + tc=25 h + 67 h = 92 h.
4 Normativa
In questo Capitolo viene proposto un elenco della normativa italiana di maggior interesse per
i materiali isolanti.
Legge n.10 del 9 Gennaio 1991
Norme per l’attuazione del piano energetico nazionale in materia di uso razionale
dell’energia, di risparmio energetico e di sviluppo delle fonti rinnovabili di energia.
Decreto Legislativo del 19 Agosto 2005, n.192
“Attuazione della direttiva 2002/91/CE relativa al rendimento energetico nell’edilizia”
Decreto Legislativo del 29 Dicembre 2006, n.311
Disposizioni correttive ed integrative al decreto legislativo 19 agosto 2005, n. 192, recante
attuazione della direttiva 2002/91/CE, relativa al rendimento energetico nell’edilizia.
Decreto del Presidente della Repubblica del 26 Agosto 1993, n.412
Regolamento recante norme per la progettazione, l’installazione, l’esercizio e la
manutenzione degli impianti termici degli edifici ai fini del contenimento dei consumi di
energia, in attuazione dell’art. 4, comma 4, della legge 9 gennaio 1991, n.10.
4.1 D.P.R. 26 Agosto 1993 n° 412, Allegato B
Isolamento delle Reti di Distribuzione del Calore negli impianti termici.
Le tubazioni delle reti di distribuzione dei fluidi caldi in fase liquida o vapore degli impianti
termici devono essere coibentate con materiale isolante, il cui spessore minimo è fissato
dalla seguente tabella 1, in funzione del diametro della tubazione espresso in mm e della
35
Specifiche Tecniche
Conduttività Termica Utile del materiale isolante, espressa in W/m°C, alla temperatura di
40°C.
Conduttività Termica
Diametro esterno della tubazione (mm)
utile dell’isolante
(W/m°C)
< 20
20 ÷ 39
40 ÷ 59
60 ÷ 79
80 ÷ 99
> 100
0,030
13
19
26
33
37
40
0,032
14
21
29
36
40
44
0,034
15
23
31
39
44
48
0,036
17
25
34
43
47
52
0,038
18
28
37
46
51
56
0,040
20
30
40
50
55
60
0,042
22
32
43
54
59
64
0,044
24
35
46
58
63
69
0,046
26
38
50
62
68
74
0,048
28
41
54
66
72
79
0,050
30
42
56
71
77
84
Tab. 1
- Per valori di Conduttività Termica Utile dell’isolante differenti da quelli indicati in Tabella
1, i valori minimi dello spessore del materiale isolante sono ricavati per interpolazione
lineare dei dati riportati nella Tabella 1.
- I montanti verticali delle tubazioni, devono essere posti al di qua dell’isolamento
dell’involucro edilizio, verso l’interno del fabbricato ed i relativi spessori minimi
dell’isolamento che risultano dalla Tabella 1, vanno moltiplicati per 0,5.
36
Specifiche Tecniche
- Per tubazioni correnti entro strutture non affacciate né all’esterno né su locali non
riscaldati, gli spessori di cui alla Tabella 1, vanno moltiplicati per 0,3.
- Nel caso di tubazioni pre-isolate con materiali o sistemi eterogenei o quando non sia
misurabile direttamente la Conduttività Termica del sistema, le modalità di installazione e i
limiti di coibentazione sono fissati da norme tecniche UNI che verranno pubblicate entro il
31 Ottobre 1993 e recepite dal Ministero dell’Industria, del Commercio e dell’Artigianato,
entro i successivi trenta giorni.
I canali dell’aria calda per la climatizzazione invernale, posti in ambienti non riscaldati,
devono essere coibentati con uno spessore di isolante non inferiore agli spessori indicati
nella Tabella 1, per tubazioni di diametro esterno da 20 a 39 mm.
5 Schede tecniche prodotti
In questo paragrafo vengono sinteticamente illustrate le caratteristiche tecniche dei prodotti
K-FLEX. Al fine di agevolare la scelta del materiale più idoneo per uno specifico impiego si
riportano, per ciascun prodotto, i principali parametri atti a connotarne performances,
condizioni e modalità di utilizzo.
Per ciascun prodotto vi è inoltre la possibilità di accedere direttamente (Download Area:
www.kflexsystem.com) alle schede tecniche complete, alle specifiche di capitolato, alle
schede di sicurezza ed ai manuali d’installazione.
