Specifiche recniche - K-FLEX - Thermal & Acoustic … TECNICHE/GUIDE... · Web viewque volte più...

TecnicaCapitolato tecnico per la scelta di isolanti termici in elastomero

Guida

VERSIONE 1.1 febbraio 2012

2

Specifiche Tecniche

In copertina: Vortice di von Karman.

3

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 ConsentinoTechnical Marketing Manager

4

Specifiche Tecniche

Sommario

1 Trasmissione del calore: concetti generali 61.1 Conduzione 71.2 Convezione 81.3 Irraggiamento 101.4 Meccanismi combinati di scambio termico 12

2 Materiali isolanti 172.1 Trasmissione del calore nei materiali isolanti 182.2 Resistenza al vapore e sensibilità alle condizioni di impiego 19

3 Tipiche problematiche di coibentazione 223.1 Perdita di calore in tubi e superfici piane 233.2 Spessore anticondensa per una tubazione cilindrica 283.3 Variazione di temperatura lungo un tubo 303.4 Temperatura di congelamento per un liquido in un tubo isolato 32

4 Normativa 354.1 D.P.R. 26 Agosto 1993 n° 412, Allegato B 35

5 Schede tecniche prodotti 375.1 Indice dei prodotti e dei sistemi L’ISOLANTE K-FLEX 385.2 Prodotti sistemi, mercati ed applicazioni 395.3 K-FLEX ECO 405.4 K-FLEX ST 415.5 K-FLEX ST FRIGO 42

5

Specifiche Tecniche

5.6 K-FLEX ST/SK 435.7 K-FLEX ST DUCT 445.8 K-FLEX SOLAR HT 455.9 K-FLEX EC EC/H 455.10 K-FLEX EC AD 465.11 K-FLEX AL CLAD SYSTEM 475.12 K-FLEX IN/IC CLAD SYSTEM 485.13 K-FLEX COLOR SYSTEM 515.14 K-FLEX TWIN SOLAR SYSTEM 52

Appendice A: Unità di misura e fattori di conversione 53

Appendice B: Umidità e condensa 54

Bibliografia 55

6

Flusso di calore

T1 T2

T1 > T2 T1 > T3 > T2

T3

Equilibrio termico

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.

Figura 1-1 Equilibrio termico

7

Specifiche Tecniche

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.

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 dTdx

A (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]).

8

Specifiche Tecniche

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, (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 = λT si−T se

dA (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]).

9

Specifiche Tecniche

Diversamente considerando la conduzione attraverso la parete di un tubo l’equazione generica 1-1 si esplicita nella seguente forma:

qλ = 2 πλL

lnDe

Di

(T si−T se ) (1-3)

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]).

1.2 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 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

10

Specifiche Tecniche

seguente espressione (proposta già nel 1701 da Isaac Newton):

qc = 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 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]

Interno, tubi orizzontali (flusso laminare De3 T 10 m3K) hc=1.25[ (T s−T∞ )

De ]14

11

Specifiche Tecniche

Interno, tubi orizzontali (flusso turbolento De3 T > 10 m3K) hc=1.21 (T s−T∞ )

13

Interno, superfici verticali o tubi verticali (flusso laminare H3 T 10 m3K) hc=1.32[ (T s−T ∞ )

H ]14H=De

Interno, superfici verticali o tubi verticali (flusso turbolento H3 T > 10 m3K) hc=1.74 (T s−T ∞ )

13 H=De

Esterno, superfici verticali (flusso laminare variaH 8 m2/s) hc=3.96( varia

H )12

Esterno, superfici verticali (flusso laminare variaH > 8 m2/s) hc=5.76( varia

4

H )0.2

Esterno, tubi orizzontali (flusso laminare variaDe 8.5510-3 m2/s) hc=

8.1 ∙10−3

De+3.14 ( varia

De)

12

Esterno, tubi orizzontali (flusso turbolento variaDe > 8.5510-3 m2/s) hc=8.9

varia0.9

De0.1

INTERNATIONAL STANDARD ISO FDIS 12241 (v: velocità dell’aria; De: diametro esterno; H: altezza della parete)

1.3 Irraggiamento

12

Specifiche Tecniche

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 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 Stefan-Boltzmann permette di quantificare la potenza termica irradiata:

qr = σ AT 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 5.6710-8 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

13

Specifiche Tecniche

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:

qr = σε AT 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:

qr = hr A (T s−T ∞ ) (1-7)

dove:

hr = σε (T s

4−T ∞4 )

T s−T ∞ (1-8)

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 5.6710-8 W/m2K4.

