2.3.3. Gradi giorno di riscaldamentoL’impianto di riscaldamento di un edificio è chiamato a compensare con l’energia termica da esso prodotta le dispersioni

di calore che si presentano per mantenere l'edificio in condizioni tali da poter consentire lo svolgimento delle normali

attività umane. Queste dispersioni appartengono a due grandi categorie:

• le dispersioni termiche attraverso le superfici opache e trasparenti che costituiscono l’involucro edilizio; esse sono

legate all’esistenza di una differenza di temperatura fra l'esterno e l'ambiente interno;

• l’immissione di aria fredda esterna per infiltrazioni o ventilazione dei locali; anche questo termine è proporzionale

alla differenza di temperatura interna-esterna.

Contribuiscono in parte ad alleviare il compito dell’impianto gli apporti gratuiti di calore interni (luci, persone,

apparecchiature elettriche e di combustione) ed esterni (radiazione solare). Di questi termini in genere si tiene conto

attraverso una riduzione forfetaria del termine che rappresenta le dispersioni per trasmissione e ventilazione, adottando

una temperatura di riferimento più bassa di quella di set-point.

I termini principali che definiscono il bilancio termico dell’edificio dipendono dunque dalla differenza di temperatura.

Quando si passa dalle potenze al fabbisogno stagionale di energia termica per riscaldamento si ottiene la seguente

relazione:

dove:

Et è il fabbisogno annuo di energia termica;

Cg è il coefficiente volumico globale di dispersione termica [W/m3°C] ;

V è il volume riscaldato lordo dell’edificio [m3] ;

a è un fattore di conversione dimensionale dipendente dalle unità di misura dell’energia. Vale 0.024 se Et è espresso in

kWh, vale 0,0864 se Et è espresso in MJ;

GG è il numero di gradi-giorno per il territorio comunale in esame.

I gradi giorno sono la sommatoria estesa a tutto il periodo di riscaldamento della differenza tra la temperatura di

riferimento interna1 e la temperatura media giornaliera esterna:

in cui t è il periodo in cui è in funzione il riscaldamento, determinato sulla base della fascia climatica del comune di

appartenenza (la sommatoria prevede solo i contributi positivi), che dipende a sua volta dai gradi-giorno calcolati con

Trif = 20 °C. I gradi-giorno rivestono dunque la doppia veste di indicatore climatico, e di termine di proporzionalità fra i

consumi e la caratteristica di dispersione dell’edificio (CgV).

Il riferimento normativo è il DPR 412/93 che prevede l’individuazione di sei fasce climatiche:

• Fascia A gradi giorno da 0 a 600

• Fascia B gradi giorno da 600 a 900

• Fascia C gradi giorno da 900 a 1400

• Fascia D gradi giorno da 1400 a 2100

• Fascia E gradi giorno da 2100 a 3000

• Fascia F gradi giorno superiori a 3000

Dati climatici

34 4°rapporto sull’energia

1) Come detto sopra, la temperatura di riferimento è in genere più bassa di quella che si vuole ottenere negli ambienti riscaldati (tipicamente 20-22°C). La riduzione è tanto maggiore quanto maggiore è il grado di isolamento dell’edificio e l’entità degli apporti solari e interni. In Italia ilvalore adottato è 20°C

Per la Provincia di Torino la totalità dei Comuni ricade nelle fasce E ed F, oscillando fra un minimo di 2478 gradi per la

località S. Mauro ed un massimo di 5165 gradi per la località Sestriere. Per i comuni in fascia E il periodo convenzionale

di riscaldamento va dal 15 Ottobre al 15 Aprile (183 giorni), mentre per i comuni in fascia F non esiste alcun limite. Per

questi ultimi il calcolo è stato esteso a tutti i mesi dell’anno. Per questo motivo vi sono cospicue differenze fra i risultati

ottenuti e quelli riportati nel DPR 412/93.

I valori dei gradi-giorno invernali misurati nell’anno 2003 sono riportati in Tabella 2.8 per alcuni comuni della Provincia

di Torino, mentre la distribuzione dei gradi giorno per tutti i comuni della Provincia di Torino, riferita al capoluogo

comunale, è descritta dalla cartina di Figura 2.9.