In Appendice E vengono inoltre presentati i sistemi, gli accoppiamenti ed i rivestimenti
disponibili per i vari prodotti di seguito illustrati.
37
Specifiche Tecniche
5.1 Indice dei prodotti e dei sistemi L’ISOLANTE K-FLEX
Prodotti:
K-FLEX ECO
pg. 40
K-FLEX ST
pg. 41
K-FLEX ST FRIGO
pg. 42
K-FLEX ST/SK
pg. 43
K-FLEX ST DUCT
pg. 44
K-FLEX S SOLAR HT
pg. 45
FLEX EC/H
pg. 46
K-FLEX EC AD
pg. 47
Sistemi:
38
K-FLEX AL CLAD SYSTEM
pg. 48
K-FLEX IN/IC CLAD SYSTEM
pg. 49
K-FLEX COLOR SYSTEM
pg. 51
K-FLEX TWIN SOLAR SYSTEM
pg. 52
Specifiche Tecniche
5.2 Prodotti sistemi, mercati ed applicazioni
39
Specifiche Tecniche
5.3 K-FLEX ECO
Isolante elastomerico di colore verde, a base di gomma
sintetica
con
struttura
microcellulare
a
celle
chiuse,
intrinsecamente resistente alla diffusione del vapore acqueo,
formulato e prodotto senza l’impiego di alogeni. Tale
composizione rende i fumi, che possono sprigionarsi in caso
di incendio, trasparenti e non tossici. Gli scarti derivanti da
ristrutturazioni o da lavorazioni del materiale possono essere
riciclati al 100%. Omologazione e certificazione dei valori di
prodotto sono parte della strategia aziendale di ottimizzazione e continuo perfezionamento
dei requisiti fondamentali. Tale rigore e stato applicato con particolare attenzione alla
realizzazione di K-FLEX ECO, consentendo di collocare il prodotto ai massimi livelli di
interesse per le prospettive legate al suo utilizzo nell’isolamento.
Limiti d’impiego
-70 °C to +150 °C**
Conduttività termica λ W/(m.K)
λ = 0,036 W/(m.K) at -20 °C
EN ISO 8497 (DIN 52613)
λ = 0,038 W/(m.K) at
EN 12667 (DIN 52612)
λ = 0,040 W/(m.K) at 20 °C
Permeabilità µ EN 12086 (DIN 52615)
µ ≥ 4000
Dati ecologici
Senza alogeni - No PVC, No CFC e HCFC, No formaldeide
Problematiche di corrosione
DIN 1988/7*; pH neutro
Omologazioni navali
CE-MARINE (Bureau Veritas) - US NAVY
IMO RES 61(67)
Densità dei fumi (camera NBS)
≤ Dm 200
* Supervisionato da Istituto esterno
40
R.I.N.A. - LR - DNV - M.M. ITALIANA
Classificazione dei fumi (tossicità)
Fuoco
0 °C
CL. 1 (I) - Brandkennziffer 5-3 (CH) BS 476 Part 7 1987 CL 1 (UK) B2 DIN 4102 (D)
**Per applicazioni inferiori a -50 °C contattare il nostro Ufficio
tecnico.
Specifiche Tecniche
5.4 K-FLEX ST
Isolante elastomerico a base di gomma sintetica con struttura
microcellulare a celle chiuse intrinsecamente resistente alla
diffusione del vapore acqueo. K-FLEX ST offre tutti i requisiti
per rispondere alle molteplici esigenze nel campo degli
impianti
civili
ed
industriali
della
refrigerazione,
condizionamento, termosanitario, nell’isolamento di serbatoi,
raccordi, condotte d’acqua e in tutte quelle applicazioni che
richiedono impiego di materiale isolante termico.