, emissività del materiale.

1.4 Meccanismi combinati di scambio termico

14

Tubo metallico

Materiale isolante

Specifiche Tecniche

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]).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−T simetallo ) +

+ hc A (T ∞fluido−T simetallo) (1-9)

q= A (hr+hc) (T ∞fluido−T simetallo ) (1-10)

15

Specifiche Tecniche

Considerando il fenomeno indipendente dal tempo (regime stazionario), la potenza termica trasmessa per conduzione attraverso lo spessore del tubo metallico, secondo elemento del sistema, è uguale a quella trasmessa nell’elemento precedente e vale:

q = qc= 2πλL

lnDemetallo

Dimetallo

(T simetallo−T semetallo ) (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:

q = qc= 2 πλL

lnDe isolante

Diisolante

(T si isolante−T seisolante ) (1-13)

Figura 1-2 Tubo metallico isolato

16

Specifiche Tecniche

(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) (T se isolante−T∞ambiente ) (1-14)

(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.

17

Specifiche Tecniche

q= πL (T ∞ fluido

−T ∞ambiente )

1hi Di

+

ln( De

Di )isolante2λ isolante

+ 1he De

+

ln( De

Di )metallo2 λmetallo

(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: 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.

18

Specifiche Tecniche

Figura 1-3 Mesh

Figura 1-4 Distribuzione di temperatura

Figura 1-5 Flusso di calore

19

Specifiche Tecniche

(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.

ISOLANTEλ < 0,065 W/mK

DEBOLMENTE ISOLANTE0,065 W/Mk < λ < 0,065 W/mK

NON ISOLANTEλ > 0,09 W/mK

2.1Trasmissione 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

20

a b

c d

Specifiche Tecniche

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.

2.2Resistenza 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

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.

21

Specifiche Tecniche

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 = δ aria

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.)

22

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.

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

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

Spessore equivalente in funzione della permeabilità

μ = 100 Spessore 500 mm





23

Specifiche Tecniche

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 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

24

Specifiche Tecniche

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.

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,

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.

25

Specifiche Tecniche

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 via più complessi. Nel paragrafo 3.6 verrà fatto qualche cenno a sistemi compositi multistrato.

3.1Perdita 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

26

Specifiche Tecniche

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 (T interna−T esterna)

1hi

+sisolanteλisolante

+ 1he

+s parete

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.

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):

27

Specifiche Tecniche

hc=1.32[ (T supeficie−T esterna)H ]

14

(3-2)

H = 0.5 m.Testerna = 10° C.

Coefficiente di scambio termico relativo all’irraggiamento (vedi paragrafo 1.3):

hr = σε (T superficie

4−T esterna4 )

T superficie−T esterna (3-3)

= 5.67 10-8 W/m2K4. = 0.23.

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.

T superficie =

λ isolante

s isolanteT interna+T esternahe

he+λisolantesisolante

(3-4)

28

Specifiche Tecniche

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. 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

29

Specifiche Tecniche

relativi alla parete possono essere in prima approssimazione trascurati, ottenendo così la seguente espressione semplificata:

q= πL (T interna−Testerna )

ln( De

Di )2 λ

+ 1heDe

(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):

hc=1.25[ (T supeficie−T esterna)D e ]

14

(3-6)

De = 0.22 m.Testerna = 10° C.

Coefficiente di scambio termico relativo all’irraggiamento (vedi paragrafo 1.3):

hr = σε (T superficie

4−T esterna4 )

T superficie−T esterna (3-7)

30

Specifiche Tecniche

= 5.67 10-8 W/m2K4. = 0.23.