Tabella 2.8 - Gradi giorno invernali nel 2003, per alcuni comuni della Provincia di Torino

354°rapporto sull’energia

Dati climatici

COMUNE

ALA DI STURA

ANDRATE

ANGROGNA

AVIGLIANA

BALME

BARDONECCHIA

BOBBIO PELLICE

BORGOFRANCO D'IVREA

BORGONE DI SUSA

BROSSO

CALUSO

CANDIA CANAVESE

CARMAGNOLA

CASELLE TORINESE

CASTAGNETO PO

CERESOLE REALE

CESANA TORINESE

CHIOMONTE

CLAVIERE

COAZZE

COLLERETTO CASTELNUOVO

CONDOVE

CUMIANA

CUORGNE'

FENESTRELLE

FRONT

GIAGLIONE

GROSCAVALLO

LANZO TORINESE

LEMIE

LOCANA

LUSERNA SAN GIOVANNI

MARENTINO

MASSELLO

GG

4328

4712

4204

2820

7121

3928

4123

2537

2813

4161

2691

2956

2838

658

3045

5519

5934

3387

5698

3911

4018

3481

2669

2673

4987

2891

3967

4526

2991

4283

3798

3376

2655

4405

COMUNE

MEUGLIANO

MONASTERO DI LANZO

MONCALIERI

OULX

PARELLA

PERRERO

PINEROLO

PINO TORINESE

PIVERONE

POIRINO

PRAGELATO

PRALI

PRALORMO

RONCO CANAVESE

SALBERTRAND

SANTENA

SAUZE DI CESANA

SAUZE D'OULX

SESTRIERE Fraiteve

SESTRIERE Principi di Piemonte

SPARONE

SUSA

TORINO Buon Pastore

TRANA

TRAVERSELLA

USSEAUX

VALPRATO SOANA

VARISELLA

VENARIA REALE

VENAUS

VEROLENGO

VIALFRE'

VIU'

GG

3724

4833

2596

3956

2729

3710

1049

2889

2615

2863

4997

5351

2983

4192

4186

2910

6314

6265

5706

5060

3586

2928

2671

2813

4003

5181

5151

3244

2804

4616

2968

2645

4416

Dati climatici

36 4°rapporto sull’energia

Figura 2.9 - Distribuzione dei gradi giorni nella Provincia di Torino

2.3.4. Proposta di gradi giorno di condizionamentoIn modo analogo a quanto fatto per il periodo di riscaldamento si può cercare una relazione fra il fabbisogno di energia

per condizionamento e un parametro climatico opportunamente determinato. Una corretta valutazione del fabbisogno

di energia per la climatizzazione estiva deve tener conto dei seguenti termini:

• apporti o dispersioni di calore legate alla temperatura;

• apporti per irraggiamento solare, dovuti sia alla radiazione solare assorbita dalle pareti opache che quella trasmessa

all’interno dalle pareti vetrate;

• apporti o dispersioni per ventilazione, che in questo caso devono tener conto anche dell’umidità dell’aria;

• apporti per carichi endogeni, dovuti al calore generato da persone e apparecchiature all’interno dell’edificio.

Occorre fare alcuni commenti e precisazioni.

1. Nel periodo estivo le condizioni interne di set-point sono: temperatura a 26°C e umidità relativa del 50%.

2. Il termine per apporti endogeni, essendo indipendente dalle condizioni climatiche esterne, verrà trascurato.

3. Dei termini in precedenza citati il più complesso da trattare è quello dell’irraggiamento. La radiazione incidente scalda

le pareti, che cedono in un secondo tempo l’energia ricevuta all’ambiente: si ha dunque una prima fase di accumulo

ed una fase successiva di graduale cessione di calore agli ambienti. Di tutto questo complesso fenomeno si è tenuto

conto attraverso il concetto di area solare equivalente, definita come la superficie orizzontale perfettamente trasparente

e non ombreggiata attraverso la quale penetra la stessa quantità di energia solare che penetra effettivamente attraverso

l’involucro trasparente e opaco dell’edificio.

Per poter descrivere questa serie di fenomeni seguendo una linea simile a quella del periodo invernale, si è utilizzato

ancora il concetto di gradi-giorno, definiti come rapporto fra il «carico termico sensibile e latente» da rimuovere nell’arco

della stagione estiva e la caratteristica di dispersione dell’edificio.

