05-AT_Gli Strumenti Naturali Del Progetto - Dispersioni_12-13 - Corso Architettura Tecnica

8/13/2019 05-AT_Gli Strumenti Naturali Del Progetto - Dispersioni_12-13 - Corso Architettura Tecnica

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Prof. Ing. Francesco Fulvi

[email protected]

05-GLI STRUMENTI NATURALI DEL PROGETTO

3. DISPERSIONI

Corso diArchitettura Tecnicaa.a. 2011-2012

Universit degli Studi di Parma

Facolt di Ingegneria

Corso di Laurea in Ingegneria Civile e Ambientale


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Corso di Architettura Tecnicaa.a. 2012/2013

Prof. Francesco FulviGLI STRUMENTI NATURALI DEL PROGETTO3. DISPERSIONI

GLI STRUMENTI NATURALI DEL PROGETTO

1. FATTORI TERMICI2. FATTORI SOLARI3. DISPERSIONI4.

APPORTI5. ACCUMULO TERMICO

6. PROTEZIONE SOLARE7. VENTILAZIONE8. CLIMATIZZAZIONE


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3. DISPERSIONI

BILANCIO TERMICO SUPERFICIE/VOLUME PROFILO ED ESPOSIZIONE IRRAGGIAMENTO TERRESTRE FATTORI DI RAFFESCAMENTO

GRADI GIORNO TEMPERATURE DI BASE

MATERIALI ISOLANTI COEFFICIENTE DISOLAMENTO FLESSIBILITA FERRAMENTA UTILIZZABILE DISPOSITIVI ISOLANTI MOBILI BOTTIGLIA THERMOS FILTRO DINGRESSO


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3. DISPERSIONI

BARRIERE TERMICHE SCHERMO RIFLETTENTE PARETI TRASPARENTI E ISOLANTI DISPERSIONI IN REGIME PERMANENTE DISPERSIONI GIORNO/NOTTE

INFILTRAZIONI CALCOLO DEL RINNOVO ARIA

EFFETTO ARIA-SOLE CALCOLI


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3. DISPERSIONI

BILANCIO TERMICO

Per ottenere dei buoni risultati necessario capire come unacostruzione disperde il calore esapere come control lare leDISPERSIONI, poterle misurare e

compensare con degli apportiequivalenti.

I metodi di calcolo delle dispersioni totali adesso sono provati e messi ben a punto e sitrovano in numerosi manuali. La maggior parte degli architetti, ingegneri, impresarisono diventati esperti nella valutazione del fabbisogno di riscaldamento per un edificio.Non ci sono pi misteri circa le perdite di calore: si pu calcolare come un edificio sicomporter termicamente molto prima di essere realizzato.

La procedura tradizionale di calcolo consiste nel determinare la media della

temperatura minima esterna per il periodo pi freddo dellanno, poi calcolare il numerodi Watt che sono disperse, infine istallare una potenza di riscaldamento capace diassicurare un livello di comfort adeguato, tra 18C e 21C.


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Nellarchitettura solare passiva l'approccio impiantistico molto diverso: ilriscaldamento tradizionale relegato ad un ruolo di complemento extra.Lobiettivo quello di progettareun edificio cheminimizza le perditeverso l'esternoed escluda le perdite inutilidi calore.Quando lisolamento e limpermeabilizzazione della muratura sono soddisfacentipossiamo utilizzare il guadagno solare e laccumulo termico per soddisfare irequisitidi unriscaldamento normale.Dopo, aver ottimizzato i guadagni naturali solari, si pu valutare la potenza di unriscaldamento ausiliario-stufa a legnao riscaldamentoconvenzionale -che completiil sistema solare attivo e venga adottato in situazioni eccezionali di freddo che sipossono verificare quando il solenon presente durante diverse settimanein inverno.L'idea pi conveniente quella di asiicurare lintegrarazione in via provvisoria, pertestare le prestazioni del progetto, successivamente determinare la realenecessitdipotenza aggiuntiva.