Per la determinazione della temperatura superficiale si procede, ancora una volta per via iterativa:

T superficie = T esterna+T interna+T esterna

heDe ( 12 λ

lnDe

Di+ 1heD e)

(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.3.2Spessore 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

31

Specifiche Tecniche

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.

heπD eL (T superficie−T esterna ) = πL (T interna−T esterna )

ln(De

Di )2 λ

+ 1he De

(3-9)

Analogamente a quanto visto nei precedenti esempi, nell’equazione 3-9 sono stati trascurati i termini relativi alla parete.Ponendo ora:

32

Specifiche Tecniche

T superficie = T r ;D e=Di+2Si (3-10)

dove

Tr, temperatura di rugiada. Si, spessore isolante

Operando le opportune sostituzioni nella 3-9 si ottiene:

heπ ( Di+2Si ) (T r−T esterna ) = π (T interna−T esterna )

ln( (Di+2Si )Di

)2 λ +

1he ( 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.

33

Specifiche Tecniche

3.3Variazione di temperatura lungo un tuboPer 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 T0, 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 = h A (T−T e)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.

34

Specifiche Tecniche

Ponendo d(T- Te) = dT, essendo Te costante, si può facilmente integrare la relazione 3-12 una volta separatene le variabili.

lnT−T e

T0−T e=−h A

cρVt (3-13)

T=T+ (T 0−T e)e−( h AcρV )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+ (T 0−T e)e−( hLcm) (3-15)

35

Specifiche Tecniche

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):

h= 1

ln( De

Di)

2πλ+

1heDe π

(3-16)

Il contributo convettivo al coefficiente di scambio termico della superficiale può scriversi come (vedi paragrafo 1.2):

hc=8.9varia

0.9

De0.1 =33.97W /m2K (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.

3.4Temperatura 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

36

Specifiche Tecniche

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. Il tempo di raffreddamento del liquido si può calcolare facendo riferimento alla seguente equazione:

t r = (T i−T e) ρVc ln

T i−T e

T c−T e

π (T i−T e) L1

2 λln

De

Di+ 1heD e

(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]).

37

Specifiche Tecniche

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:

t c= f100

ρiceDi2hc

4|Tc−T e|1

2λln

D e

Di

(3-19)

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

38

Specifiche Tecniche

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=8.9varia

0.9

De0.1 = 35.08 W/m2K (3-20)

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 1991Norme 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

39

Specifiche Tecniche

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.412Regolamento 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.

4.1D.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 Conduttività Termica Utile del materiale isolante, espressa in W/m°C, alla temperatura di 40°C.

Conduttività Termica utile dell’isolante

Diametro esterno della tubazione (mm)

(W/m°C) < 20 20 ÷ 39 40 ÷ 59 60 ÷ 79 80 ÷ 99 > 100

0,030 13 19 26 33 37 400,032 14 21 29 36 40 440,034 15 23 31 39 44 48

40

Specifiche Tecniche

0,036 17 25 34 43 47 520,038 18 28 37 46 51 560,040 20 30 40 50 55 600,042 22 32 43 54 59 640,044 24 35 46 58 63 690,046 26 38 50 62 68 740,048 28 41 54 66 72 790,050 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.

- 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

41

Specifiche Tecniche

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.

5.1Indice dei prodotti e dei sistemi L’ISOLANTE K-FLEX

Prodotti:

42

Specifiche Tecniche

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:

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

5.2Prodotti sistemi, mercati ed applicazioni

43

Specifiche Tecniche

44

Specifiche Tecniche

5.3K-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)EN ISO 8497 (DIN 52613)EN 12667 (DIN 52612)

λ = 0,036 W/(m.K) at -20 °Cλ = 0,038 W/(m.K) at 0 °Cλ = 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 navaliR.I.N.A. - LR - DNV - M.M. ITALIANACE-MARINE (Bureau Veritas) - US NAVY

Classificazione dei fumi (tossicità) IMO RES 61(67)

Densità dei fumi (camera NBS) ≤ Dm 200

45

Specifiche Tecniche

FuocoCL. 1 (I) - Brandkennziffer 5-3 (CH) BS 476 Part 7 1987 CL 1 (UK) - B2 DIN 4102 (D)

* Supervisionato da Istituto esterno**Per applicazioni inferiori a -50 °C contattare il nostro Ufficio tecnico.

