Isolanti termoriflettenti: cosa significano SRI, riflettanza ed emissività
Applicazione a spruzzo del rivestimento isolante termoriflettente Technological M su una copertura metallica industriale esposta alla radiazione solare.
In sintesi: Gli isolanti termoriflettenti limitano il carico termico che interessa una superficie esposta alla radiazione infrarossa. Per comprenderne correttamente le prestazioni è importante distinguere tre parametri: riflettanza solare, emissività termica e indice SRI.
Questi valori sono particolarmente utili per analizzare il comportamento di una superficie sottoposta all’irraggiamento termico, ma non descrivono da soli l’intero funzionamento di un isolante termico.
Nel caso di Manti Ceramic Technological M, ad esempio, la capacità termoriflettente rappresenta solo una parte del meccanismo di isolamento. Il prodotto sfrutta infatti la combinazione di più fattori: le proprietà della matrice ceramica, le microsfere cave, il vuoto presente al loro interno e il legante nanotecnologico. L’azione combinata di questi elementi determina una bassissima conducibilità termica, oltre alle elevate prestazioni di riflettanza ed emissività.
Technological M presenta una conducibilità termica dichiarata λd = 0,0010 W/mK, una riflettanza solare dell’88,1%, un’emissività termica dell’85,8% e un indice SRI pari a 111,1.
In questo articolo vediamo cosa significano questi valori e, soprattutto, perché devono essere letti insieme.
Ing. Elena Galeotti
Indice
- Cosa sono gli isolanti termoriflettenti
- Riflettanza solare: cosa misura
- Emissività termica: perché è importante
- Che cos’è l’indice SRI
- Perché un SRI può essere superiore a 100
- Technological M: non solo riflettanza
- Conducibilità termica e microsfere ceramiche
- Dove questi parametri sono importanti nell’industria
- Gli errori da evitare nella lettura dei dati
- FAQ
Isolanti termoriflettenti: non basta sapere quanto riflettono
Quando parliamo di isolanti termoriflettenti, il primo concetto a cui si pensa è generalmente la capacità della superficie di riflettere l’energia termica incidente.
È certamente un parametro importante, ma sarebbe riduttivo identificare l’intero comportamento di un isolante nanotecnologico con la sola riflettanza.
Una superficie sottoposta alla radiazione termica può infatti:
- riflettere una parte dell’energia incidente;
- assorbirne una parte;
- disperdere verso l’ambiente parte del calore assorbito.
Per descrivere il comportamento di una superficie esposta alla radiazione termica è quindi utile considerare insieme riflettanza solare ed emissività termica.
Da questi parametri è possibile ricavare anche un terzo indicatore, il Solar Reflectance Index o SRI.
Ma quando parliamo di un vero sistema di isolamento termico, dobbiamo andare oltre.
Nel caso degli isolanti nanotecnologici a matrice ceramica di Savenergy.it, riflettanza ed emissività fanno parte di un insieme più ampio di fenomeni che concorrono a ostacolare il trasferimento del calore.
Riflettanza solare: quanta energia viene riflessa?
La riflettanza solare, generalmente indicata con SR, esprime la frazione della radiazione termica incidente che una superficie è in grado di riflettere.
Più il valore è elevato, maggiore è la quota di energia che non viene assorbita dalla superficie.
Nel caso di Technological M, la riflettanza solare SR è pari a 88,1%, determinata secondo ASTM C1549.
Questo dato è particolarmente interessante quando il prodotto viene utilizzato su superfici direttamente sottoposte all’irraggiamento solare, come coperture metalliche, strutture industriali, container o altre superfici esterne, anche se dal punto di vista fisico il funzionamento è identico quando la fonte di emissione del calore è ad esempio un termosifone.
Il colore può influenzare la riflettanza, ma non è sufficiente guardare semplicemente se un rivestimento è bianco o chiaro.
Per una valutazione tecnica occorre basarsi su valori misurati secondo metodi di prova definiti.
Isolanti termoriflettenti ed emissività termica
Il secondo parametro da conoscere è l’emissività termica.
L’emissività descrive, in termini semplificati, la capacità di una superficie di emettere energia sotto forma di radiazione termica.
È quindi un concetto diverso dalla riflettanza.