Uscita diemergenza


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SUPERFICIE/VOLUME

Ogni edificioo gruppo di edificiha un rapporto SUPERFICIE /VOLUMEdefinito,

Il rapporto S/V minore se tutta la superficie delle pareti esterne ridotta rispetto al volumeinterno.Essadipende dalla formaedimensionedegli edifici.La sfera la forma geometrica che, avendo la superficie laterale pi piccola, racchiude ilvolume interno pi grande: gli emisferi, posizionati delicatamente a terra, hanno quindi unsignificato termico reale,attraverso la loro formacompatta.Tuttavia, le cupole, le piramidi, le sfere, costituisconoun punto interrogativonel miglior usodeimateriali, degli spazi interni e di investimento capitale. Le pareti e le coperture, curvee p o l i e d r i c h e , s o n o t a l v o l t a d i f f i c i l i d a c o s t r u i r e , s i a d a s i g i l l a r e cheisolare.Conparetirettangolario semplicemente piane,l'obiettivo sar quello di ridurre al minimogliangoli e le articolazioni: un edificio compatto, rappresentato da una semplicescatola,perdermeno calore,a parit di volume conuna forma picomplessa, conmolti dossiecuspidi. Ma, naturalmente, l'architetturacome una semplice scatolanon pusoddisfare tutti i requisitifunzionali,e pu anche risultare sgradevoleagli occhi.Il modo pi convenienteper il risparmio sul riscaldamento quello di rendere la superficie delleparetiesterne minima,pur rispondendo alle esigenze funzionali, strutturali ed estetiche, sia che sitratti di una casa,un condominioo un quartiere urbano.


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PROFILO ED ESPOSIZIONE

Il modo particolare con il quale un edificio spicca nel paesaggio e ne costituisce in qualche modo unasuperficie, determina anche la sua autonomia termica . Ogni edificio ha un profilo diverso perl'ambientee il clima.In generale, pi semplice il PROFILO, minore la sua ESPOSIZIONE.Un edificioben isolatoma con un profilocomplicato, puperdere picalore di un edificiocon lostesso volume pocoisolatoma bensagomato.Il profilo una miscela distile,logica,struttura,personalit, funzione e volume. Qualsiasi costruzioneche tende allautonomia termica dovrebbe essere un riflesso delle forze climatiche esercitateclimatiche nella zona in cui opera. Quando un edificio ben progettato, il profilo sinseriscenelpaesaggio enel corso del tempo.La diminuzione delle dispersioni una buona ragione per semplificare laspetto esteriore e la forma

visibile. Una buona progettazione porta quindi a ridurre lesposizione della facciata rivolta a Nord,scavare la superficie di sedime per interrare parte del fabbricato riducendo le superficie esposte allaria,voltare le spalle ai freddi venti dominanti, raggruppare le unit abitative per diminuire le dispersionitermiche.


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IRRAGGIAMENTO TERRESTRE

Lo spazio si comporta come un vuotoprivo di massa termica e il calore si

sposta naturalmente verso il vuoto overso luoghi contenenti meno calore. Diconseguenza, il calore irraggiato a sullaterra da una parete esterna si dirigerverso lo spazio in direzione del fondocosmico globale, vicino allo zeroassoluto.Latmosfera assorbir una frazione diquesto irraggiamento terrestre ma,

finalmente, una buona parte continuerla sua rotta verso i confini siderali.

La notte quando il sole non diffonde il suo calore sulla superficie della terra, lirraggiamento termico,emesso verso la volta celeste da tutti i corpi, diventa pienamente sensibile

E attraverso la notte chiara che la temperatura esterna si abbassa di pi. La ragione stanellIRRAGGIAMENTO TERRESTRE. La copertura nuvolosa frena queste dispersioni raggianti, assorbeuna parte dellirraggiamento termico e ne rinvia un po verso la terra.

Le dispersioni notturne per irraggiamento anno luogo tutto lanno. E sfruttando questo fenomeno che sifacilitano le emissioni in estate, si pu raffrescare efficacemente, sotto un cielo stellato, le massescaldate per irraggiamento solare assorbito nel corso della giornata.


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FATTORI DI RAFFRESCAMENTO

VENTO: la velocit del vento fa abbassare il termometro al di sotto della temperaturache regna quanto c calma. Quando si stabiliranno le temperature di progetto si terrconto di questo effetto glaciale.

ALTITUDINE: lirraggiamento terrestre verso la volta terrestre pi forte in altitudineperch lo strato di atmosfera da attraversare pi sottile. Quindi le altitudini elevate

sono fredde.COPERTURE NUVOLOSE: le nuvole, il tenore del vapore dacqua in aria, le materieinquinanti, i gas atmosferici, giocano un ruolo di schermo: indebolisconolirraggiamento verso lo spazio

Temperatura la riparo

Velocit del vento

Incremento

ditemperatura

POSIZIONE: laria fresca pesante e tende adisporsi nelle parti basse. Gli edifici che si trovanoa valle ricevono aria pi fresca rispetto agli altri.ESPOSIZIONE: un edificio posizionato su unversante in ombra o esposto al passaggio dei venti

dominanti o delle tempeste sar maggiormenteesposto al freddo rispetto costruzioni limitrofeprotette da alberi o da alture.UMIDITA: laria umida ha una capacit termica

superiore per cui assorbir pi calore rispettoallaria secca.

SUPERFICI DACQUA: gli oceani e i grandi laghipossono funzionare come riserve di calore;assorbono pi calore che le masse continentali.