Limiti d’impiego
-200 °C max +105 °C** (-50°C max +85°C per ST/SK)
Per spessori < 32 mm
Per spessori ≥ 32 mm
Conduttività termica λ W/(m•K)
λ = 0,031 W/(m.K) at -20 °C
λ = 0,034 W/(m.K) at -20 °C
EN ISO 8497 (DIN 52613)
λ = 0,033 W/(m.K) at
λ = 0,036* W/(m.K) at
EN 12667 (DIN 52612)
λ = 0,035 W/(m.K) at 20 °C
λ = 0,038 W/(m.K) at 20 °C
λ = 0,037 W/(m.K) at 40 °C
λ = 0,040 W/(m.K) at 40 °C
0 °C
0 °C
Conducibilità termica λ W/(m•K) L10 EN
12667 (DIN 52612) - EN ISO 8497 (DIN +40 °C = 0,040 W/(m•K)
52613)
Problematiche di corrosione
DIN 1988/7*; pH neutro
Permeabilità µ EN 12086 (DIN 52615)
≥ 10000***
Euroclasse B, s3, d0 EN 13501-1 * Cl 1 (I)*, Brandkennziffer 5.2
Fuoco
(CH) BS 476 Part 6 1989 Cl. 0 (UK) - B1 DIN 4102 (DE)*, DIN 4102
TEIL 11 (Wand-und Deckendurchführung) NF - FEU 487 (FR)*, M1
(E)
* Supervisionato da Istituto esterno
**Per applicazioni inferiori a -50 °C contattare il nostro Ufficio tecnico.
*** Permeabilità supervisionata µ ≥ 7000, Singoli certificati µ ≥ 10000
41
Specifiche Tecniche
5.5 K-FLEX ST FRIGO
Tubo Isolante in materiale elastomerico a base di gomma
sintetica
con
struttura
microcellulare
a
celle
chiuse
intrinsecamente resistente alla diffusione del vapore acqueo.
K-FLEX ST FRIGO è appositamente progettato per gli
specialisti del freddo per applicazioni su macchine per la
produzione del freddo e della climatizzazione industriale.
L’esclusivo imballo offre vantaggi pratici ed economici per la
distribuzione e l’utilizzazione. Un apposito foro nel coperchio
della scatola consente l’estrazione del tubo isolante mantenendo ordinato e integro il
prodotto rimanente, facilitandone quindi l’impiego. Il righello stampato sul bordo della scatola
permette di misurare la quantità di isolante occorrente, garantendo una notevole precisione
di taglio con conseguente riduzione degli scarti e minor consumo di colla e nastro adesivo.
Limiti d’impiego
-200° C max +105° C
Per spessori < 32 mm
Per spessori ≥ 32 mm
Conduttività termica λ W/(m•K)
λ = 0,031 W/(m.K) at -20 °C
λ = 0,034 W/(m.K) at -20 °C
EN ISO 8497 (DIN 52613)
λ = 0,033 W/(m.K) at
λ = 0,036* W/(m.K) at
EN 12667 (DIN 52612)
λ = 0,035 W/(m.K) at 20 °C
λ = 0,038 W/(m.K) at 20 °C
λ = 0,037 W/(m.K) at 40 °C
λ = 0,040 W/(m.K) at 40 °C
Permeabilità µ EN 12086 (DIN 52615)
µ ≥ 10000**
Problematiche di corrosione
DIN 1988/7*; pH neutro
0 °C
Euroclass B, s3, d0 EN 13501-1 *
Fuoco
Cl. 1 (I)*, Brandkennziffer 5.2 (CH)
BS 476 Part 6 1989 Cl. 0 (UK) - B1 DIN 4102 (D)*,
NF - FEU 487 (F)*, M1 (E)
* Supervisionato da Istituto esterno
** Permeabilità supervisionata µ ≥ 7000, Singoli certificatiµ ≥ 10000
42
0 °C
Specifiche Tecniche
5.6 K-FLEX ST/SK
I tubi K-FLEX ST/SK, pretagliato ed adesivizzato, con uno
speciale adesivo sensibile a pressione, sono realizzati in
materiale elastomerico a base di gomma sintetica con
struttura
microcellulare
a
celle
chiuse
intrinsecamente
resistente alla diffusione del vapore acqueo. K-FLEX ST/SK è
appositamente pensato per risparmiare sui tempi di posa e
ridurre l’utilizzo di adesivi migliorando le condizioni di lavoro in
cantiere.