Possiamo sintetizzare così:
la riflettanza riguarda la quota di energia termica che la superficie non assorbe; l’emissività riguarda la capacità della superficie di emettere energia termica.
Una superficie caratterizzata da elevata riflettanza limita l’assorbimento della radiazione solare, mentre un’elevata emissività favorisce lo scambio di energia termica per irraggiamento verso l’ambiente.
Per Technological M disponiamo di un valore di emissività termica pari all’85,8%, determinato secondo EN 15976.
È proprio considerando insieme riflettanza ed emissività che possiamo arrivare a un altro parametro particolarmente utile: l’indice SRI.
Che cos’è l’indice SRI?
SRI significa Solar Reflectance Index, cioè indice di riflettanza solare.
Non rappresenta semplicemente la percentuale di radiazione riflessa e non deve quindi essere confuso con il valore SR.
L’SRI è un indice calcolato che tiene conto del comportamento della superficie in termini di riflettanza solare ed emissività termica e permette di descriverne la tendenza a riscaldarsi quando viene sottoposta alla radiazione solare.
Come riferimenti convenzionali vengono utilizzate una superficie nera standard, associata a SRI 0, e una superficie bianca standard, associata a SRI 100.
È quindi un parametro particolarmente utile per confrontare differenti superfici esposte al sole.
Un SRI elevato significa automaticamente maggiore isolamento?
No.
Ed è una delle distinzioni più importanti di questo articolo.
L’SRI descrive il comportamento superficiale nei confronti dell’irraggiamento, ma non rappresenta da solo la capacità complessiva di isolamento termico di un prodotto.
Non deve quindi essere interpretato come un’alternativa alla conducibilità termica.
Un prodotto può avere ottime caratteristiche di riflettanza ed emissività, ma la valutazione di un sistema isolante richiede di considerare anche il modo in cui il calore viene ostacolato all’interno dello strato di materiale.
È proprio su questo punto che la tecnologia di Technological M va distinta da un semplice rivestimento riflettente.
Technological M: non solo riflettanza
Technological M è un isolanti termoriflettente, ma definirlo solamente come un rivestimento capace di riflettere la radiazione termica sarebbe incompleto.
Il suo funzionamento deriva dalla combinazione di diversi meccanismi di limitazione del trasferimento del calore.
Schema concettuale dei diversi meccanismi contribuiscono al controllo del trasferimento termico negli isolanti nanotecnologici termoriflettenti: percorso conduttivo tortuoso, cavità interna vuota, interfacce tra microsfere e matrice e interazione con la radiazione termica.
La struttura del prodotto contiene infatti microsfere ceramiche cave inserite in una matrice nanotecnologica.
Possiamo sintetizzare il principio di funzionamento in tre elementi principali.
1. La superficie ceramica delle microsfere
La componente ceramica contribuisce all’azione di schermatura nei confronti della radiazione termica.
2. Il vuoto interno alle microsfere
Le microsfere presenti nel materiale sono cave.
Il vuoto presente al loro interno contribuisce a ostacolare il trasferimento del calore attraverso lo spessore del rivestimento.
Non stiamo quindi parlando soltanto di una superficie che riflette il sole, ma di una struttura del materiale progettata per limitare ulteriormente il passaggio dell’energia termica.
Dettaglio grafico di una microsfera ceramica cava: il guscio ceramico esterno e la cavità interna vuota contribuiscono al comportamento termico complessivo del materiale.
3. Il legante nanotecnologico
Anche la matrice che ingloba le microsfere partecipa al comportamento termico complessivo del prodotto.
È quindi l’interazione tra matrice, microsfere ceramiche, cavità interne e comportamento radiativo della superficie a determinare la prestazione complessiva.
Il risultato di questa combinazione è una conducibilità termica particolarmente bassa.
Per Technological M il valore della conducibilità è:
λd = 0,0010 W/mK
Questo parametro è fondamentale perché ci permette di comprendere che l’effetto isolante non dipende esclusivamente dalla capacità di riflettere la radiazione solare.
Isolanti termoriflettenti: SRI e conducibilità descrivono cose diverse
Questo è probabilmente il concetto più importante da ricordare.
SRI e conducibilità termica non sono due modi differenti per esprimere la stessa prestazione.