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GRADI GIORNO

Questo termine GRADI-GIORNO unespressione comoda per designarequantitativamente i bisogni annuali per il riscaldamento o il raffrescamento conqualsiasi clima, a partire da misurazioni di temperatura che sono disponibili per la

maggior parte delle regioni.Per calcolare i gradi-giorno di riscaldamento, prendete lo scarto tra la temperaturainterna (ti=20C) e la temperatura media esterna (tem), ogni giorno in cui ladifferenza positiva. Sommate quindi questi valori quotidiani (ti-tem). Cos questo vidar un idea quantitativa dellimportanza della stagione fredda di una zona rispettoalle altre. Questo uno strumento di grande utilit per sapere in quali condizioni sipu beneficiare lapporto solare. Nei climi pi freddi il numero dei gradi giorno elevato ed necessario prevedere un isolamento termico maggiore. Nelle regionicaldi, dove il numero dei gradi giorno del raffrescamento elevato, lisolamento

necessario al solo scopo di trattenere il calore allesterno e mantenere allinternouna temperatura tra i 25 e i 27 C.

marzo dicembresettembregiugno marzolocalizzazione gradi giornoParma 2502Bologna 2259Bolzano 2791

Roma 1415Palermo 751

Milano 2404Lecce 1153Napoli 1034

Cagliari 990Aosta 2850


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!"#"$" &' ()*+,-per "gr di giorno" di una localit si intende la somma, estesa a tutti i giorni di unperiodo annuale convenzionale di riscaldamento, delle sole differenze positivegiornaliere tra la temperatura dell'ambiente, convenzionalmente fissata a 20 gradicentigradi, e la temperatura media esterna giornaliera; l'unit di misura utilizzata ilgrado giorno (GG).Zona A: comuni che presentano un numero di gradi-giorno non superiore a 600;Zona B: comuni che presentano un numero di gradi-giorno maggiore di 600 e non superiore a 900;Zona C: comuni che presentano un numero di gradi-giorno maggiore di 900 e non superiore a 1.400;Zona D: comuni che presentano un numero di gradi-giorno maggiore di 1.400 e non superiore a 2.100;

Zona E: comuni che presentano un numero di gradi-giorno maggiore di 2.100 e non superiore a 3.000;Zona F: comuni che presentano un numero di gradi-giorno maggiore di 3.000


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TEMPERATURE DI BASE

La temperatura interna di progetto ti perlocali adibiti ad uso civile stabilita dallalegge pari a 20 2C e solitamente il valoreconsiderato proprio quello di 20C. Perlocali adibiti ad uso industriale invece, ilvalore di temperatura interna di progetto da

considerarsi di 18 2C.La norma UNI EN 12831 definisce dei valoridi temperatura interna di progetto chevariano in funzione della destinazione duso

degli ambienti cos come riportato diseguito:

Bagni ti = 24CAbitazioni, uffici, sale conferenza, auditori,ristoranti, bar, aule scolastiche ti = 20CIndustrie ti = 18C

Grandi magazzini, supermercati, musei,gallerie ti = 16C

Chiese ti = 15C

Per il il periodo estivo si prende come

temperatura interna di progetto 25C e il50% di umidit relativa.

Differenza di temperatura

Temperatura interna

Temperatura esterna di base

Localizzazione temp ext Te

Parma -5C

Bologna -5C

Bolzano -15C

Roma 0C


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MATERIALI ISOLANTI

Il potere isolante di un materiale proviene essenzialmente dallinsieme dei vuoti e delletasche daria che separano le parti solide del materiale. Questi volumi daria fungonoda ostacolo alla conduzione diretta del calore attraverso il materiale. E preferibile chela materia solida che separa i vuoti abbia una debole conduttivit. Il potere isolantesar tanto meglio se i volumi daria saranno finemente divisi e che le separazioni solide

avranno una conducibilit bassa.

FIBRE SCHIUME PARTICELLE

Le tre categorie principali di isolanti sono:

LE FIBRE: lana sfusa costituente deimaterassi o dei feltri, con numerosi spazidaria (fibre di vetro)

LE SCHIUME: le bolle daria o di gas sonoimprigionate nel l iquido sol idi f icato

plastificato (poliuretano, polistirene)LE PARTICELLE: piccoli frammenti di materiasciolti che delimitano tra loro spazi daria(segatura)

Schiuma poliuretanicaSchiuma polistreneLana di vetroCellulosaVetro cellulare

Terra seccaSegatura

Legno tenero (500kg/mc*Gesso

Cemento (220kg/mc)

LAMA DARIA INTERNALAMA DARIA ESTERNA


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4,&/012.-Si possono sommare solo leresistenze termiche. Lambda una grandezza caratteristica diciascun materiale omogeneo:

sua conduttivit termica. Ilcoefficiente di trasmissione Umisura la conduttana di unaparete, di spessore dato,omogeneo o composto. Ma nonsomma mai i vlori parzialilambda o k.