Limiti d’impiego
-200 °C max +105 °C** (-50°C max +85°C per ST/SK)
Per spessori < 32 mm
Per spessori ≥ 32 mm
Conduttività termica λ W/(m•K)
λ = 0,031 W/(m.K) at -20 °C
λ = 0,034 W/(m.K) at -20 °C
EN ISO 8497 (DIN 52613)
λ = 0,033 W/(m.K) at
λ = 0,036* W/(m.K) at
EN 12667 (DIN 52612)
λ = 0,035 W/(m.K) at 20 °C
λ = 0,038 W/(m.K) at 20 °C
λ = 0,037 W/(m.K) at 40 °C
λ = 0,040 W/(m.K) at 40 °C
0 °C
Problematiche di corrosione
DIN 1988/7*; pH neutro
Permeabilità µ EN 12086 (DIN 52615)
≥ 10000***
0 °C
Euroclasse B, s3, d0 EN 13501-1 * Cl 1 (I)*, Brandkennziffer 5.2
Fuoco
(CH) BS 476 Part 6 1989 Cl. 0 (UK) - B1 DIN 4102 (DE)*, DIN 4102
TEIL 11 (Wand-und Deckendurchführung) NF - FEU 487 (FR)*, M1
(E)
* Supervisionato da Istituto esterno
**Per applicazioni inferiori a -50 °C contattare il nostro Ufficio tecnico.
*** Permeabilità supervisionata µ ≥ 7000, Singoli certificati µ ≥ 10000
43
Specifiche Tecniche
5.7 K-FLEX ST DUCT
Isolante elastomerico a base di gomma sintetica con struttura
microcellulare a celle chiuse intrinsecamente resistente alla
diffusione del vapore acqueo. K-FLEX ST DUCT racchiude in
se tutti i requisiti per rispondere alle molteplici esigenze nel
campo degli impianti civili ed industriali della refrigerazione,
condizionamento, termosanitario, nell’isolamento di serbatoi,
raccordi, condotte d’acqua e in tutte quelle applicazioni che
richiedono impiego di materiale isolante termico.
Limiti d’impiego
-40 °C max +85 °C
Per spessori < 32 mm
Per spessori ≥ 32 mm
Conduttività termica λ W/(m•K)
λ = 0,031 W/(m.K) at -20 °C
λ = 0,034 W/(m.K) at -20 °C
EN ISO 8497 (DIN 52613)
λ = 0,033 W/(m.K) at
λ = 0,036* W/(m.K) at
EN 12667 (DIN 52612)
λ = 0,035 W/(m.K) at 20 °C
λ = 0,038 W/(m.K) at 20 °C
λ = 0,037 W/(m.K) at 40 °C
λ = 0,040 W/(m.K) at 40 °C
0 °C
Problematiche di corrosione
DIN 1988/7*; pH neutro
Permeabilità µ EN 12086 (DIN 52615)
≥ 5000
Euroclasse B, s3, d0 EN 13501-1 *
Fuoco
Cl. 1 (I)*, Brandkennziffer 5-2 (CH),
B1 DIN 4102 (DE)*, NF - FEU 487 (F)*,
M1 (E), BS 476 1989 CL.0 (UK)
* Supervisionato da Istituto esterno
44
0 °C
Specifiche Tecniche
5.8 K-FLEX SOLAR HT
Isolante elastomerico a base di EPDM, con struttura
microcellulare a celle chiuse intrinsecamente resistente alla
diffusione del vapore acqueo.
Rappresenta la soluzione razionale e conveniente per
impiantistica solare e processi industriali fino a 175 °C.
Limiti d’impiego
+175 °C
Conduttività termica λ W/(m•K)
λ = 0,040 W/(m.K) at 20 °C
EN ISO 8497 (DIN 52613)
λ = 0,042 W/(m.K) at 40 °C
EN 12667 (DIN 52612)
λ = 0,045 W/(m.K) at 60 °C
Problematiche di corrosione
DIN 1988/7, pH neutro
Fuoco
B2 DIN 4102 (DE) - BS 476 CL.1 (UK)
Dati ecologici
No CFC, HCFC
5.9 K-FLEX EC EC/H
I tubi K-FLEX EC disponibili negli spessori conformi alla legge
10/91, sono realizzati con materiale isolante elastomerico a
base di gomma sintetica con struttura microcellulare a celle
chiuse intrinsecamente resistente alla diffusione del vapore
acqueo. L’imballo del tubo K-FLEX EC/H offre vantaggi pratici
ed economici per la distribuzione e l’utilizzazione. Un apposito
foro nel coperchio della scatola consente l’estrazione del tubo
isolante mantenendo ordinato e integro il prodotto rimanente,
facilitandone quindi l’impiego. Il righello stampato sul bordo della scatola permette di
misurare la quantità di isolante occorrente, garantendo una notevole precisione di taglio con
conseguente riduzione degli scarti e minor consumo di colla e nastro adesivo.