5.4K-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)

Conduttività termica λ W/(m•K)EN ISO 8497 (DIN 52613) EN 12667 (DIN 52612)

Per spessori < 32 mmλ = 0,031 W/(m.K) at -20 °Cλ = 0,033 W/(m.K) at 0 °Cλ = 0,035 W/(m.K) at 20 °Cλ = 0,037 W/(m.K) at 40 °C

Per spessori ≥ 32 mmλ = 0,034 W/(m.K) at -20 °Cλ = 0,036* W/(m.K) at 0 °Cλ = 0,038 W/(m.K) at 20 °Cλ = 0,040 W/(m.K) at 40 °C

Conducibilità termica λ W/(m•K) L10 EN 12667 (DIN 52612) - EN ISO

8497 (DIN 52613) +40 °C = 0,040 W/(m•K)


Permeabilità µ EN 12086 (DIN 52615) ≥ 10000***

Fuoco Euroclasse B, s3, d0 EN 13501-1 * Cl 1 (I)*, Brandkennziffer

46

Specifiche Tecniche

5.2 (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

5.5K-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

Conduttività termica λ W/(m•K) Per spessori < 32 mm Per spessori ≥ 32 mm

47

Specifiche Tecniche

EN ISO 8497 (DIN 52613) EN 12667 (DIN 52612)

λ = 0,031 W/(m.K) at -20 °Cλ = 0,033 W/(m.K) at 0 °Cλ = 0,035 W/(m.K) at 20 °Cλ = 0,037 W/(m.K) at 40 °C

λ = 0,034 W/(m.K) at -20 °Cλ = 0,036* W/(m.K) at 0 °Cλ = 0,038 W/(m.K) at 20 °Cλ = 0,040 W/(m.K) at 40 °C

Permeabilità µ EN 12086 (DIN 52615) µ ≥ 10000**


Fuoco

Euroclass B, s3, d0 EN 13501-1 * 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)


** Permeabilità supervisionata µ ≥ 7000, Singoli certificatiµ ≥ 10000

5.6K-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 mmλ = 0,031 W/(m.K) at -20 °Cλ = 0,033 W/(m.K) at 0 °C

Per spessori ≥ 32 mmλ = 0,034 W/(m.K) at -20 °Cλ = 0,036* W/(m.K) at 0 °C

48

Specifiche Tecniche

λ = 0,035 W/(m.K) at 20 °Cλ = 0,037 W/(m.K) at 40 °C

λ = 0,038 W/(m.K) at 20 °Cλ = 0,040 W/(m.K) at 40 °C


Permeabilità µ EN 12086 (DIN 52615) ≥ 10000***

Fuoco

Euroclasse B, s3, d0 EN 13501-1 * Cl 1 (I)*, Brandkennziffer 5.2 (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)


**Per applicazioni inferiori a -50 °C contattare il nostro Ufficio tecnico.

*** Permeabilità supervisionata µ ≥ 7000, Singoli certificati µ ≥ 10000

5.7K-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.

49

Specifiche Tecniche

Limiti d’impiego -40 °C max +85 °C





Permeabilità µ EN 12086 (DIN 52615) ≥ 5000

Fuoco

Euroclasse B, s3, d0 EN 13501-1 * Cl. 1 (I)*, Brandkennziffer 5-2 (CH), B1 DIN 4102 (DE)*, NF - FEU 487 (F)*, M1 (E), BS 476 1989 CL.0 (UK)


5.8K-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.