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Lama daria esternaLegno 2,5 cmFeltro bitumatoLana di vetro 13,5 cmCartongesso 1,3 cm

Lama daria interna

Lama daria est

LegnoFeltro bitumatoLana di vetroCartongesso

Lama daria int

+

+

Ciascun materiale impiegato in edilizia possiedeuna COEFFICIENTE DISOLAMENTO che si puvalutare sia con U che misura la conduttanza di una

parete, sia con la resistenza termica R. Queste duegrandezze sono inversamente proporzionali. U=1/R.

COFFICIENTE DISOLAMENTO


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GLI STRUMENTI NATURALI DEL PROGETTO


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Corso di Architettura Tecnica P f F F l iGLI STRUMENTI NATURALI DEL PROGETTO


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Corso di Architettura Tecnica Prof Francesco FulviGLI STRUMENTI NATURALI DEL PROGETTO


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3. DISPERSIONI



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3. DISPERSIONI

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3. DISPERSIONI

COMPATTEZZA CORPO DI FABBRICALA COMPATTEZZA DI UN EDIFICIO

SI ESPRIME CON IL RAPPORTO S/

V, DOVE SELA SOMMA DELLESUPERFICI CHE DISPERDONO

CALORE ALLESTERNO E VEILVOLUME RISCALDATO

REGOLE PER LA RIDUZIONE DELLE DISPERSIONI PER TRASMISSIONE



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3. DISPERSIONI

LA COMPATTEZZA DEVE ESSERE UN OBIETTIVO PRIMARIO DEL PROGETTO ARCHITETTONICO

Un edificio compatto ha un costo di costruzione inferiore e consuma meno energia per riscaldamento e raffrescamento

1 COMPATTEZZA CORPO DI FABBRICA


Corso di Architettura Tecnica Prof. Francesco FulviGLI STRUMENTI NATURALI DEL PROGETTO


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a.a. 2012/2013Prof. Francesco Fulvi

3. DISPERSIONI

2 RIDOTTA TRASMITTANZA DELLE PARTIZIONI OPACHE E TRASPARENTI BASSI VALORI DI U




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a.a. 2012/2013Prof. Francesco Fulvi

3. DISPERSIONI

LA DIFFERENZA DI PREZZO TRA UN CAPPOTTO DA 6 cm E UNO DA 10 cm E DI 5 /mq

GLAGabriele Lottici Architetto

2 RIDOTTA TRASMITTANZA DELLE PARTIZIONI OPACHE E TRASPARENTI BASSI VALORI DI U




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a.a. 2012/2013 3. DISPERSIONI

3 ELIMINAZIONE DEI PONTI TERMICI

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Corso di Architettura Tecnica2012/2013

Prof. Francesco FulviGLI STRUMENTI NATURALI DEL PROGETTO


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PONTE TERMICO

BUON ISOLAMENTO

BUON ISOLAMENTO

LA FORMAZIONE DI MUFFESUI MURI E INDICE DIDIFETTI NELL ISOLAMENTOTERMICO

3 ELIMINAZIONE DEI PONTI TERMICI



Prof. Francesco FulviGLI STRUMENTI NATURALI DEL PROGETTO3 DISPERSIONI


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4 ADEGUATO RAPPORTO TRA PARTIZIONI OPACHE E TRASPARENTI


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FINESTRE SCADENTI DISPERDONO IL 25% DELLENERGIA DI UN EDIFICIO,

FINESTRE DI QUALITA CAPTANO PIU ENERGIA DI QUANTA NE DISPERDONO

Fonte: CasaClima

LA QUALITA DEL MONTAGGIO E IMPORTANTE QUANTO LA QUALITA DEL PRODOTTO

4 ADEGUATO RAPPORTO TRA PARTIZIONI OPACHE E TRASPARENTI


Corso di Architettura Tecnicaa a 2012/2013



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FLESSIBILITA

La risposta ai bisogni quotidiani e stagionali diriscaldamento la chiave del comfort solarepassivo. Bisognerebbe dotare le aperture

esterne di un isolamento mobile o regolabileavente una resistenza sufficiente al flussocalorifico. Possiamo immaginare dei dispositiviisolanti che scorrono, si piegano a fisarmonica,si spostano per aspirazione o insufflaggio di ariao che semplicemente si ritirano.

La facilit di manovra, la durabilit e laspetto visivo sono tanto importanti quanto la qualitdellisolante. I dispositivi troppo larghi, pesanti o difficili da manovrare ostacoleranno il proprio

uso normale e regolare. Pu essere necessaria una manovra per solo qualche settimana o perqualche mese ogni anno, secondo il clima. Si possono quindi togliere e frapporre pannelli per lamaggior parte dellanno. La manovra dei dispositivi isolanti spostabili, pu essere manuale oautomatica, ma dobbiamo operare scrupolosamente per raggiungere il comfort massimoprevisto e per ottenere il miglior rendimento per una costruzione solare passiva.