45
Specifiche Tecniche
Limiti d’impiego
Conduttività termica λ W/(m•K) L10/91
EN ISO 8497 (DIN 52613)
+105 °C / +85 °C per EC ADESIVO
+40 °C = 0,040*
Problematiche di corrosione
DIN 1988/7*; pH neutro
Permeabilità µ EN 12086 (DIN 52615)
≥ 7000
Fuoco
Euroclasse B, s3, d0 EN 13501-1 * Cl. 1 (I), M1 (E), NF - FEU 487
(F)*, BS 476 PT 7 CL 1 (UK)
* Supervisionato da Istituto esterno
5.10 K-FLEX EC AD
I tubi K-FLEX EC/AD, pretagliati ed adesivizzati con uno
speciale adesivo autosigillante a presa rapida, sono
realizzati con materiale isolante elastomerico a base di
gomma sintetica con struttura microcellulare a celle chiuse
intrinsecamente resistente alla diffusione del vapore acqueo.
La rivoluzionaria tecnologia INSUL-LOCK® è realizzata con
nastri adesivi a strappo applicati su entrambi i lati, che
rendono il tubo isolante pratico e rapido da installare.
I tubi K-FLEX EC/AD, grazie al sistema auto sigillante, riducono notevolmente i tempi
d’applicazione e contribuiscono a migliorare le condizioni di lavoro.
Limiti d’impiego
Conduttività termica λ W/(m•K) L10/91
EN ISO 8497 (DIN 52613)
+40 °C = 0,040*
Problematiche di corrosione
DIN 1988/7*; pH neutro
Permeabilità µ EN 12086 (DIN 52615)
≥ 7000
Fuoco
Euroclasse B, s3, d0 EN 13501-1 * Cl. 1 (I), M1 (E), NF - FEU 487
(F)*, BS 476 PT 7 CL 1 (UK)
* Supervisionato da Istituto esterno
46
+105 °C / +85 °C per EC ADESIVO
Specifiche Tecniche
5.11 K-FLEX AL CLAD SYSTEM
AL CLAD SYSTEM e un sistema a base di isolante
elastomerico K-FLEX (a base di gomma sintetica con struttura
microcellulare a celle chiuse) accoppiato con un rivestimento
multistrato di alluminio e PVC che conferisce al prodotto una
notevole resistenza ai raggi ultravioletti ed agli agenti
atmosferici. Le ottime proprietà meccaniche di AL CLAD
SYSTEM garantiscono notevole resistenza alla rottura, elevata
elasticità
e
resistenza
all’urto.
Questo
sistema
riduce
sensibilmente i tempi di posa in opera e semplifica le manutenzioni, si richiede infatti un solo
intervento di installazione per ottenere l’isolamento con finitura.
Dati tecnici ISOLANTE ELASTOMERICO K-FLEX ST
Limiti d’impiego
-200 °C max +105 °C
Per spessori < 32 mm
Per spessori ≥ 32 mm
Conduttività termica λ W/(m•K)
λ = 0,031 W/(m.K) at -20 °C
λ = 0,034 W/(m.K) at -20 °C
EN ISO 8497 (DIN 52613)
λ = 0,033 W/(m.K) at
λ = 0,036* W/(m.K) at
EN 12667 (DIN 52612)
λ = 0,035 W/(m.K) at 20 °C
λ = 0,038 W/(m.K) at 20 °C
λ = 0,037 W/(m.K) at 40 °C
λ = 0,040 W/(m.K) at 40 °C
0 °C
Problematiche di corrosione
DIN 1988/7*; pH neutro
Permeabilità μ EN12086 (DIN
52615)
≥10000**
Fuoco***
Cl. 1 (I)*
* Supervisionati da Istituto esterno.
** Permeabilità supervisionata µ ≥ 7000, Singoli certificati µ ≥ 10000
***Certificazione di reazione al fuoco del sistema isolantecomprensivo di finitura AL CLAD
Dati tecnici AL CLAD (lamina di rivestimento)
47
Peso:
Approx.
388 g/m2
EN 22 286
Spessore
Approx.