Tale valore è stato calcolato a partire dai valori medi giornalieri di temperatura, grado igrometrico e irraggiamento solare,

ed è stato poi cumulato considerando anche in questo caso solo i contributi positivi, cioè quelli in cui la differenza di

temperatura equivalente nel periodo giugno-settembre risulta essere maggiore di zero.

2.3.5. Risultati, composizione e dinamica dei gradi giorno estiviIl calcolo dei gradi-giorno estivi è stato svolto soltanto per nove stazioni meteorologiche, in cui erano disponibili i dati

di temperatura, irraggiamento solare e umidità dell’aria:

• Avigliana;

• Candia;

• Carmagnola;

• Pino Torinese;

• Cumiana;

• Cuorgné;

• Susa;

• Torino;

• Verolengo.

Il calcolo è stato esteso al periodo giugno-settembre, ma nei diversi anni analizzati il contributo dei vari mesi è molto

diverso.

Ad esempio, nel 1992 gli unici mesi che danno contributi positivi estivi sono luglio e agosto, come si può vedere dal

successivo grafico di Figura 2.10. Nel 1995, invece, anche il mese di giugno ha dato qualche contributo, soprattutto a

Carmagnola e Torino, anche se l’unico mese che incide in modo apprezzabile è luglio (Figura 2.11). Nel 1997, anno meno

caldo dei precedenti, sono presenti contributi di tutti e quattro i mesi (Figura 2.12). Infine, davvero anomalo il 2003

(Figura 2.13), con valori elevatissimi dei gradi-giorno e contributi dei mesi di giugno, luglio e agosto. La località più

sfavorita è stata la città di Torino.

374°rapporto sull’energia

Dati climatici

Dati climatici

38 4°rapporto sull’energia

Figura 2.10 - Distribuzione tra i mesi dei GGE nel 1992 Figura 2.11 - Distribuzione tra i mesi dei GGE nel 1995

Figura 2.12 - Distribuzione tra i mesi dei GGE nel 1997 Figura 2.13 - Distribuzione tra i mesi dei GGE nel 2003

Un altro aspetto interessante è il contributo dei vari fattori meteorologici ai gradi-giorno. Infatti, a differenza del periodo

invernale in cui il fabbisogno energetico è legato solo alle differenza di temperatura interno-esterno, nel periodo estivo

il carico termico è legato, oltre che alle differenze di temperatura, all’irraggiamento solare e all’umidità. Questi tre

contributi sono stati calcolati separatamente ed hanno prodotto nel 2003 per la città di Torino i risultati riportati in

Figura 2.14.

Figura 2.14 - Torino 2003: distribuzione fra le componenti dei GGE

394°rapporto sull’energia

Dati climatici

Come evidenzia la Figura 2.14, il contributo più significativo non è la temperatura bensì l’irraggiamento, mentre l’umidità

risulta in questo caso l’elemento meno significativo. In molti altri casi, il contributo della temperatura è risultato addirittura

negativo in quanto la temperatura media giornaliera raramente risulta essere superiore a 26°C. Si veda ad esempio il

caso di Cumiana riportato in Figura 2.15 o il caso di Pino Torinese riportato in Figura 2.16.

Figura 2.15 - Cumiana 2003: distribuzione fra le com-ponenti dei GGE

Figura 2.16 - Pino Torinese 2003: distribuzione fra lecomponenti dei GGE

Si riportano in Tabella 2.9 e Figura 2.17 in valori dei gradi-giorno estivi dell’anno 2003, posti a confronto, a titolo di

esempio, con quelli rilevati con la stessa metodologia negli anni 1992, 1995 e 1997.

Dati climatici

Tabella 2.9 - Valori dei gradi-giorno estivi in alcune località della Provincia di Torino

Figura 2.17 - Gradi-giorno estivi negli anni 1992,1995, 1997 e 2003

40 4°rapporto sull’energia

COMUNE

AVIGLIANA

CANDIA C.SE

CARMAGNOLA

CUMIANA

CUORGNE'

PINO T.SE

SUSA

TORINO

VEROLENGO

1992

86

0

0

124

47

46

30

140

95

1995

54

0

110

65

35

56

23

107

67

2003

160

128

249

264

188

224

126

361

207

1997

25

0

60

45

15

34

7

60

16