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FERRAMENTA UTILIZZABILE

Un isolante mobile pu assumere varieforme. Scegliete o immaginate i tipi checonvengono di pi al vostro progetto. Letende e le persiane interne sono menoesposte agli agenti atmosferici esterni. I

dispositivi esterni possono servire comeriflettori e sono necessari come elementiesterni con la duplice funzione di captaree accumulare.

In commercio ci sono una grande quantitsi maniglie, corde, carrucole, cerniere,rulli, manovelle per molte applicazioni.

carrucole

vitiScorrimenti per porte

Cerniere da vela Meccanismo termico




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DISPOSITIVI ISOLANTI MOBILI

magneti

pannelloNIGHTWELLVengono utilizzati pannelli

in schiuma isolante, sifissano con calamite altelaio della fInestra




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guida

pannello scorrevole

PANNELLI SCORREVOLII pannelli rigidi scorrono

sui lati lungo le guide




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pannello a fisarmonica

scorrimento fisarmonica

PARETE FISARMONICAFunzionano come una

porta a libro, i pannelli siripiegano ai lati




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3. DISPERSIONI


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BOTTIGLIA THERMOS

La bottiglia THERMOS uneccellente analogia per aiutare a capire che ci sono le possibilitper poter costruire un edifico termicamente impermeabile. La bottiglia thermos a un buonrapporto superficie/volume, uneccellente isolamento, una chiusura attraverso un tappo

impermeabile.

Riempiendo la bottiglia Thermos di una massa termica sufficiente (un liquido) e rivolgendolapertura verso il sole diretto chiusa con una membrana trasparente, il calore entrer escalder il liquido. Se dopo il tramonto chiudiamo lingresso attraverso un tappo isolato,possiamo disporre a qualsiasi ora del liquido scaldato col sole.

Si possono invertire le operazioni e conservare il liquido freddo, tenendo la bottiglia chiusaallombra durante la giornata e aprendola durante la notte esponendola al cielo freddo, si pu

avere il liquido freddo a qualsiasi ora senza averlo dovuto refrigerare.

Lo stesso principio resta valido per lecostruzioni. Un edificio ben concepito,leggero e termicamente equilibrato puconservare una temperatura confortevoledurante tutto lanno nella maggior partedei climi

Massa termicaSchermo riflettente

Pelle esterna

isolamentoimpermeabilizzazione

tappo

vetro




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FILTRO DINGRESSO

Porte e finestre sono responsabili di importantidispersioni termiche. La loro apribilit, lamancanza di impermeabilizzazione nel loro

perimetro,il debole spessore del serramento edei vetri provocano forti perdite di calore eventilazione. Le persiane sono molto utili perisolare le finestre, ma non impediscono ladispersione quando ci sono degli ingressi. Perevitarlo si mette un sistema di doppie porte perisolare e separare linterno dallesterno sia neiclimi caldi che in quelli freddi.

ingressofiltro

interno

venti

violenti

UN FILTRO DINGRESSO lo spazio situato tra due porte quindi, in inverno, quando una portasi apre non tutto il caldo rischia di uscire. Si pu utilizzare anche una serra come filtrodingresso. Nei climi caldi il filtro dingresso aiuter a mantenere fresche le stanze interne.

Nei sottomarini e nei veicoli spaziali, i filtriservono per non far uscire lossigenoindispensabile per vivere.




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BARRIERE TERMICHE

I ponti termici verso lesterno sono un altro fattore importante da non dimenticare quando siconcepisce un edificio termicamente impermeabile. Bisogna isolare dallesterno, travi, pareti,solai, fondazioni, ecc.Una casa, ben isolata pu perdere una grande quantit di calore attraverso i materiali che nonsono convenientemente separati dallesterno.

Sappiamo, per esempio, che le finestre metalliche con anche doppio vetro, possono disperderepi calore per trasmissione attraverso il loro telaio che attraverso il doppio vetro. Si pu evitare ladispersione utilizzando finestre in legno oppure creando una separazione tra linterno e lesterno(taglio termico). Limpiego del Nightwall, permette anche di ricoprire tutto il serramento, telaiocompreso.

legno

porta

isolamento

muratura

legno

vetro

porta

isolamento

muratura

vetro

legno

INTERNO

INTERNO

ESTERNO

ESTERNO ESTERNO

ESTERNO


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PARETE TRASPARENTE E ISOLANTE

Il vetro chiaro trasmette fino all87% della radiazione solare e conserva la quasi totalit delcalore riemesso in grandi lunghezze donda: uno degli strumenti pi perfetti della natura.