Descrivono fenomeni differenti.
La conducibilità termica λ è una proprietà legata alla capacità del materiale di condurre il calore attraverso il proprio spessore.
La riflettanza solare descrive quanta radiazione solare viene riflessa dalla superficie.
L’emissività descrive la capacità della superficie di emettere energia termica.
L’SRI combina riflettanza ed emissività per rappresentare la tendenza della superficie a riscaldarsi sotto esposizione solare.
Per comprendere correttamente il comportamento di un isolante nanotecnologico bisogna quindi evitare di scegliere uno solo di questi parametri e utilizzarlo come spiegazione universale.
La prestazione deriva dalla loro combinazione e dalle caratteristiche fisiche del materiale.
Isolanti termoriflettenti: il caso Technological M e i principali valori
Prendiamo quindi come esempio Manti Ceramic Technological M, uno dei rivestimenti protettivi termico e impermeabilizzante nanotecnologici a bassissimo spessore.
I principali parametri disponibili sono:
| Parametro | Technological M | Riferimento |
|---|---|---|
| Conducibilità termica λd | 0,0010 W/mK | Test Hot Box |
| Riflettanza solare SR | 88,1% | ASTM C1549 |
| Emissività termica | 85,8% | EN 15976 |
| Solar Reflectance Index SRI | 111,1 | ASTM E1980 |
Questi valori non devono essere considerati alternativi tra loro.
Descrivono, al contrario, differenti aspetti del comportamento termico dello stesso materiale.
Principali parametri tecnici di Technological M: conducibilità termica λd 0,0010 W/mK, riflettanza solare SR 88,1%, emissività termica 85,8% e indice SRI 111,1.
Ed è proprio questa lettura complessiva che consente di comprendere meglio perché un isolante nanotecnologico non possa essere assimilato semplicemente a una vernice bianca o a un generico rivestimento riflettente.
Come può l’SRI essere superiore a 100 negli isolanti termoriflettenti?
Una domanda frequente riguarda proprio il valore SRI di Technological M.
Se la superficie bianca di riferimento vale 100, come può un prodotto presentare un SRI pari a 111,1?
La risposta è semplice: SRI non è una percentuale.
I valori 0 e 100 vengono utilizzati come riferimenti convenzionali.
Una superficie che, nelle condizioni previste dal metodo di calcolo, presenta un comportamento più favorevole rispetto alla superficie bianca standard può quindi ottenere un valore superiore a 100.
Un SRI pari a 111,1 non significa quindi “111,1% di riflettanza”.
Nel caso di Technological M la riflettanza è infatti 88,1%.
Sono due parametri differenti e devono essere interpretati separatamente.
Perché questi valori sono importanti nelle applicazioni industriali?
In ambito industriale il controllo della temperatura delle superfici può assumere particolare importanza.
Pensiamo, ad esempio, a:
- capannoni e magazzini;
- stabilimenti produttivi;
- celle frigorifere;
- container;
- serbatoi;
- tubazioni;
- superfici metalliche esterne o interne;
- strutture sottoposte direttamente alla radiazione solare.
Limitare la quantità di radiazione termica assorbita riduce il carico termico che interessa la superficie (e quindi la dispersione se si tratta ad es. di un fluido caldo che scorre in un tubo o il surriscaldamento della superficie se parliamo di un tetto nel periodo estivo).
Ma l’intervento non termina con la semplice riflessione dell’energia termica.
Una volta considerato il comportamento superficiale, entra infatti in gioco anche la capacità del materiale di ostacolare il trasferimento del calore attraverso il proprio spessore.
Per questo, quando valutiamo un isolante nanotecnologico, prendiamo in considerazione l’insieme dei suoi parametri e non soltanto l’SRI.
Il colore bianco non basta
Un errore frequente consiste nel considerare automaticamente qualsiasi rivestimento bianco come un isolante termoriflettente.
Non è così.
Una superficie bianca può avere una buona riflettanza solare, ma questo non permette di dedurne automaticamente né l’emissività né, soprattutto, le proprietà di isolamento termico del materiale.
Quando analizziamo un prodotto destinato alla protezione termica di una superficie, le domande corrette sono quindi:
- Qual è la riflettanza solare?