300 μm
DIN 53 370
0 °C
Specifiche Tecniche
longitudinale
175 N/15 mm
ISO 527- 3
trasversale
175 N/15 mm
ISO 527- 3
longitudinale
35%
ISO 527- 3
trasversale
40%
ISO 527- 3
longitudinale
155 N/25 mm
ISO 527- 3
trasversale
182 N/25 mm
ISO 527- 3
longitudinale
90 N/mm2
DIN 53 864
trasversale
90 N/mm2
DIN 53 864
0,052 g/m2/d
DIN 53 122
Resistenza alla trazione :
Allungamento fino a
rottura:
Resistenza alla
lacerazione:
Allungamento alla
flessione:
Permeabilità al vapore
acqueo:
5.12 K-FLEX IN/IC CLAD SYSTEM
K-FLEX
IN
CLAD
specificatamente
SYSTEM
studiato
per
è
un
ambienti
sistema
isolante
particolarmente
aggressivi quali piattaforme off-shore, impianti petroliferi e
petrolchimici, impianti esposti al sole ed all’acqua marina ed
in genere situazioni dove sia necessario applicare un
materiale dalle performance superiori. K-FLEX IN CLAD
SYSTEM e costituito da una speciale finitura polimerica che
viene applicata agli elastomeri espansi a celle chiuse K-FLEX
ST o ECO. Disponibile una ampia gamma di pezzi speciali quali curve, raccordi a “T”,
valvole, flange ed in genere qualsiasi tipologia di accessorio. K-FLEX IN CLAD SYSTEM e
disponibile in colore grigio o nero.
K-FLEX IC CLAD SYSTEM è uno speciale rivestimento in fibra di vetro, applicato agli
elastomeri espansi a celle chiuse K-FLEX ST o ECO, è disponibile in versione Silver (color
alluminio) oppure Black (color nero). Si tratta di una finitura particolarmente resistente alle
alte temperature e dalle eccellenti caratteristiche meccaniche.
48
Specifiche Tecniche
RIVESTIMENTO IN CLAD
DATI TECNICI
Materiale
Colore
49
VALORI
Barriera flessibile
polimerica
Grigio RAL 7001 e
Nero RAL 9011
NOTE
Basato su polimero Hypalon
Spessore
1.2 mm (± 0.2)
MAX Temperatura superficiale
100°C (212°F)
MAX temperatura di servizio per polimero
Hypalon 130°C (266°F)
MAX Temperatura applicativa, IN
CLAD System
116°C (240°F)
IN CLAD con K-FLEX ST
150°C (300°F)
IN CLAD con K-FLEX ECO
MIN Temperatura superficiale
-55°C (-67°F)
MIN Temperatura applicativa, IN CLAD
-200°C (-328°F)
System
Basato sulla temperatura di transizione vetrosa
del polimero Hypalon
IN CLAD System con K-FLEX ST testato a 163°C (-260°F) e approvato DNV
Permeabilità
µ > 90.000
EN12086
Peso specifico
1,8 (± 0.05 g/cm 3)
Carico di rottura
>=6 Mpa
ISO 37 (Valore tipico 7.5 Mpa)
Allungamento a rottura
>100%
ISO 37 (Valori tipici: snervamento a 70%,
allungamento a rottura 300%)
Modulo elastico
>=60 MPa
ISO 37 (Valore tipico70 Mpa)
Modulo 10%
>1.5 MPa
ISO 37
Resistenza allo strappo
>=6 MPa
ISO 37 (Valore tipico 7 Mpa)
Durezza
>=80 ShA
ISO 7619, ASTM D2240
Resistenza UV
Molto buona
Resistenza al sale
Molto buona
Resistenza all’ozono
Molto buona
Resistenza all’invecchiamento
Molto buona
Resistenza all’olio
Molto buona
Resistenza agli urti
Molto buona
Salvaguardia salute
Polvere e fibre
assenti
Reazione al fuoco
Classe 0 UK
2 anni di esposizione a New River, Arizona
(Stati Uniti d’America), come per ASTM G 7-97,
nessuna alterazione della superficie
ISO 3768 / ASTM B 117-73, 480 ore. Nessuna
alterazione della superficie
ASTM D1171 72h 50ppmh 20%, no ossidazione
ISO 4982, dopo 360h, 72MJ, allungamento e
carico di rottura conformi alle specifiche.