La resistenza termica R di un vetro semplice : R=0,18 mq.K/W e U=5.5. Per un doppiovetro: R=0,35 mq.K/W, U=2,8. Per un triplo vetro R=0,56 mq.K/W U=1.8. Tuttavia,

ciascun nuovo spessore di vetro riduce la porzione trasmessa di energia solare incidente. Iricercatori hanno messo a punto e continuano a migliorare i prodotti nuovi che trasmettonolenergia solare altrettanto bene dei doppi vetri e hanno una migliore resistenza termica.

SCHIUMA TRASPARENTE: costituita da un gran numero di cellule minuscole che lascianopassare lenergia solare e frenano le dispersioni per trasmissione verso lesterno, grazie aquesto labirinto di cellule daria (R=0,44 e pi)

SPECCHIO TERMICO: un doppio vetro di vetro o plastica con un rivestimento metallico

trasparente e sottile, sulla faccia interna del vetro esterno; preserva cos fino al 98% delcalore riemesso e questo effetto aggiunto a una lama daria non ventilata, gli d unaresistenza che va intorno a 0,70 mq.K/W

INSIEME DI FILM TRASPARENTI: molti films plastici con una grande trasmissione solaresono spaziati in modo regolare per creare delle lame daria separate. Il pacchetto putrasmettere l80% della luce solare per ottenere una resistenza di 0,80 mq.K/W

MATERIALI TRASPARENTI UNIDIREZIONALI: dei prismi o degli

specchi a concentrazione lasciano entrare lenergia solare e laconservano allinterno. Si ottiene cos un resistenza pari a 0,50mq.K/W




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DISPERSIONI IN REGIME PERMANENTE

Le DISPERSIONI DI CALORE PER TRASMISSIONE IN REGIME PERMANENTE di un edificio o diun volume chiuso calore che viene continuamente disperso attraverso linvolucro esterno.Si pu calcolare un coefficiente U per ciascuna parete esterna: coperture, muri, finestre, solai,suolo, ecc. Si calcola il calore perso (Qd) per ciascuna superficie facendo il prodotto tra il

coefficiente (U), per la superficie totale (A) della parete considerata, per la differenza ditemperatura (t) e per la durata in ore (h)

.

.

N e l c a l c o l o d e l l edispersioni attraverso ilpavimento o dei muri del

sottosuolo il valore(t) diverso. Le temperature

nel sottosuolo variano aseconda del luogo da 7 a24 C, sono in generale

superiori alle temperature

invernali dellaria esterna.

Trasmittanza, W/mq.KSuperficie, mqDifferenza di temperatura, C

Durata, hDispersioni termiche, W




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Il calcolo stanza per stanza un metodo pratico per stabilire i bisogni di riscaldamento di ognispazio. Quando conosciamo le dispersioni attraverso ciascuna parete esterna, si sommano tuttiquesti valori per ottenere le dispersioni totali per trasmissione (Qdt). E il montante delledispersioni che bisogner equilibrare, attraverso qualche produzione calorifica (Qint), classica o

solare, per conservare il livello termico del comfort interno. Molto spesso un locale equilibra ipropri apporti caloriferi con: calore corporeo degli occupanti, calore della cucina, luce artificiale,compressori frigoriferi, computer, ecc.

+,[Wcd -.&/012 eQ,+f@ftxhA=18mq =0,25x18x20x24t=20C-0C=20C =2.010 Wh/giornoH=24 ore

ESEMPIOSupponiamo che una stanza abbia una superficie di18mq di pareti esterne. Il coefficiente U di questafacciata vale 0,25 W/mq.K. La temperatura esterna dibase 0C, la temperatura interna di base 20C, ladurata considerata 24 ore (un giorno) cos:

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DISPERSIONI GIORNO/NOTTE

Gli edifici perdono pi calore di NOTTE che di GIORNO. Anche se il sole brilla in inverno, gliapporti solari contribuiscono a scaldare ma tuttavia il calore continua a disperdersi. Per attenuarequesta dispersione quando il sole non c pi bisognerebbe coprire con un isolante le particaptanti presenti nellinvolucro: finestre, telai vetrati, lucernai, ecc. Del calcolo delle dispersioni,

importante conteggiare separatamente le pareti captanti e le pareti che abitualmente disperdonoper trasmissione. Si pu supporre per esempio che le finestre sono isolate durante la notte ecoperte per tempo e le loro perdite principali le abbiamo quando sono soleggiate. Se abbiamo 8ore di sole nel corso della giornata invernale, i calcoli terranno conto di 8 ore senza isolamento e16 ore con isolamento.

ESEMPIO: Supponiamo che una finestra di 2mq isolata termicamente 16 ore algiorno con pannelli di 5 cm si poliuretano rivestito di compensato di 3mm,delimitando una lama daria non ventilata di 2,5 cm.