50

Specifiche Tecniche

Limiti d’impiego +175 °C


λ = 0,040 W/(m.K) at 20 °Cλ = 0,042 W/(m.K) at 40 °Cλ = 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

5.9K-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.Limiti d’impiego +105 °C / +85 °C per EC ADESIVO

Conduttività termica λ W/(m•K) L10/91 EN ISO 8497 (DIN 52613)

+40 °C = 0,040*


51

Specifiche Tecniche

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)


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 +105 °C / +85 °C per EC ADESIVO 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)


5.11 K-FLEX AL CLAD SYSTEM

52

Specifiche Tecniche

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




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)

53

Specifiche Tecniche

Peso: Approx. 388 g/m2 EN 22 286 Spessore Approx. 300 μm DIN 53 370

Resistenza alla trazione :

longitudinale 175 N/15 mm ISO 527- 3 trasversale 175 N/15 mm ISO 527- 3

Allungamento fino a rottura:

longitudinale 35% ISO 527- 3 trasversale 40% ISO 527- 3

Resistenza alla lacerazione:

longitudinale 155 N/25 mm ISO 527- 3 trasversale 182 N/25 mm ISO 527- 3

Allungamento alla flessione:

longitudinale 90 N/mm2 DIN 53 864 trasversale 90 N/mm2 DIN 53 864

Permeabilità al vapore acqueo: 0,052 g/m2/d DIN 53 122

5.12 K-FLEX IN/IC CLAD SYSTEM

K-FLEX IN CLAD SYSTEM è un sistema isolante specificatamente studiato per ambienti 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

54

Specifiche Tecniche

Silver (color alluminio) oppure Black (color nero). Si tratta di una finitura particolarmente resistente alle alte temperature e dalle eccellenti caratteristiche meccaniche.

RIVESTIMENTO IN CLAD DATI TECNICI VALORI NOTE

Materiale Barriera flessibile polimerica Basato su polimero Hypalon

Colore Grigio RAL 7001 e Nero RAL 9011

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) Basato sulla temperatura di transizione vetrosa del polimero Hypalon

MIN Temperatura applicativa, IN CLAD System -200°C (-328°F) 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/cm3)

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 2 anni di esposizione a New River, Arizona (Stati Uniti d’America), come per ASTM G 7-97, nessuna alterazione della superficie

Resistenza al sale Molto buona ISO 3768 / ASTM B 117-73, 480 ore. Nessuna alterazione della superficie

Resistenza all’ozono Molto buona ASTM D1171 72h 50ppmh 20%, no ossidazione

Resistenza all’invecchiamento Molto buona ISO 4982, dopo 360h, 72MJ, allungamento e carico di rottura conformi alle

55

Specifiche Tecniche

specifiche.

Resistenza all’olio Molto buona ISO 1817; dopo 72h di immersione in olio IRM 903, allungamento e carico di rottura conformi alle specifiche.

Resistenza agli urti Molto buona EN12691; 1 Kg, 20mm, 600mm

Salvaguardia salute Polvere e fibre assenti

Reazione al fuocoIN CLAD Covering

Classe 0 UK BS 476 part 6/7 M1 France NF 92501 IMO RES. MSC 61(67)

Reazione al fuoco IN CLAD SYSTEM con isolante ST

Classe 0 (UK) IMO 61/67 allegato 1 part 5

BS 476 part 6/7

Approvazioni e supervisioni

CE Marine Mark Approved (MED, module B)

DNV LNG Statement of Feasibility

Omologazione American Bureau of Shipping

ABS Approval

Omologazione Det Norske Veritas Omologazione Lloyd’s Register

RIVESTIMENTO IC CLAD BLACK

Unità Tolleranza Norma di Riferimento

Armatura Tela DIN ISO 9354 Grammatura g/m2 214 ±5% DIN EN 12127 Resistenza alla rottura N/cm 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°

Sollecitazione prolungata 180 Sollecitazione di breve 230

56

Specifiche Tecniche

durata

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/UAN-D1235/01 Elasticità e adesione inalterate TEST CON SOLUZIONE 2 DIN 53160/UAN-D1235/01 Elasticità e adesione inalterate

57

Specifiche Tecniche

IMMERSIONE IN ACQUA 60 °C 800 ore No blister. no distacco CONTATTO SODA CAUSTICA al 5% 2 ore Nessuna alterazione

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 Lega d’acciaio AISI 316 L Ø esterno (mm) Ø interno DN Spessore parete del

tubo (mm) Max pressione di servizio (bar)

21,4 16 0,18 11 26,4 20 0,18 14 31,7 25 0,2 10

58

Specifiche Tecniche

Appendice A: Unità di misura e fattori di conversione

da aCoefficient

e moltiplicati

voda a

Coefficiente

moltiplicativo

m in 39.37 kN/m2 atm 0.009869m ft 3.28 kg/m3 lb/ft3 0.06243in ft 0.083 X °F X K 5/9(X-