ISO 1817; dopo 72h di immersione in olio IRM
903, allungamento e carico di rottura conformi
alle specifiche.
EN12691; 1 Kg, 20mm, 600mm
BS 476 part 6/7
Specifiche Tecniche
IN CLAD Covering
M1 France
Reazione al fuoco IN CLAD SYSTEM
con isolante ST
Approvazioni e supervisioni
NF 92501
IMO RES. MSC
61(67)
Classe 0 (UK) IMO
61/67 allegato 1 part BS 476 part 6/7
5
CE Marine Mark
Approved (MED,
DNV LNG Statement of Feasibility
module B)
Omologazione
American Bureau of ABS Approval
Shipping
Omologazione Det
Norske Veritas
Omologazione
Lloyd’s Register
RIVESTIMENTO IC CLAD BLACK
Unità
Armatura
Tolleranza Norma di Riferimento
Tela
Grammatura
g/m2
Resistenza alla rottura
N/cm
214
DIN ISO 9354
±5%
DIN EN 12127
DIN EN 12654
Ordito
500
Trama
350
Rivestimento
%
4,00-6,00
DIN ISO 1887
Spessore
mm
0,18
DIN ISO 4603/E
Resistenza alla temperatura
C°
50
Sollecitazione prolungata
180
Sollecitazione di breve durata
230
Specifiche Tecniche
5.13 K-FLEX COLOR SYSTEM
K-FLEX COLOR SYSTEM propone il prodotto isolante già
rifinito in fase di produzione, correlato da risultati di test
affidabili, applicabile in una sola operazione e che non
richiede manutenzione. In più, la possibilità di scelta del
colore, motivata da esigenze progettuali o di corporate
identity.
La finitura BASF impiegata nel sistema K-FLEX COLOR
SYSTEM può essere applicata su tutti gli elastomeri di nostra
produzione.
BASF COATINGS
WOM 2000 ore DIN 53231
Nessuna alterazione significativa
UMIDOSTATO 800 ore ASTM D-2247
Elasticità inalterata
ADESIONE 24 ore dopo umidostato
Adesione integra
UVC 2000 ore QUV/SE
No blister, no distacco, alterazioni non significative
LAVAGGIO H2O
Nessuna alterazione
LAVAGGIO H2O PIù SAPONE PER MANI
Nessuna alterazione
TEST CON SOLUZIONE 1 DIN 53160/UAND1235/01
TEST CON SOLUZIONE 2 DIN 53160/UAND1235/01
51
Elasticità e adesione inalterate
Elasticità e adesione inalterate
IMMERSIONE IN ACQUA 60 °C 800 ore
No blister. no distacco
CONTATTO SODA CAUSTICA al 5% 2 ore
Nessuna alterazione
Specifiche Tecniche
5.14 K-FLEX TWIN SOLAR SYSTEM
Sistema integrato per impianti solari con isolamento termico
resistente alle alte temperature realizzato con K-FLEX
SOLAR HT e rivestito con una pellicola di protezione
coestrusa ad alta resistenza meccanica. Appositamente
studiato per ridurre i tempi di posa limitando al contempo le
dispersioni termiche.