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INFILTRAZIONI

Le dispersioni dovute alle INFILTRAZIONI e al rinnovo daria sono diverse dalle dispersioni pertrasmissione in regime permanente. Le infiltrazioni daria si producono attraverso tutte le finestree le fessure della costruzione. Il loro flusso varia in funzione delle differenze di pressione tralesterno e linterno, cio con le folate di vento e le differenze di temperature. E opportuno

realizzare una costruzione il pi possibile ermetica, diminuendo le fessure, coibentando esigillando i giunti tra i materiali. Le porte e le finestre avranno delle fasce sigillanti sul lorocontorno. Feltri e barriere al vapore ridurranno le fughe daria attraverso i muri e le coperture. Leforze dei venti che determinano una sovrappressione daria sulla facciata esposta al vento,creano una depressione sulla facciata opposta sotto vento.Limpiego di vetrate, di buoni sigillanti, di finestre di dimensioni ridotte e in piccolo numero questopermette di abbassare le infiltrazioni temute. Laltitudine, la velocit del vento e laltezza degliedifici sono fattori che aumentano la portata di queste infiltrazioni.

I tassi orari di RINNOVO DARIA riguardano laquantit daria estratta da ogni stanza e rimpiazzatadalla stessa quantit daria nuova o climatizzata,durante unora. Il funzionamento dei camini,lapertura delle porte e delle finestre, la ventilazionemeccanica, ecc., tutto questo partecipa al rinnovodellaria.Il rinnovo dellaria necessario per alimentare la

respirazione dellossigeno e per evacuare gli odoridel fumo cos come il vapore dacqua nelle stanzeumide. Bisogna cercare di minimizzare i rinnoviinutili.



REGOLE PER LA RIDUZIONE DELLE DISPERSIONI PER VENTILAZIONE


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CALCOLO RINNOVO ARIA

Il METODO DELLE FESSURE per calcolare leinfiltrazioni daria in un edificio consiste nel sommare lalunghezza di tutti gli spifferi sul perimetro delle porte edelle finestre, poi a moltiplicare il totale per uncoefficiente in relazione alla tenuta del tipo di fessura.

Questo metodo criticabile: i valori dei coefficientiviene fissato in maniera soggettiva e in funzione dellatenuta approssimativa di ciascuna fessura, quando poi,tra laltro, le fessure attraverso i muri vengonotrascurate.

Il METODO DEL TASSO ORARIO consiste nel dare un coefficiente generale a ogni locale a secondadel numero di pareti esterne che hanno porte, finestre o dei lucernari.Questi coefficienti tengono conto di tutte le categorie di perdite e tutte le influenze esterne adeccezione della ventilazione stessa. La tabella indica i tassi orari di rinnovo presuppone listallazione

di doppi vetri e di buoni giunti di chiusura.Secondo questo metodo, le dispersioni termiche per rinnovo daria e infiltrazioni sono prodotte da 5fattori: a, V, t, h, N.

Dispersioni per rinnovo aria, JCapacit termica dellaria, 0,3 J/mc.KVolume interno del locale, mc

Differenza di temperatura, KDurata delle dispersioni, hTasso orario di rinnovo dellaria

Numero di pareticontenenti portee finestre.Tasso orario di

rinnovo dellaria(N=)




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ESEMPIO:Determinate le dispersioni quotidiane peril rinnovo dellaria di una stanza avente

un volume di 25mc, costituito da unafinestra esterna e un lucernaio sul tetto

(N=1). La temperatura interna di base di 21C, la temperatura esterna di -4C.

Seguite questo procedimento per ciascuna stanza,sommate tutti i valori di perdite per trasmissione e per

ventilazione.

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Fino a questi ultimi anni, la valutazione delle dispersioni invernali ha dato luogo a dei calcoligrossolani che sommavano in maniera molto approssimata le componenti termiche reali degli edifici.Si sovradimensionavano spesso gli impianti di riscaldamento, e di conseguenza si consumava pienergia, per mantenere un livello di comfort, un metodo comodo e rapido giustificato dal prezzorelativamente basso degli impianti di riscaldamento e del combustibile.

Diversamente, i calcoli per la climatizzazione estiva o degli apporti solari sono molto pi delicati ecomplicati e tengono conto di un ventaglio pi largo di fattori termici, perch il raffrescamentoartificiale dellaria pi costoso del riscaldamento.Con limportanza nuova data dal costo globale delle istallazioni e nellinteresse nel dare unmiglioramento ed efficacia al quadro costruito, sono nati nuovi metodi di calcolo che permettono divalutare con pi precisione il comportamento termico reale durante le 4 stagioni. Questa possibilit distabilire dei bilanci provvisori sar di primaria importanza per un progetto di architettura passiva.