32)+273m2 in2 1550 X °F X °C 5/9(X-32)m2 ft2 10.764 X K X °C X-273in2 ft2 0.0069 BTU kcal 0.252m3 in3 61023.38 BTU kj 1.055m3 ft3 350315 BTU kWh 0.00029m3 UK gal 219.975 kcal kj 4.187m3 litro 1000 kcal kWh 0.00116in3 ft3 0.0005783 kj kWh 0.00028in3 UK gal 0.0036 BTU/lb kcal/kg 0.55556in3 litro 0.016387 BTU/lb kj/kg 2.3263ft3 UK gal 6.2317 kcal/kg kj/kg 4.187

UK gal litro 4.546 BTU/lb °F kcal/kg °C 1kg tonnellate 0.001 BTU/lb °F kj/kg K 4.1912kg ton 0.000984 kcal/kg °C kj/kg K 4.187kg lb 2.2046 W/mK kcal/mh °C 0.86

59

Specifiche Tecniche

tonnellate ton 0.984204 W/mK BTU/fth °F 0.578tonnellate lb 2204.6 W/mK BTUin/ft2h°F 6.933

ton lb 2169.78 kcal/mh °C BTU/fth °F 0.672N kgf 0.102 kcal/mh °C BTUin/ft2h°F 8.064N lbf 0.2248 BTU/ft h °F BTUin/ft2h°F 12

kgf lbf 2.204 W/m2K kcal/m2h °C 0.86m/s ft/s 3.2808 W/m2K BTU/in2h °F 0.00122

m/min ft/min 196.85 W/m2K BTU/ft2h °F 0.1761W hp 1.341 kcal/m2h °C BTU/in2h °F 0.00142W BTU/h 3.412 kcal/m2h °C BTU/ft2h °F 0.2048hp BTU/h 2.544 BTU/in2h °F BTU/ft2h °F 144

lbf/in2 lbf/ft2 144 mK/W mh °C/kcal 1.163lbf/in2 kgf/m2 703 mK/W Ft2h°F/BTUin 0.14423lbf/in2 kN/m2 6.895 mh °C/kcal Ft2h°F/BTUin 0.124lbf/in2 atm 0.06806 W/m2 kcal/m2h 0.86lbf/ft2 kgf/m2 4.883 W/m2 BTU/ft2h 0.317lbf/ft2 kN/m2 0.04788 kcal/m2h BTU/ft2h 0.3687lbf/ft2 atm 0.0004725 W/m kcal/mh 0.86kgf/m2 kN/m2 0.00981 W/m BTU/fth 1.04kgf/m2 atm 0.0000967 kcal/mh BTU/fth 1.209kN/m2 kPa 1

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

60

Specifiche Tecniche

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.

Bibliografia

(1) ISO/FDIS 122241

(2) DIN EN 12086

(3) DIN EN 13496

(4) UNI EN 14304

(5) I materiali isolanti Vol. 1 ANIT

61

Specifiche Tecniche

(6) Igrometria e ponti termici Vol. 2 ANIT Ed. 2011

Note Legali

Il presente documento è di proprietà da L’ISOLANTE K-FLEX S.r.l.che ne dispone tutti i diritti previsti dalla legge.È vietata qualsiasi riproduzione, anche parziale, se non autorizzata espressamente da L’ISOLANTE K-FLEX S.r.l.L’ISOLANTE K-FLEX S.r.l non risponde di un utilizzo improprio delle informazioni riportate e/o distorte da parte di terze persone.Per qualsiasi informazione contattare:

L’ISOLANTE K-FLEX S.r.l.via Leonardo Da Vinci, 36

20877 Roncello (MB) - Italy

Specifiche recniche - K-FLEX - Thermal & Acoustic … TECNICHE/GUIDE... · Web viewque volte più...

Documents

Transcript of Specifiche recniche - K-FLEX - Thermal & Acoustic … TECNICHE/GUIDE... · Web viewque volte più...