ACCIAIO FLESSIBILE
Materiale
52
Lega d’acciaio AISI 316 L
Ø esterno (mm)
Ø interno DN
21,4
26,4
31,7
16
20
25
Spessore parete del tubo Max pressione di servizio
(mm)
(bar)
0,18
11
0,18
14
0,2
10
Specifiche Tecniche
Appendice A: Unità di misura e fattori di conversione
53
da
a
Coefficiente
moltiplicativo
m
m
in
m2
m2
in2
m3
m3
m3
m3
in3
in3
in3
ft3
UK gal
kg
kg
kg
tonnellate
tonnellate
ton
N
N
kgf
m/s
m/min
W
W
hp
lbf/in2
lbf/in2
lbf/in2
lbf/in2
lbf/ft2
lbf/ft2
lbf/ft2
kgf/m2
kgf/m2
kN/m2
in
ft
ft
in2
ft2
ft2
in3
ft3
UK gal
litro
ft3
UK gal
litro
UK gal
litro
tonnellate
ton
lb
ton
lb
lb
kgf
lbf
lbf
ft/s
ft/min
hp
BTU/h
BTU/h
lbf/ft2
kgf/m2
kN/m2
atm
kgf/m2
kN/m2
atm
kN/m2
atm
kPa
39.37
3.28
0.083
1550
10.764
0.0069
61023.38
350315
219.975
1000
0.0005783
0.0036
0.016387
6.2317
4.546
0.001
0.000984
2.2046
0.984204
2204.6
2169.78
0.102
0.2248
2.204
3.2808
196.85
1.341
3.412
2.544
144
703
6.895
0.06806
4.883
0.04788
0.0004725
0.00981
0.0000967
1
da
a
Coefficiente
moltiplicativo
kN/m2
kg/m3
X °F
X °F
XK
BTU
BTU
BTU
kcal
kcal
kj
BTU/lb
BTU/lb
kcal/kg
BTU/lb °F
BTU/lb °F
kcal/kg °C
W/mK
W/mK
W/mK
kcal/mh °C
kcal/mh °C
BTU/ft h °F
W/m2K
W/m2K
W/m2K
kcal/m2h °C
kcal/m2h °C
BTU/in2h °F
mK/W
mK/W
mh °C/kcal
W/m2
W/m2
kcal/m2h
W/m
W/m
kcal/mh
atm
lb/ft3
XK
X °C
X °C
kcal
kj
kWh
kj
kWh
kWh
kcal/kg
kj/kg
kj/kg
kcal/kg °C
kj/kg K
kj/kg K
kcal/mh °C
BTU/fth °F
BTUin/ft2h°F
BTU/fth °F
BTUin/ft2h°F
BTUin/ft2h°F
kcal/m2h °C
BTU/in2h °F
BTU/ft2h °F
BTU/in2h °F
BTU/ft2h °F
BTU/ft2h °F
mh °C/kcal
Ft2h°F/BTUin
Ft2h°F/BTUin
kcal/m2h
BTU/ft2h
BTU/ft2h
kcal/mh
BTU/fth
BTU/fth
0.009869
0.06243
5/9(X-32)+273
5/9(X-32)
X-273
0.252
1.055
0.00029
4.187
0.00116
0.00028
0.55556
2.3263
4.187
1
4.1912
4.187
0.86
0.578
6.933
0.672
8.064
12
0.86
0.00122
0.1761
0.00142
0.2048
144
1.163
0.14423
0.124
0.86
0.317
0.3687
0.86
1.04
1.209
Specifiche Tecniche
Appendice B: Umidità e condensa
L’aria atmosferica, nelle condizioni più comuni, contiene una certa quantità di vapore acqueo,
proprio per dar conto di questo, la miscela così composta viene solitamente indicata come
aria umida.
Considerando una massa unitaria di aria secca la quantità di acqua in essa contenuta, sotto
forma di vapore, prende il nome di titolo o umidità assoluta, (solitamente indicata in Kg o g di
vapore per Kg di aria secca), il cui massimo valore: condizione di saturazione ad una data
pressione, è funzione crescente della temperatura.
La temperatura corrispondente alla saturazione, dove il vapore contenuto nell’aria comincia a
condensare, prende il nome di temperatura di rugiada.
Dal momento che non sempre l’aria conterrà la massima quantità di vapore possibile, risulta
spesso utile il concetto di umidità relativa che consente di esprimere il contenuto di vapore in
funzione del suo massimo valore. Più precisamente si definisce umidità relativa il rapporto,
espresso in percentuale, tra la pressione parziale del vapore effettivamente contenuto
nell’aria e quella del vapore saturo, valutate alla stessa temperatura.
Considerando quanto sopra, è facile intuire come il contatto di una massa d’aria con una
superficie relativamente più fredda, la cui una temperatura sia inferiore a quella di rugiada,
porti ad una condizione di instabilità, nella quale si ha un eccesso del contenuto di vapore
acqueo. La nuova condizione di equilibrio viene raggiunta tramite la condensazione: il
passaggio dalla fase gassosa a quella liquida, della quantità del vapore che eccede il limite di
saturazione corrispondente alla nuova temperatura.
54
Specifiche Tecniche
Bibliografia
(1)
ISO/FDIS 122241
(2)
DIN EN 12086
(3)
DIN EN 13496
(4)
UNI EN 14304
(5)
I materiali isolanti Vol. 1 ANIT
(6)
Igrometria e ponti termici Vol. 2 ANIT Ed. 2011
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