- Secondo quale metodo è stata determinata?
- Qual è l’emissività termica?
- È disponibile un valore SRI?
- Qual è la conducibilità termica?
- Come è strutturato il materiale?
- Qual è lo spessore previsto?
- Qual è la superficie da trattare?
- Quali sono le reali condizioni di esercizio?
Questo approccio permette di passare da una valutazione basata su definizioni commerciali a una scelta fondata su dati tecnici e condizioni applicative precise.
Cosa ci dice realmente un SRI elevato?
Un SRI elevato indica un comportamento favorevole della superficie rispetto al riscaldamento dovuto alla radiazione termica nelle condizioni previste dal metodo di calcolo.
Non significa automaticamente:
- che il prodotto isoli esclusivamente grazie alla riflettanza;
- che SRI e conducibilità termica siano equivalenti;
- che il valore rappresenti una percentuale di isolamento;
- che qualsiasi superficie trattata raggiunga la stessa temperatura;
- che le prestazioni siano identiche indipendentemente dal supporto e dalle condizioni ambientali.
Temperatura dell’aria, irraggiamento, ventilazione, orientamento, supporto, geometria, stratigrafia e condizioni reali di utilizzo continuano ad avere un ruolo fondamentale.
Per questo preferiamo parlare di prestazioni misurate e parametri tecnici, evitando di descrivere un materiale isolante attraverso un unico numero.
FAQ sugli isolanti termoriflettenti
Che cosa sono gli isolanti termoriflettenti?
Sono materiali progettati anche per limitare l’assorbimento della radiazione termica attraverso caratteristiche di riflettanza della superficie. Nel caso degli isolanti nanotecnologici Savenergy.it, questa proprietà si combina con altri meccanismi di limitazione del trasferimento del calore.
Technological M funziona solo riflettendo il calore?
No. La capacità termoriflettente costituisce solo una parte del suo funzionamento. Technological M contiene microsfere ceramiche cave inserite in una matrice nanotecnologica. La combinazione di questi elementi contribuisce alla bassissima conducibilità termica del materiale.
Qual è la conducibilità termica di Technological M?
La conducibilità termica di Technological M è λd = 0,001 W/mK.
Che cosa significa SRI?
SRI significa Solar Reflectance Index. È un indice calcolato a partire dal comportamento della superficie in termini di riflettanza ed emissività e permette di confrontare la tendenza delle superfici a riscaldarsi quando esposte a una radiazione termica.
Un SRI superiore a 100 è possibile?
Sì. L’SRI non è una percentuale. I valori 0 e 100 rappresentano superfici convenzionali di riferimento, quindi un materiale può presentare un valore superiore a 100.
Riflettanza ed emissività sono la stessa cosa?
No. La riflettanza indica quanta radiazione viene riflessa dalla superficie, mentre l’emissività riguarda la capacità della superficie di emettere energia termica.
L’SRI misura quanto isola un prodotto?
No. L’SRI descrive principalmente il comportamento della superficie quando è sottoposta all’irraggiamento. Per valutare le proprietà isolanti complessive devono essere considerati anche conducibilità termica, struttura del materiale, spessore e condizioni applicative.
Una semplice pittura bianca equivale a un isolante termoriflettente?
No. Il colore della superficie non è sufficiente per determinare la prestazione. Occorre verificare i valori di riflettanza, emissività, SRI e, se si parla di isolamento termico, anche le altre caratteristiche del materiale.
Vuoi valutare un’applicazione industriale?
Ogni superficie industriale presenta condizioni differenti: materiale del supporto, esposizione solare, geometria, temperatura di esercizio, spessore disponibile e obiettivo dell’intervento devono essere valutati insieme.
Se vuoi approfondire l’utilizzo di Technological M o degli altri nostri isolanti nanotecnologici a bassissimo spessore e verificare quale soluzione sia più adatta alla tua applicazione, contattaci all’indirizzo contatti@savenergy.it o compila il form:
Ti invitiamo inoltre a visitare e iscriverti al nostro canale YouTube @savenergy-manticeramic, dove pubblichiamo nuovi video sui prodotti, sulle modalità di applicazione e sulle più svariate tematiche inerenti all’isolamento termico in edilizia e nell’industria.