Un metodo, che potremmo modernizzare e applicare ad un analisi estesa a tutto lanno, lEFFETTOradiativo ARIA-SOLE, significa linfluenza dellirraggiamento solare sulla temperatura dellaria vicino aduna parete isolata e sulla temperatura della faccia esposta al sole

Questo calcolo tiene conto di molti fattori: Irraggiamento solare su tutto linvolucro delledificio Temperatura esterna dellaria in relazione allora del giorno e alla posizione del sole Orientazione delledificio Caratteristiche delle pareti esterne: massa termica, conducibilit, colore, stato della superficie del

materiale, isolamento mobile Protezione solare di tutte le pareti Posizione delle finestre




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Applicati al periodo di climatizzazione estiva, i calcoli ARIA-SOLE forniscono gli apporti globalidi calore per un edificio. Bisogna annullare gli apporti per mantenere il livello desiderato dicomfort. La temperatura inferiore di base generalmente da 24 a 27 C in estate.Relativo alla stagione di riscaldamento, gli stessi calcoli ARIA-SOLE indicheranno unadispersione globale inferiore di quella stabilita sommando perdite di trasmissione e perditeper ventilazione durante le 24 ore di un dato giorno. La differenza tra le dispersioni pertrasmissione e quelle calcolate col metodo ARIA-SOLE rappresentata dallirraggiamentosulla pelle dellinvolucro. E aggiungendo gli apporti solari diretti attraverso le pareri dicaptazione solare a questo calore radiante accumulato per effetto ARIA-SOLE, abbiamo unabuona idea dellimpatto totale di radiazione solare sulla costruzione

Lanalisi ARIA-SOLE permette dunque una migliore conoscenza del comportamento termicodi un edificio, ma facilita anche lo studio della sua forma, della sua orientazione, della scelta

dei materiali e del posizionamento delle finestre suscettibili di fornire un migliore comfort inogni sito durante le 4 stagioni

In seguito allanalisi dinamica ARIA-SOLE che ha comportato calcoli complessi, abbiamopotuto stabilire che la migliore esposizione solare nella maggior parte delle zoneclimatiche per lanno intero leggermente ruotata verso lEST in rapporto al pieno SUD.

REGIONEFREDDA

REGIONETEMPERATA

REGIONECALDA ESECCA

REGIONECALDA EUMIDA



L d di CALCOLO d ll di i i i h di difi i b i d i


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CALCOLI

Le procedure di CALCOLO delle dispersioni termiche di un edificio sono ben conosciute daitermotecnici. Conosciamo bene i fenomeni termici. Tuttavia, questi metodi sono complicati eimplicano sufficientemente delle scelte arbitrarie e soggettive infatti due analisti diverse nontroveranno lo stesso montante di dispersioni termiche per lo stesso edificio nello stesso posto.

Lobiettivo di essere completi e di identificare abbastanza precisamente leperformance potenziali di un edificio dato. I diversi documenti che danno latemperatura di base esprimono una media delle registrazioni e delle condizioniclimatiche conosciute. Il tempo resta raramente nella media. Inondazioni, siccit,

freddo rigido, inverni dolci, estati calde, temporali , ecc. condizioni che sono controla normalit. Nel mondo in costante evoluzione e in continuo cambiamento. Ledispersioni e i bilanci termici sono le migliori previsioni e ipotesi che possiamo fare.




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CHCKLIST:1. Stabilite le temperature di base esterne ed interne, e la loro differenza (t)2. Calcolate il coefficiente U di ciascuna parete esterna disperdente3. Determinate la superficie (A) di ciascuna di queste pareti4. Calcolate le dispersioni per trasmissione attraverso linsieme di queste pareti. Non

dimenticate di distinguere le dispersioni diurne e notturne e di fare intervenire leffettoradiativo aria-sole.

5. Fate il totale delle perdite in regime permanente (Qdt)6. Calcolate il volume delle stanze o dei locali.7. Assegnate loro un tasso appropriato di ricambio daria.8. Calcolate le perdite per flusso daria rinnovata (Qn) secondo il metodo del tasso orario

applicato a ciascun locale o gruppo di stanze. Chiedetevi se leffetto aia-sole pu migliorarela temperatura dellaria nuova.

9. Fate il totale delle perdite dovute alla ventilazione e alle infiltrazioni daria (Qnt).10. Sommate le dispersioni per trasmissione e per ventilazione (Qdt+Qnt)11. Esaminate questo totale di consumi termici e riconsiderate se necessario la dimensione delle

superfici e il volume dei locali: maggior isolamento, meno finestre, stanze pi piccole, ecc.12. Adesso abbiamo sotto controllo le dispersioni termiche. Bisogna iniziare a considerare gli

apporti solari, laccumulo e il riscaldamento ausiliario.

05-AT_Gli Strumenti Naturali Del Progetto - Dispersioni_12-13 - Corso Architettura Tecnica

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